钻爆法(矿山法)巷、隧道施工

1.4.4(1)单侧壁导坑法 该法适用于Ⅳ～Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道。其特 点是施工安全度较高，控制地层变形较好，但施工进 度较全断面法和台阶法慢，造价略高。
中隔壁支撑 1 2 3
单侧壁导坑法（中隔墙法、CD法） ：
又称中隔墙法、CD工法。施工时首先开挖导坑1， 并进行钢拱架支撑和锚喷支护，同时设置中隔墙临时支 撑。待导坑向前掘进一定距离后，再在后面进行基本断 面2和3部分的开挖，并进行初次支护。2、3部分采用 正台阶式开挖，掘至导坑位置后，停止掘进，拆除中隔 墙支撑，施工仰拱。最后浇注全周圈的二次衬砌。如果 围岩条件许可，2、3部分也可不设台阶，一步开挖； 如果围岩较差，断面很大，还可设更多的台阶。同理， 如果围岩不好，导坑1也可分成台阶开挖。
全。只在一定地质条件下及没有钻架或使用钻架不经济 时使用。
1.2.3先导洞后全断面扩挖法
该法先沿隧道的中线、按全长开挖导洞，然后再扩挖至
设计断面的施工方法。导洞的位置，可根据具体条件位于隧 道底板或顶板或中部（拱基线水平）。导洞可用掘进机或钻 爆法挖掘。 该法优点很多，可对隧道范围内的地质进行连续的地质 调查，能进行涌水和瓦斯的预防及连续排放，能在扩挖之前 预先加固岩体；能使岩体中的高应力预先释放；有利于扩挖
特点：
•
该法工序少，干扰小，上部钻孔可与装岩 同时作业，不需支撑和棚架，节省大量木材， 必要时可以喷射混凝土或砂浆作为临时支护。 采用锚喷作永久支护时更为适宜。 • 该法不仅适用于围岩稳定性较好、开挖后 不需或局部仅需临时支护的隧道，在土层隧道 中也同样可用。
1.3.2反台阶施工法 （上行分层施工法）
在软弱围岩大隧道中，先开挖隧道的一侧，并 施作中隔壁墙，然后再分部开挖隧道的另一侧的施 工方法。
交叉中隔壁法（CRD法） ：center cross diagram method
在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一 或二部分，施作部分中隔壁墙，再开挖隧道另一侧 的一或二部分，然后再开挖最先施工一侧的最后部 分，并延长中隔壁墙，最后开挖剩余部分的施工方 法。
双侧壁导坑法（眼镜法）
3 1 2 4 5 2 1 1 2
5
3 4
横 撑
6
无横撑
设横撑
1.4.4(3)双侧壁导坑先墙后拱法
双侧壁导坑先墙后拱法 该法适用于土质隧道，先沿隧道下部两侧周边开挖 导坑①，挖后即浇注边墙下部，达到强度要求后再开挖 上面第二层导坑③，并砌筑边墙上部Ⅳ。两侧边墙砌好 后，再开挖上导坑⑤，并经由上导坑进行拱部扩大⑥、 ⑦和衬砌拱圈Ⅷ。拱圈砌筑完后，挖除核心部分⑨；最 后挖底⑩并浇筑仰拱。 该法的特点是断面分块小，自下而上随挖随砌。因 此，暴露时间短，对围岩的破坏扰动小，安全可靠。但 是工序多，进度慢，导坑多，造价高，通风排水困难。
期间的通风；便于增加一些中间入口，多头同时扩挖，缩短
整个隧道的开挖时间。
南昆铁路米花岭隧道先导坑后全断面扩挖设备布置
1—门架式凿岩台车；2—挖装机；3—梭式矿车；
4—蓄电池电机车
1.3
台阶工作面法
该法是将巷（隧）道断面分成若干（一般为2～3）个 分层，各分层在一定距离内呈台阶状同时推进。这种方法的
全断面一次开挖法
优点:可最大限度地利用洞内作业空间，工作面宽敞，能 使用大型高效设备，加快施工进度；断面一次挖成，施工 组织与管理比较简单；能较好地发挥深孔爆破的优越性； 通风、运输、排水等辅助工作及各种管线铺设工作均较便 利。 缺点:大断面隧道施工时要使用笨重而昂贵的钻架；一次 投资大；由于使用了大型机具，需要有相应的施工便道、 组装场地、检修设备以及能源等；隧道较长、地质情况多 变必须改换其它施工方法时需要较多时间；多台钻机同时 工作时的噪音极大。
1.2
分断面两次开挖法
该法是将断面分成两部分，在全长范围内或一个 较长的区段内先开挖好一个部分，再开挖另一个部分。 它适合于稳定岩层中断面较大、长度较短或者要求快 速施工以便为另一隧道探清地质情况的隧道施工。根 据各分层施工顺序不同： •上半断面先行施工法 •下半断面先行施工法
•先导洞后全断面扩挖法
方法；下分层开挖时运岩和钻孔可平行作业，进度快；
下分层爆破有两个临空面，效率高、成本低。但上下分 层施工循环各自独立，与全断面一次开挖相比，工期增 长；必需在两个平面上铺设道路和管道。
1.2.2下断面先行施工法
该法是先将隧道的下半断面在全长范围内开挖完， 然后再开挖上半断面。 下半断面采用全断面开挖并进行衬砌。上部断面
单侧壁导坑法（CRD法） ：
对于隧道宽度较大的多线公路隧道，如果围岩很不 稳定，侧向变形大，仅竖向设置中隔墙难以保证隧道的 稳定性时，就需采用交叉中隔墙施工法（又称CRD工 法），即在水平方向再设置1～2层横向支撑。
1 2
3 4
1 2 3 6
4 5
• 中隔壁法（CD法）：center diagram method
先开挖上半断面，待开挖至一定距离后再同时开挖 下半断面的施工方法。根据上半断面超前距离的不同， 可分为长台阶法、短台阶法及微台阶法。
施工要点：
• 第一，要根据具体条件合理确定上、下分层 的错距。距离过大，上分层出岩困难；过小， 上分层钻眼不便。 • 第二，在装岩、钻孔机械能力足够时，应尽 量减少分层数。 • 第三，要根据围岩稳定情况及永久衬砌的形 式合理确定掘砌之间的协调关系。
1.4.3上下导坑施工法
上下导坑施工法：
考虑到永久支撑前顶板的沉降，上导坑的顶板标高需高 出设计轮廓线一定距离，软石隧道为20～40cm，土质隧道 为30～60cm。上下导坑之间以漏斗孔联通，以利上部导坑 出岩、进料和通风。漏斗孔尺寸一般为0.70.7m，从下导 坑向上爆破挖掘。 该法最大优点是下部各工序均在拱圈保护下进行，施 工安全；有两个导坑，通风、排水、运输、管线布置等条 件较好；能拉开工作面，便于使用小型工具。适用范围广， 遇到地质情况变化，变换施工方法较易。但衬砌整体性差， 工序多，干扰大，施工管理不便，上导坑人工扒岩劳动强 度大。
可以站在岩堆上钻孔（水平孔）或从隧道地板向上钻
垂直孔。在不采用对头施工的隧道中，下部掘通后， 上部可从两个洞口组织钻孔和装岩作业。
下断面先行施工法
该法的特点是：不需要钻架，上部施工有两个临空 面，钻爆成本低；开挖上部时钻孔和装岩可平行作业； 涌水大时可有效地排水。但上下分层需要有两个单独的
掘进循环，总工期时间长；在岩堆上钻孔不方便也不安
特点是缩小了断面高度，不需笨重的钻孔设备；后一台阶施
工时有两个临空面，使爆破效率更高。按上下台阶的长度， 台阶工作面法分为长台阶（一般为5倍于巷道宽度以上）和 短台阶（小于2倍的巷道宽度）；按台阶布置方式的不同， 可分为正（下）台阶和反（上）台阶两种方法。
正台阶施工法 （下行分层施工法） 1.3.1正台阶法：bench cut method
全断面一次开挖法
主要应用领域:该法主要用于围岩稳定、坚硬、完整、
开挖后不需临时支护的Ⅰ～Ⅱ类围岩的石质巷（隧）道以 及高度不超过5m、断面不超过30m2的中小型断面巷道。但
近几年来，随着大型施工设备的不断出现、施工机械化程
度和施工技术的不断提高，全断面一次施工的隧道越来越 多。 可采用有轨运输、无轨运输和混合运输。
采用这种方法施工时，可用钻孔台车钻孔，一次爆破成洞， 通风排烟后，用大型装岩机及配套的运载车辆将矸石运出。矿 山巷道断面较小，一般先登矸进行拱部锚喷支护，矸石出完后 再进行墙部支护。隧道断面大，通常需进行两次支护，初次支 护用钢拱架及锚喷，故多先墙后拱进行支护，二次支护一般配 备有活动模板及衬砌台车灌筑且在后期进行。当采用锚喷支护 时，一般由台车同时钻出锚杆孔。
1.4
导坑施工法
导坑法（矿山称导硐法）即先以一个或多个小断面 导坑超前一定距离开挖，随后逐步扩大开挖至设计断面，
并相机进行砌筑的方法。
这种方法主要用于地质条件复杂或断面特大的硐室
或隧道工程。
1.4导坑施工法
中央下导坑先墙后拱法 中央下导坑施工法
导 坑 施 工 法
中央下导坑先拱后墙法 中央上导坑施工法
上下导坑施工法
单侧壁导坑法(中隔壁墙法、CD、CRD法) 双侧壁导坑法(眼镜、双眼镜法) 双侧壁导坑先墙后拱法
侧壁导坑施工法
1.4.1(1)中央下导坑先墙后拱（漏斗棚架）法
中央下导坑先墙后拱法：
•
该法的施工顺序是先挑顶后开帮，在开帮的同 时完成砌墙工作。根据围岩条件、断面大小可采用 六部开挖法或三部开挖法。 • 该法除下导坑和左右两帮（①和⑥部）外，其 余各部位的石渣均可经由漏斗漏到棚下的斗车内， 再运出洞外。围岩条件允许时，可将①部与②部合 并、③部与④部合并、⑤部与⑥部合并，即成为三 部开挖法，使工序大为简化。
Hale Waihona Puke Baidu
1.2.1上断面先行施工法
该法是先将隧道上半断面在全长范围内开挖完毕， 然后再开挖下半断面。上下断面面积的比值取决于所 采用的开挖设备和岩石的稳定性。
隧道上部的开挖与全断面一次开挖完全相同。下
分层可采取垂直、倾斜或者水平的炮眼进行爆破开挖， 钻孔和装岩可同时进行。
上断面先行施工法
该法的特点：与全断面一次开挖相比，开挖面高度 不大；混凝土衬砌不需要笨重的模板，可降低造价；不 需笨重的钻架；遇松软地层时可迅速地改变为其它开挖
钻爆法（矿山法）巷、隧道施工
图1 隧道断面形状图
图2 巷道断面形状图
1 基本施工方案
1.1 全断面一次开挖法
1.2
1.3 1.4
分断面两次开挖法
台阶工作面法 导坑施工法 分部开挖法
1.1 全断面一次开挖法 (full face excavation method)
采用全断面一次开挖成形的施工方法。 是按整个设计掘进断面一次向前挖掘推进的施工方法。采 用爆破法时，是在工作面的全部垂直面上打眼，然后同时爆破， 使整个工作面推进一个进尺。从各种地下工程采用钻爆法的发 展趋势看，全断面施工将是优先被考虑的施工方法。
中央上导坑施工法： • 该法适用于需随挖随砌的围岩稳定性较差的石质或土质 隧道。导坑①超前开挖并架临时支撑，随后落底②，更换 导坑支撑。最后依次扩大两侧③，并立即进行砌筑。松软、 含水、易坍的土层，应将导坑再分成几个小断面进行挖掘， 先挖顶部后挖两帮并进行临时支撑，最后挖掉中间部分。 土质隧道中，中间部分⑤可分三层进行。为防止拱脚内移， 可在拱脚处架设横撑梁；为防止两侧内移，在断面⑤的中 上部也应设横撑。两侧墙⑥、⑧交替开挖，每侧开挖完成 后立即砌墙。 • 该法的特点是：拱圈衬砌及时，围岩暴露时间短，在软 岩及土质隧道中可防止拱圈失稳与开裂。施工干扰大，进 度慢。衬砌整体性差，故较适合于围岩稳定性差及长度较 短（300m以内）的隧道。
1.4.4(2)双侧壁导坑法（眼镜法）
双侧壁导坑法适用于浅埋大跨度隧道，地表下沉量要
求严格，围岩条件特别差时采用。根据围岩情况，两侧导 坑可同时施工，也可先后施工。两侧导坑都分上下两层呈 台阶式开挖，中间部分根据断面大小可分2～3层、呈台阶 式开挖。两侧导坑挖掘时，每一部分挖掘完后都要及时进 行围岩初次支护，并设置临时壁墙支撑。临时支撑在砌筑 仰拱时拆除。 与单侧导坑法类似，双侧导坑施工时，如果侧向变形 大，也可在导坑的中部设置横撑，形成双眼镜。
中央下导坑先墙后拱法：
•
该法的施工特点是：将断面分成若干部分进行 开挖，可容纳较多人员同时施工；除下导坑外，均 有较多的爆破临空面，爆破效果好；可利用棚架及 岩堆完成整个断面的钻眼爆破作业；棚架上石渣由 漏斗口漏入车内，省力、速度快。衬砌是先墙后拱 连续施工，整体性好。 • 但该法由于需要几十米长的棚架，需用大量木 材、钢轨，棚架也易因爆破而损坏。工作面拉开距 离长，虽对配备劳动力有利，但围岩暴露时间长， 对施工安全不利。
特点：
•
即首先挖掘最下部分层，然后逐一向上挖掘其 余各分层。该法能使施工工序减少，干扰小，下部 断面可一次挖至设计宽度，空间大，便于出岩运输 和布置管线，能节省大量材料。上部台阶施工需架 设棚架，断面较小、仅一道台阶时也可利用爆破后 岩堆进行拱部的锚喷支护。 本法较适合于围岩 稳定、不需临时支护、无大型装岩设备的情况。由 于安全性比较差，后面台阶施工对前面施工会有影 响，故应用不多。
1.4.1(2)中央下导坑先拱后墙法
中央下导坑先拱后墙法：
•
该法施工效率高，速度快。施工安全 好，地层变化时，改换其它方法比较容 易。但消耗木材和钢材较多，爆破易损 坏棚架，衬砌整体性差。在条件允许时， 也可将①、②部合并，③、④部合并， 与⑥部形成三部开挖法，以使工序简化。
1.4.2中央上导坑施工法