隧道工程新奥法施工方法种详解

隧道施工6种方法——隧道开挖及出碴运输

作者：北雪编辑来源: 中国铁路网更新时间：2009-10-19

(一) 全断面法

1 施工工艺

全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施作做衬砌的施工方法。其施工流程可参照图1。

图1 全断面法开挖施工流程图

2 施工要点

（１）施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备，以尽量缩短循环时间，各道工序应尽可能平行交叉作业，提高施工进度；

（２）使用钻孔台车宜采用深孔钻爆，以提高开挖进尺；

（３）初期支护应严格按照设计及时施做。

（４）为控制超欠挖，提高爆破效果，有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。

（二）台阶法

1 施工工艺

台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进的施工方法。其施工流程可参照图2、3。

图2 台阶法开挖断面示意图

图3 台阶法开挖施工流程图

2 施工要点：

（１）根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般应不超过1倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全；

（２）台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。

（３）上台阶施作钢架时，应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；

（４）下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，应采用缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。

（５）施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

（６）上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。

（三）环形开挖预留核心土法

1 施工工艺：

环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，再开挖中部核心土的方法，其施工流程可参照图4、5。

2 施工要点：

（１）环形开挖每循环长度宜为0.5～1m；

（２）开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑，每两榀钢架之间应采用钢筋连接，并应加锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m；

（３）预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求；

（４）当地质条件差，围岩自稳时间较短时，开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护；

（５）上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开3～5m进行平行作业。

图4环形开挖留核心土法

图5 环形开挖留核心土法施工流程图

（四）中隔壁法（CD法）

1 施工工艺

中隔壁法（CD法）是将隧道分为左右两大部分进行开挖，先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖，待该侧初期支护完成，且喷射混凝土达到设计强度70%以上时再分层开挖隧道的另一侧，其分部次数及支护形式与先开挖的一侧相同。其施工流程可参照图6。

2 施工要点：

（１）各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺，减小应力集中；

（２）各部的底部高程应与钢架接头处一致；

（３）每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定；

（４）后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合；

图6 中隔壁法施工流程图

（５）左、右两侧洞体施工时，纵向间距应拉开不大于15m的距离；

（６）中隔壁宜设置为弧形，并应向左侧偏斜1/2个刚拱架宽度；

（７）在灌注二次衬砌前，应逐段拆除中隔壁临时支护，拆除时应加强量测，一次拆除长度一般不宜超过15m，拆除后及时施工仰拱。

（五）交叉中隔壁法（CRD法）

1 施工工艺

交叉中隔壁法（CRD法）仍是将隧道分侧分层进行开挖，分部封闭成环。每开挖一部均及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁、安装底部临时仰拱。一侧超前的上、中部，待初期支护完成且喷射混凝土达到设计强度70%以上时再开挖隧道的另一侧的上、中部，然后开挖一侧的下部，最后开挖另一侧的下部，左右交替开挖。其施工流程可参照图7。

图7 交叉中隔壁法施工流程图

2 施工要点：

（１）各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺，减小应力集中；

（２）每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定；

（３）同一层左、右侧两部纵向间距不宜大于15m，同侧上下部纵向间距不宜大于8m；

（４）每一分部的临时仰拱应及时设置，步步成环，并尽量缩短成环时间；

（５）中隔壁宜设置为弧形，并应向左侧偏斜1/2个钢拱架宽度；

（６）中隔壁和中间临时仰拱在灌注二次衬砌前，应逐段拆除，拆除时应加强量测，一次拆除长度一般不宜超过15m。

（六）双侧壁导坑法

1 施工工艺

双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，必要时施做边墙衬砌，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二台阶或三台阶开挖的方法。其施工流程可参照图8。

图8 双侧壁导坑法施工流程图

2 施工要点

（１）侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度宜为整个断面的1/3；

（２）侧壁导坑、中央部上部、中央部下部错开一定距离平行作业；

（３）导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环；

（４）侧壁导坑采用短台阶法开挖，左右侧壁导坑施工可同步进行；

（５）当全断面初期支护封闭成环后，量测显示支护体系稳定，变形很小时，方可拆除临时支护，但应及时施作仰拱并进行二次衬砌；

（６）临时支护拆除时应加强量测，一次拆除长度一般不宜超过15m。