隧道开挖支护施工技术总结

隧道开挖支护施工技术总结
摘要：随着我国高速公路、高速铁路及城市轨道交通等基础设施项目的迅速发展，且国家对环保、水保的重视，隧道工程被大量应用于道路交通中，但是隧道施工存在埋深浅、地质复杂、易坍塌的特点。

因此，为了降低成本，提高生产效率，对隧道开挖支护、监控量测等施工技术的研究是必要的。

关键词：隧道；开挖支护；监控量测；施工技术
中图分类号： u455 文献标识码： a 文章编号：
1.概述
隧道浅埋段及下穿建筑物、设施等施工时主要有台阶法、双侧壁导坑法、盾构法等。

本文主要针对台阶法和双侧壁导坑法进行介绍。

2.施工工艺及方法
2.1台阶法
主要用于ⅲ级围岩及深埋洞ⅳ、ⅴ级围岩的施工，其施工工序如下：
第1步：上半断面高度7米，采用钻爆台车钻孔支护，光面爆破，挖机和装载机同时挖渣，自卸运渣。

开挖上半断面后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷混凝土至设计厚度，形成较稳定的承载拱。

第2步：在滞后上半断面30～50m后开挖下部右侧（左侧），并进行下部右侧（左侧）初期支护。

第3步：下部右侧（左侧）掘进10～15米改移道路进行下部左
侧（右侧）开挖，并进行初期支护。

第4步：施作仰拱混凝土、填充混凝土，及早封闭成环。

第5步：根据围岩量测结果，及时施作二次衬砌。

1）爆破设计
爆破设计见图1～2:
图2 台阶法钻爆设计图
台阶法开挖光面爆破主要技术经济指标见下表：
表1主要技术经济指标表
2）施工要点
（1）iv级围岩区段的施工贯彻稳步推进的原则，切实搞好初期支护（或临时支护）和施工监测。

（2）采用微震动控制爆破技术，以减轻对围岩的扰动。

（3）初期支护或临时支护紧跟开挖工作面及时施作。

支护未完成，不得进行下一循环的开挖作业。

①喷射混凝土采用先进的湿喷法作业。

出碴前必须进行初喷。

每次喷射厚度为5～7cm，喷射混凝土的品质须严格控制。

②系统锚杆分反循环中空注浆锚杆和砂浆锚杆两种，其间距、孔
深符合设计要求，并尽量垂直岩层层理，垫板紧贴岩面，灌浆饱满，锚固可靠。

③挂网在初喷混凝土及施作锚杆后进行。

钢筋网在洞外预制电焊成网片后安设，挂网时，钢筋网紧贴岩面，网片间搭接不小于连个网格，并与邻近锚杆联接牢固。

④局部围岩松散、破碎地段，加强临时支护或初期支护，或采用超前支护（超前小导管注浆、超前锚杆、超前小钢管等），并加强施工监测，防止坍方、支护失稳、衬砌病害等的发生。

2.2双侧壁导坑法施工方法
1）爆破参数确定
根据围岩情况并结合前期隧道开挖爆破情况及综合安全因素，在按照“先探测、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的原则下施工，确定循环进尺为1.2 米，炮眼利用率90%，掏槽形式采用v形掏槽。

炸药选用1号乳化炸药，药卷直径为ф27，周边眼采用直径ф27 的药卷不藕合间隔装药。

引爆方式采用非电毫秒雷管。

爆破参数计算如下：
a.炮眼数量：n=qs/ar
标准直径的炮眼：（炮眼直径35mm，药包直径32mm）
n=qs/ar式中： n—炮眼数目（个）
q—单位炸药消耗量(kg/m3),本隧取0.5kg/m3
s—开挖断面面积(m2),本隧为170 m2
a—爆破振动衰减系数
r—炸药的线装药密度(kg/m)
根据选用断面尺寸得：s=170m2
查经验数据已知：a=0.45 r=0.75kg/m q=0.5kg/m3
n=(0.5×170)/(0.45×0.75)=252（个）取251 个
拱部采用光面爆破，周边眼间距取45㎝，掏槽眼采用12 个，b、掏槽眼深度：取b=40cma=50cm α=60°（b为炮孔排距，a为炮孔间距，α为炮孔倾角）
l=0.8/sin60°≈0.9m
c、每一循环装药量：q=0.5×0.9×170=76.5kg
φ32 卷长20㎝净重150g
d、炮眼的装填系数：掏槽眼80%，辅助眼70%，顶眼60%，求出各炮眼装药量。

钻孔作业采用yt-28手风钻，自制钻爆作业平台辅助作业,钻孔作业中要求“准、齐、平、直、顺”，参考预加固支护位置或画定开挖轮廓线及眼位，准确按要求位置施工，眼底落于同一平面上，边眼外斜保持0.04～0.05，两炮衔接台阶小于10cm，装药必须堵塞，周边眼采用间隔装药，使用导爆索，竹片和电工胶布加工，确保良好效果。

2）爆破设计
双侧壁导坑法开挖爆破设计详见“双侧壁导坑法开挖炮眼布置图”
图3 双侧壁导坑法开挖炮眼布置图
表2ⅳ级围岩双侧壁开挖爆破参数表
3）施工工序
(1) 进行测量放线确定开挖边线,按爆破设计布置孔位用油漆画点标注。

(2) 开挖①部，人工配合整修。

导坑周边初喷4cm厚混凝土封闭岩面，施作洞身锚杆，挂钢筋网，安装型钢钢架和临时钢架复喷混凝土至设计厚度。

(3) 在滞后于①部15米以上后，开挖②部，人工配合整修。

导坑周边初喷4cm厚混凝土封闭岩面，施作洞身锚杆，挂钢筋网，安装型钢钢架和临时钢架复喷混凝土至设计厚度。

(4) 利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部ф108长管棚超前支护。

开挖③部，人工配合整修。

拱部初喷4cm厚混凝土封闭岩面，施作拱部洞身锚杆，挂钢筋网，架立拱部型钢钢架，复喷混凝土至设计厚度。

(5) 在滞后于③部一段6～8米后，开挖④部。

(6) 在滞后于④部一段6～8米后，开挖⑤部。

隧底部分初喷4cm 厚混凝土，接长底部型钢钢架，使钢架闭合成环，复喷混凝土至设计厚度
(7) 根据监控量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，拆除中部
临时型钢钢架。

4）施工注意事项
a.严格按设计尺寸和设计要求工艺施工。

b.爆破严格按爆破设计施工，严格控制炮眼深度、角度及装药量。

c.钢架分节段连接处设置锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。

d.钢架之间纵向连接钢筋连接按设计要求设置，及时施工并连接牢固。

e.临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并受力
稳定后进行。

2.3超前小导管施工
超前小导管适用于ⅳ加强支护、ⅴ级及ⅴ级加强支护。

1）制作钢花管
小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。

2）小导管安装
⑴测量放样，在设计孔位元上做好标记，用风钻钻孔，孔径较设计导管管径大3～5mm。

⑵成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用风钻机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。

3）注浆。