隧道施工工程中的开挖技术与施工方法

隧道CD法开挖施工技术及注意事项

摘要：随着铁路交通的快速发展，铁路隧道成为铁路建设中很重要的一环，笔者通过多年工作经验，首先阐述了CD法的特点及工艺原理，然后对施工技术要点进行详细的探讨，最后总结了施工中应注意的几个问题，希望对今后类似围岩较差、断面较大的工程具有参考价值。

关键字：隧道开挖；CD法；施工方法；注意事项

一、CD法施工特点及工艺原理

1、CD法施工特点

CD法也称中隔壁法，主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程。呈块状但裂隙填充物少的硬质Ⅳ级围岩，不适合采用中隔壁法，这类围岩一般采用弱爆破效果差，采用常规爆破则破坏临时支护，中隔壁无法失去作用，反而形成施工安全隐患。该法要求考虑时空效应，每一步开挖必须快速施工，及时步步成环，采用喷射砼封闭，消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。

2、CD法施工工艺原理

CD法开挖及初期支护分6步，即6个导洞。左侧上下两个导洞为先期开挖的第一、二导洞，左侧隧底为第三导洞，右侧按上下按顺序分别为第四、五导洞，右侧隧底为第六导洞。中隔壁法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。其原理是：就是把整个隧道大断面分成左右上下4个小断面施工，每一小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道，且利用岩层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用型钢等支护形式，采用初喷使围岩表面形成初期支护结构，确保掘进安全。

二、施工流程及步骤

图2、CD法开挖施工步骤图

1、①左上台阶：利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁超前支护及导坑侧壁φ22水平锚杆超前支护；弱爆破开挖①部；施作①部导坑周边的初期支护和临时支护。即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和临时钢架，并设锁脚锚管；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

2、②左下台阶：滞后①3～5m弱爆破开挖②部；导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；接长型钢钢架和临时钢架，并设锁脚锚管；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

黄土隧道洞身开挖、支护施工技术

1工程概况

1.1xxxx专线10标段二工区通渭至榆中xxxx隧道及西坡隧道段位于

定西市安定区，隧道全长（759+1187）m，为双线隧道。隧道洞身均

位于直线上，洞身纵坡为3‰的单面上坡，洞身均为黄土。隧道衬砌

后断面最大净宽12.81m，净高8.68m。

1.2隧址区地貌形态属黄土高原沟壑、梁峁区，地面相对高差约60m，

区内黄土梁峁起伏，沟壑纵横，自然坡度约为20°～60°之间，隧

道顶谷深切多呈"V"字型，山坡上多为风积黄土包裹，梁顶植被包裹

较差。

隧道位于陇西系内旋褶带，构造相对简单。晚第三纪以来，区内新构

造运动较为活跃，表现为河沟阶地地上升显著，现代河流侵蚀，下切

明显，高差达100～150m，洞身仅通过第四系上、中更新统砂质黄土，

无褶皱、断裂通过。

1.3隧道进口、出口均为东河的支沟，平时干涸无水，仅在暴雨季节

有暂时性水流，水量一般不大。

隧道区内地下水主要为第四系松散层孔隙水。松散层孔隙裂隙水赋存

于第四系上更新统砂质黄土中，无统一潜水面，受大气补给，水量小，季节性变化大，水位埋藏变化大。地下水对混凝土存在氯盐、硫酸盐

侵蚀性，侵蚀性等级为L2、H2。

2施工方案

针对黄土基底承载力低、侧应力较大、湿陷性及埋深浅等特点，施工

时严格执行"管超前、短进尺、强支护、勤量测、早成环"的施工原则，

确定黄土隧道总体施工方案采用三台阶临时仰拱法及三台阶临时横

撑法，即洞身分上中下三个台阶，上导坑采用环形预留核心土开挖初

期支护紧跟，中、下导坑左右边墙间隔开挖支护，仰拱紧跟下导施作，

二次衬砌采用自动计量集中拌和混凝土，自行液压式衬砌台车泵送混

凝土施工。

施工中加强超前地质预报检测频次，初期支护及早封闭成环，并进行

持续的监控量测，对数据进行现场分析，指导现场施工。

3洞口工程及防护排水工程施工

3.1洞口防护排水

隧道进洞施工前，根据设计图纸要求结合现场地形确定水沟位置，水

沟流向顺山势由高向低，引排至路基水系统或直接引排至路基外。

3—1-20 隧道钻爆法开挖设计与施工技术

1 前言

1。1 概述

钻爆法是工程活动中石方开挖的传统方式,在明山及地下工程施工中广泛使用。

在隧道施工中，钻爆法具有施工组织简单、容易掌握，对地质条件适应性强，开挖成本低的特点.尽管掘进机在许多国家已被广泛使用,但从长远来看，钻爆法仍将是修建岩石隧道的主要方法。

采用钻爆法开挖隧道,其施工进度、工程质量都与爆破技术密切相关.提高爆破循环进尺、降低爆破成本，减少对围岩的扰动是隧道爆破的重点。

隧道爆破是单自由面条件下的岩石爆破，关键技术是掏槽以形成掘进方向的爆破临空面，从而提高爆破循环进尺和炮孔利用率。对工程质量而言，尽量减少对围岩的扰动是十分重要的，因此隧道周边的光面爆破是隧道爆破的另一个关键点.

成功的隧道爆破应该做到:爆破进尺达到预期效果，掌子面平整,岩碴块度适宜装运，周边轮廓平顺，超欠挖符合要求，围岩稳定。

1。2 适用范围

适用于钻爆法施工的隧道开挖。

2 施工工艺

2。1 钻爆法开挖工艺流程

钻爆法开挖工艺流程见图2—1。

2。2 爆破设计

在钻爆方案设计时通常按图2-2程序进行。

2.2。1 全断面或上半断面掘进爆破设计

隧道爆破开挖根据其断面大小、地质情况，分为全断面一次开挖成型及分部开挖成型。无论采用何种方式,最先爆破开挖的部份都必须进行掏槽爆破，这是隧道爆破的关键。掏槽对钻爆技术要求较高,炮孔数较多，炸药消耗也较大。

循环进尺控制：一般来说，Ⅴ级围岩循环进尺控制在0。8～1.0m、Ⅳ级围岩循环进尺控制在1。图2-2 爆破设计程序图 掏槽类型

选 定 爆破参

数确定 合理起爆顺序 装药结构 孔网参数 确定时差

孔外网路

装药参数 炮孔起爆方式 技术设计

下半断面 上半断面

或全断面 5~2。0m；Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面爆破，炮孔深度以不超过4。0m为宜,手持风钻不宜超过3。5m，液压台车不宜大于4.5m。

隧道爆破炮孔(眼）一般分为：掏槽孔（眼），掘进孔(眼）,周边孔(眼)。

隧道施工方法及其基本作业

1. 引言

隧道作为一种重要的交通工程设施，广泛应用于公路、铁路和地铁等领域。隧道施工方法是确保隧道安全、高效建设的关键因素之一。本文将介绍隧道施工的方法和基本作业流程，包括隧道开挖、支护、衬砌等工作内容。

2. 隧道开挖

隧道开挖是隧道施工的第一步，主要包括机械开挖和爆破开挖两种方法。

2.1 机械开挖

机械开挖是利用各种隧道掘进机械设备进行地层开挖的方法。常见的机械开挖设备包括隧道推进机、隧道掘进机以及盾构机等。机械开挖的优点是施工速度快、工作效率高，可适用于各种地质条件的隧道开挖。

2.2 爆破开挖

爆破开挖是利用炸药等爆炸物炸碎地层进行开挖的方法。爆破开挖的优点是适用于各种地质条件，但爆破施工需要严格控制爆破参数和振动对周围环境的影响，以确保施工安全。

3. 隧道支护

隧道支护是保证隧道结构稳定性和安全性的重要工作。常见的隧道支护方法包括钢支撑、混凝土衬砌、喷射混凝土等。

3.1 钢支撑

钢支撑是利用钢材制作的支撑结构，用来增强隧道的承载能力和抗震能力。钢支撑的优点是施工方便、可重复利用，适用于各种地质条件的隧道支护。

3.2 混凝土衬砌

混凝土衬砌是将混凝土浇筑在隧道壁和顶部的方法，用来提供隧道的强度和稳定性。混凝土衬砌的优点是施工简单、成本较低，适用于大部分地质条件的隧道支护。

3.3 喷射混凝土

喷射混凝土是利用喷射机将混凝土喷射到隧道壁和顶部，形成一层坚固的衬砌。喷射混凝土的优点是施工速度快、适应性强，适用于复杂地质条件的隧道支护。 4. 隧道通风与照明

隧道通风和照明是保证隧道安全运营的重要因素。隧道通风系统可以排除废气和保持空气流通，消除有毒气体的积聚。隧道照明系统可以提供足够的光照，确保驾驶员的视线清晰。

5. 隧道排水与防涌

隧道排水和防涌是为了防止地下水对隧道结构造成损坏和影响施工进度的工作。隧道排水系统可以有效排除地下水和降低地下水位。隧道防涌措施可以减少涌水对隧道施工和运营的影响。