淺談隧道施工開(kāi)挖

摘  要：根據我國目前施工實(shí)際情況和國外經(jīng)驗，將常用的五種公路隧道施工中的開(kāi)挖方法作簡(jiǎn)要論述。
關(guān)鍵詞：隧道施工；開(kāi)挖方法；支護形式
        在隧道開(kāi)挖和襯砌施工過(guò)程中，圍巖、襯砌的受力和變形情況難以獲得確定解答，施工中開(kāi)挖方法和支護形式是隧道施工中的關(guān)鍵技術(shù)，如何選擇合理的開(kāi)挖方法和支護形式是隧道工作者要考慮的。在隧道現場(chǎng)施工中，一般根據上部地質(zhì)情況、土層覆蓋厚度、結構受力特征、隧道開(kāi)挖的時(shí)空效應及施工各工序間的相互影響等因素而決定施工方法，精簡(jiǎn)施工工序，提高施工效率，一般情況下，還要對經(jīng)濟情況、工期的影響進(jìn)行分析，同時(shí)結合數值分析來(lái)綜合考慮。
        1  常用開(kāi)挖方法
        根據我國目前施工實(shí)際情況和國外經(jīng)驗，將常用的五種公路隧道施工中的開(kāi)挖方法簡(jiǎn)述如下：
        1.1全斷面法
        全斷面法是指將隧道的斷面一次開(kāi)挖成型，或鉆爆或掘進(jìn)，開(kāi)挖后統一進(jìn)行支護襯砌的施工方法。
它適用Ⅰ~Ⅲ級整體性較的圍巖，有時(shí)也用于IV級圍巖，前提是在開(kāi)挖過(guò)程中這種圍巖能自穩。
它的特點(diǎn)是：工序少，對施工組織和管理有利；開(kāi)挖斷面大大，可以采用深孔爆破，加快開(kāi)挖進(jìn)度；輪廓一次成型，擾動(dòng)圍巖次數少；作業(yè)空間大，有利于大型機械作業(yè)。
        1.2臺階法
        臺階法也叫半斷面法，將斷面一分為二進(jìn)行開(kāi)挖，是全斷面法的變化方法，它使用的前提是圍巖能在短期內自穩，被國內絕大多數隧道所采用。
        臺階法包括長(cháng)臺階法、短臺階法和微臺階法等三種，其劃分是根據臺階長(cháng)度確定。采用哪種臺階法，選擇原則有兩個(gè)：初期支護從施作到基本能自穩的時(shí)間長(cháng)短；上部臺階施工時(shí)所需要的空間大小。對巖性較差的圍巖，主要考慮第一個(gè)原則；對巖性較好的圍巖，主要考慮第二個(gè)條原則。
        1.2.1長(cháng)臺階法。長(cháng)臺階法上下兩斷面相距較遠，一般上臺階超前50m以上或大于5倍洞寬。在上下臺階上可同時(shí)進(jìn)行平行作業(yè)，也可以先在上斷面開(kāi)挖一個(gè)進(jìn)尺，瑞在下斷面開(kāi)挖一個(gè)進(jìn)尺，當隧道長(cháng)度較短時(shí)，也可以先將上斷面全部挖通后，再進(jìn)行下斷面開(kāi)挖，相對于全斷面來(lái)說(shuō)，長(cháng)臺階法一次開(kāi)挖的斷面和高度較小，只需配備中型鉆孔臺車(chē)即可，而且對于維持掌子面的穩定也有利。它適用范圍較全斷面法廣泛，一般適用I-V級圍巖。
        1.2.2短臺階法。短臺階法志長(cháng)臺階法類(lèi)似，只是兩個(gè)斷面相距較近，一般上臺階長(cháng)度小于5倍洞寬且大于1~1.5倍洞寬，上下斷面采用平行作業(yè)，Ⅱ-Ⅴ級圍巖都能采用，是新奧法中采用的主要方法之一。
短臺階法施工中，當初期支護變形、下沉顯著(zhù)時(shí)，要提前閉合，保證在施工機械正常工作的前提下下臺階的最小長(cháng)度。
        1.2.3微臺階法。
微臺階法是全斷面開(kāi)挖的一種變異形式，適用于V-VI級圍巖，一般臺階長(cháng)度為3~5m，臺階長(cháng)度小于3m時(shí)，無(wú)法正常進(jìn)行鉆眼和拱部的噴錨支護作業(yè)；臺階長(cháng)度大于5m時(shí)，利用爆破將石碴翻至下臺階有較大的難度，必須采用人工翻碴。微臺階法上下斷面相距近，應注意開(kāi)挖工作面的穩定，必要時(shí)進(jìn)行加固和支護。      1.3保留核心土法
        這種方法使用中主要指環(huán)形開(kāi)挖留核心土法，它將開(kāi)挖斷面分為環(huán)形拱部、上部核心和下部臺階三個(gè)部分，由短臺階法發(fā)展而來(lái)。先用人工或小型掘進(jìn)機開(kāi)挖環(huán)形拱部，進(jìn)行拱部錨噴；再開(kāi)挖上部核心土和下部臺階土體，進(jìn)行邊墻和底部初期支護；向前推進(jìn)繼續重復開(kāi)挖上中下部土體；待圍巖和初期支護的變形基本穩定后，施作二襯。
        這種方法優(yōu)點(diǎn)是施工步驟簡(jiǎn)單，在遇到短距離圍巖變化時(shí)可優(yōu)先使用，能較快地提高施工的進(jìn)度；不足是這種方法一次開(kāi)挖的進(jìn)尺較短，一般在1m左右，而且頂部空間較小，不易于拱頂部的支護實(shí)施。
        1.4中隔壁法
        這種方法是將斷面從中間隔開(kāi)，分為兩側，先沿一側自上而下分為二或三部進(jìn)行，再開(kāi)挖另一側。斷面每塊開(kāi)挖和支護后形成閉合單元，有利于圍巖穩定，減小凈空位移及地表深陷。
各分塊縱向間隔距離視圍巖變形情況，參照短臺階法決定。
        中隔壁法適用于斷面跨度大，地表沉陷量要求較小的軟弱圍巖中的淺埋隧道。
        1.5交叉中隔壁法
        交叉中隔壁法也是將斷面從中間隔開(kāi)，分為兩則，先開(kāi)挖一側的上部，再開(kāi)挖另一側的上部，左右兩側交叉進(jìn)行開(kāi)挖和支護。在所有支護中，中隔壁及交叉臨時(shí)支護在在灌注二次襯砌時(shí)逐段拆除。
它適用于軟弱圍巖淺埋的雙線(xiàn)或多線(xiàn)隧道。
        2 支護形式分析
        在早期，隧道是為礦山為服務(wù)的，那時(shí)候支護是主要是用鋼木構件支撐，其中木支撐主要用圓木，它可以構成矩形或扇形支撐，不能較好適應隧道斷面形狀，且磨損率高，耐久性差，安全性也不高，一般屬臨時(shí)支護，在進(jìn)行模筑混凝土后需要拆除，現在很少采用。鋼支撐，主要以工字型鋼，鋼筋和舊鋼軌為主，可以構成拱形支撐，可較好適應隧道斷面形狀的要求，且具有較大的承載能力和很好的耐久性，可作永久支護，施工較木支撐簡(jiǎn)便且安全。
        隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，現在的新奧法主要以噴錨支護為主要手段，這種支護不像早期的剛性支護，它是一種柔性支護，允許圍巖有一定的變形。
        在現代隧道支護理論中，也將隧道支護他為永久支護和臨時(shí)支護。這兩種支護并沒(méi)有嚴格上材料和形式的區別，只是在于臨時(shí)支護一般在施作永久支護后在拆除。
        臨時(shí)支護是為了確保施工安全面設置的支護，其設置情況隨開(kāi)挖后隧道圍巖的穩定情況而定，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖為先開(kāi)挖后支護，Ⅳ、Ⅴ級圍巖是邊開(kāi)挖邊支護，Ⅵ級圍巖是先支護后開(kāi)挖。
        永久支護是隧道支護中必不可少的，不像臨時(shí)支護需要時(shí)才用，因此永久支護的重要性較高，其結構形式也較多，一般來(lái)說(shuō)主要依據圍巖條件而定，Ⅰ、Ⅱ級圍巖中進(jìn)行局部錨桿支護，Ⅲ、Ⅳ級圍巖中主要采用錨噴支護，Ⅴ、Ⅵ級圍巖中多采用錨、噴、網(wǎng)支護，必要時(shí)加設鋼拱架。

【淺談隧道施工開(kāi)挖】相關(guān)文章：

淺談交通工程隧道通風(fēng)系統選用01-18

試論隧道電力照明施工工藝的改進(jìn)措施工學(xué)論文03-12

淺談施工項目安全管理的分析03-29

淺談施工企業(yè)稅收籌劃論文02-18

對橋梁加固工程施工的淺談03-26

淺談施工項目管理與成本控制11-15

淺談建筑施工安全管理的問(wèn)題11-30

高速公路施工中路基土方開(kāi)挖技術(shù)探析論文03-14