洞身开挖应根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、机械设备、地质条件等,选择适宜的开挖方案(包括开挖顺序、爆破、施工照明、通风、排水、支护、出渣等)。为了最大限度地利用围岩自承能力,必须采用有利于减少超挖、减少围岩扰动的开挖方法进行洞身开挖。

一般规定

1、洞身开挖应根据地质条件、断面大小、机械设备等,选择适宜的开挖方案(包括开挖顺序、爆破、施工照明、通风、排水、支护、出渣等)。为了最大限度地利用围 岩自承能力,必须采用有利于减少超挖、减少围岩扰动的开挖方法进行洞身开挖。

2、隧道爆破应采用光面爆破,必要时采用预裂爆破技术;施工中应优化钻爆设计、提高钻眼效率和爆破效果,降低工料消耗。对不宜爆破、挖掘机又难以挖动的软弱围岩以及黄土地段,鼓励采用铣挖机配合装载机进行隧道开挖施工。

3、应有良好的通风、照明、调度、高压风、

给排水、供电系统。

说明

良好的通风系统、良好的调度系统、良好 的高压风系统、良好的给排水系统、良好的供电 系和照明系统是隧道快速施工的关键保障。

4、双向开挖隧道的贯通宜选择在围岩较好的 地段。双向开挖距离接近时,两端施工应加强联 系、统一指挥,并采取浅眼低药量,控制爆破震 动;当两开挖面间的距离为15-30m时,应改为单 向开挖,一端必须停止开挖、将人员机具撤走, 并在安全距离处设立警告标志。对采用单向开挖 的隧道,出洞前应反向开挖不少于30m或不小于洞 口超前管棚长度,严禁在隧道洞口处贯通。

5、双洞开挖时,应根据两洞的轴线间距、洞口里程距离、地质条件及其他自然条件,选择适当的开挖方法,确定好两洞开挖的时间差和距离差,并采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良影响。

施工工序

基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(1)

1、浅埋段开挖超 过50m必须进行浅埋段二衬及明洞 模筑衬砌施工。

2、初支紧随开挖面及时施作,减少围岩暴露时 间,抑制围岩形,并及时进行复喷,硬岩地段 复喷作业距掌子面不得超过60m 。

3、仰拱应及时封闭成环,铺底距掌子面距离不大于60m。4、洞口及洞内软岩段二次衬砌尽早施工,其他段落根据监控量测结果适时施工,一般情况下二 衬距掌子面距离不超过200m 。

说明

1、强调了洞口浅埋段和洞口边仰坡稳定安全 重要性,要求二衬和明洞必须及时施作。

2、强调了软弱围岩及不良地质施工要点及 安全要求,初期支护要紧跟,仰拱要及时封闭成 环,二衬衬砌要及时施作。福建省要求仰拱封闭 位置距离掌子面一般情况下不应大于35m,一般不 超过70m,大家可参考。

3、硬岩地段初喷要及时,复喷距离掌子面 不超过60m,铺地不超过60m,二衬一般不超过 200m。

1

开挖方法

隧道开挖必须与支护、衬砌施工相协调。如需变更设计除

应满足技术规范要求外,还需满足以下原则:

说明

两车道土质和类土质、含水量大、承载力 低和三车道土质围岩和石夹土或土夹石的松散石 质围岩、地下水丰富的隧道采取台阶法施工存在 较大安全隐患,沉降往往难以控制,极其容易造 成侵限或塌方等质量安全问题。

说明

台阶长度过长往往造成封闭不及时;下台 阶马口开挖和拱架落底过程是台阶法施工最危险 时间,一次开挖和落底长度过长,往往会造成支 护变形加大甚至失稳塌方,指南规定落底长度不 大于2榀钢拱架。

2

超欠挖控制

  • 应严格控制欠挖。拱、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
  • 隧道断面尺寸:开挖断面、初期支护断面、二次衬砌断面

    3

    钻爆设计

    隧道掘进施工前,应进行专门钻爆设计,并进行试爆,根据试爆结果合理调整各项参数。

    说明

    光面爆破工作是隧道施工的基础性工作, 施工、监理单位要加强检查,确保光爆质量。

    周边眼应根据围岩情况合理布置,保证开挖 断面符合设计要求,硬岩开眼位置在开挖轮廓线 上,软岩可向内偏5~10cm。

    铺底和仰拱底面采用预留光爆层爆破,Ⅱ、Ⅲ级围岩段的水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。

    4

    钻爆作业

    机械设备选型配套

    (1)机械设备应本着“性能先进、配套合理、着 重工效”的原则,按大断面(长)隧道机械化施 工技术要求选型配套。一般要求一是开挖能力大 于施组要求能力;二是装碴能力大于开挖能力;三是运输能力大于装碴能力;四是设备配置的富 余系数不宜过大(一般>1.2),以避免造成部分设 备能力的浪费。

    (2)一般隧道大断 面开挖可采用多层钻 孔平台配12~18台风 动凿岩机钻孔。对于 长度大于5km或独头 掘进超过2km的长大 隧道应优先采用性能 先进的多臂液压钻孔 台车进行施工。

    (3)出渣运输设备的选型配套应保证机械设备充 分发挥其功能,并应使出渣能力、运输能力与开 挖能力相适应,宜配备大功率、大容量、性能先 进的装运机械设备,加快施工进度。独头掘进2km 以内的隧道一般采用无轨运输出渣;独头掘进超 过2km,应根据通风方案、辅助坑道来确定出渣方式。

    (4)掘进150m以上,隧道施工必须实施管道通风

    (5)装药:加强炮眼堵塞,提高爆破效果,周边眼的堵 塞长度不宜小于400mm。宜配备专用炮泥机加工炮 泥,提高炮孔堵塞质量。鼓励承包人采用水压控 制爆破法(ABM)等爆破效果较好的装药形式,减 少炸药消耗量。

    提醒

    装药与钻孔作业不得在同一开挖工作面进行。

    开挖方法

    1、全断面开挖法

    主要应用于两车道Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ级较好围岩和三车 道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩段的施工。

    说明

    隧道采用全断面开挖,爆破用药量大,应 控制一次起爆的炸药量和循环进尺,降低爆破震 动对围岩的影响和确保开挖工作面的稳定。IV、V级围岩在采取有效支护措施稳定开挖工作面 后,也可采用全断面发开挖。

    2、台阶法施工

    (1)台阶不宜多分层,上下台阶之间的距离尽可能满足 机具正常作业,并减少翻渣工作量;当顶部围岩破碎,需支护紧跟时,可适当延长台阶长度。

    (2)施工亦应先护后挖,宜采用超前锚杆或超前小钢管辅助施工措施。开挖应尽量采用微震光面爆破技术。

    (3)初期支护应紧跟开挖面;上台阶施工时,钢架底脚 宜设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁以利下台阶开挖安全。下台 阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。

    (4)隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。

    (5)台阶分界线不得超过起拱线,上台阶长度不得大于30m,下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱 架的长度,应一次落底,并尽快封闭成环。

    说明

    台阶开挖台阶长度要考虑初期支护闭合断面的时间要求,围岩稳定性愈差,闭合时间愈短。

    3、环形开挖留核心土法

    先开挖上部导坑成 环形,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的 施工方法。其施工步骤

    基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(2)

    (1)环形开挖留核心土法,将开挖断面分为上、中、下及 底部四个部分逐级掘进施工,核心土面积应不小于整个断 面面积的50%。上部宜超前中部3~5m,中部超前下部3~ 5m,下部超前底部10m左右。

    (2)核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混 凝土强度达到设计强度的70%后进行。为防止上台阶初期 支护下沉、变形,其底部宜加设槽钢托梁,托梁与钢架连 为一体,钢架底部应按设计要求设置锁脚锚杆,并与纵向 槽钢焊接,锚杆布设俯角宜为30°

    (3)每一台阶开挖完成后,及时喷射4cm厚混凝土 对围岩进行封闭,设立型钢钢架及锁脚锚杆,分 层复喷混凝土到设计厚度,必要时各台阶设临时 仰拱加强支护,完成一个开挖循环。

    (4)对土质的隧道应以核心土为基础设立3根临时 钢架竖撑以支撑拱顶和拱腰,核心土应根据围岩 量测结果适当滞后开挖。

    4、中隔壁法(CD法)

    是将隧道分为左右两部分进行开 挖,先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖,施作初期支 护和中隔墙临时支护,再分台阶开挖隧道另一侧,并进行 相应的初期支护的施工方法。其施工步骤:

    基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(3)

    CD法,侧壁按两台阶的,适合于围岩条件较好的

    基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(4)

    (1)上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.75~0.8m),下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。

    (2)中隔壁法或交叉中隔壁法施工时,初期支护完成后方可进行下一分部开挖,地质较差时,每个台阶底部均应 按设计要求设临时钢架或临时仰拱;各部开挖时,周边轮 廓应尽量圆顺;应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要 求后再进行另一侧开挖;左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m;当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。

    说明:左右导坑施工工序衔接较清晰、步序合理,仰供施作及时

    (3)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、 人员等安排进行适当调整。应配备适合导坑开挖 的小型机械设备,提高导坑开挖效率。

    (4)中隔壁的拆除工艺是关键技术,中隔壁拆除 时间的判定要以拱顶下沉和净空收敛为依据,一般在拱顶下沉7天内增量在2 mm以下作为拆除中壁 的基准。同时,要求中隔壁的拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度应根据量测数据慎重确定,拆除 后应立即施作二次衬砌。

    5、交叉中隔壁法(CRD法)

    1)CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道一侧,施作中隔壁和横隔板,再分部开挖隧道另一侧并完成横隔板施工的施工方法。

    基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(5)

    6、双侧壁导坑法

    双侧壁导坑法是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,然后再根据地质条件、断面大小,对剩余部分采用二部或三部开挖的方法。其施工步骤:

    基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(6)

    说明:双侧壁导坑关键在于各工序的施工质量,特别是支撑钢架的连接一定要紧密,要加强监控量测,确保安全。

    (1)围岩开挖应尽量采用挖掘机和人工配合无爆 破施工,局部需爆破施工时,宜弱爆破施工,以 尽量减少对地层的扰动。

    (2)侧壁导坑开挖后,应及时施工初期支护并尽早形成封闭环;侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一;左右 导坑施工时,前后拉开距离不宜小于15m;导坑与 中间土体同时施工时,导坑应超前30~50m。

    双侧壁法开挖。但左、右导坑前后拉开的间距 不 足,且导坑与中间土体拉开的间距也不足

    连拱隧道

    (1)一般情况下,连拱隧道施工不宜左右两洞齐头并进,同时开挖、衬砌,宜先左(右)洞,后右(左)洞;再左( 右)洞、继而右(左)洞的逐步推进,如此往复循环依次进 行;先行洞应选择在偏压侧及地质较为软弱的一侧;先行 洞开挖超前另侧主洞30~50m,先行洞二次衬砌断面落后 后行洞开挖面,距离现场可根据爆破震动监测结果确定, 一般不小于2倍洞径。

    (2)为确保施工安全,避免二衬出现开裂,要求左右洞必须至少各配备一台二次衬砌模板台车。

    (3)应严格按设计要求进行中隔墙施工,中隔墙施工时应注意预埋与主洞钢支撑连接钢板。

    基础开挖前准备(看这套图文并茂的施工标准化技术指南就够了)(7)

    某连拱隧道钢拱架未与中隔墙顶部有效连接,事后该座隧道出现塌方

    小净距隧道

    小净距隧道施工应结合中岩墙厚度、围岩条件 及埋深等制订单项施工技术方案。该方案应严格 贯彻设计意图,并包括以下内容:先行洞和后行 洞开挖方法;先行洞和后行洞爆破设计和爆破震 动控制;先行洞和后行洞开挖错开距离;先行洞 衬砌与后行洞开挖错开距离;中岩墙保护方法;各相互影响工序的滞后时间;非小净距隧道施工 方案中的其他内容等。

    注:欢迎大家关注小编的微信公众号“土木智库”,里面有小编整理的建筑行业的众多资料,有一建、二建、造价、消防视频和课件,欢迎大家的加入

    ,