隧道长度一般为几百米到几十公里长,本人干过的隧道最长的一条长度将近14公里。隧道这么长,开挖方法是一成不变的吗?答案是否定的,隧道会根据不同围岩等级、开挖断面的大小,以及地质情况选择适用的开挖方法,在隧道设计中,设计院就已经明确了隧道中每个段落的开挖方法。下面就讲解一下隧道一些常见的开挖方法。
1.全断面法
全断面法顾名思义就是按照隧道的轮廓一次开挖成型的方法,这种施工方法的特点是工序少,对施工组织和管理有利;开挖断面大,可以采用深孔爆破,加快开挖进度;轮廓一次成型,扰动围岩次数少;作业空间大,有利于大型机械作业。全断面法主要适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩。
2.台阶法
台阶法是把隧道断面由上到下进行分段开挖,可以分为两台阶或者三台阶进行施工,首先上台阶首先开挖向前推进,达到一定距离后进行中台阶和下台阶的开挖。这种开挖方法工序相对较多,中下台阶开挖时还要分左右侧,左右侧台阶开挖时需要错开一定的距离,不能在一个断面上同时开挖,这样确保了上台阶的稳定性。台阶法使用的前提是围岩能在短期内自稳,这种施工方法被国内绝大多数隧道所采用。当围岩稳定性差时,还可以在台阶法的基础上进行演变,比如在上台阶中心部位预留核心土保证前方围岩的稳定;还有在上台阶初期支护底部增设临时横撑来增加初期支护的稳定性等方法。
3.中隔壁法(CD法)
这种方法是将断面从中间隔开,分为两侧,先沿一侧自上而下分为二或三部进行,再开挖另一侧。断面每块开挖和支护后形成闭合单元,有利于围岩稳定,减小净空位移及地表深陷。各分块纵向间隔距离视围岩变形情况,参照短台阶法决定。中隔壁法适用于断面跨度大,地表沉陷量要求较小的软弱围岩中的浅埋隧道。
4.交叉中隔壁法(CRD法)
交叉中隔壁法又称CRD法,将大断面隧道分成相对独立的小洞室分部施工。施工遵循“小分块、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”的施工原则,自上而下,分块成环,随挖随撑,及时做好初期支护。交叉中隔壁法施工有利于围岩稳定,保证施工安全,目前主要运用于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的隧道施工。
以上为隧道开挖常见的施工方法,欢迎您进行补充,如有不正之处欢迎您批评指正。
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