铁路客运专线大断面隧道开挖方法分析

铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法一、前言铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法是一种高效、快速、安全的隧道施工方法。

它通过采用现代机械设备和爆破技术，能够实现大断面隧道的快速掘进和质量保障，适用于各类地质条件和不同隧道类型的施工。

二、工法特点铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法具有以下特点：1. 高效快速：采用机械化设备进行掘进，能够大幅提高工程进度和效率，大幅缩短施工周期。

2. 质量可控：通过合理的爆破设计和现代测量技术，确保施工质量达到设计要求，避免了传统手工开挖的不确定性。

3. 灵活适应：能够适应各种复杂地质条件和不同断面形状的施工要求，具有很强的适应性和灵活性。

4. 安全可靠：通过科学的工艺流程和安全措施，保障了施工过程中的工人和设备的安全，减少了事故风险。

三、适应范围铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法适用于各类大小断面的隧道建设，尤其适用于以下场景：1. 高速铁路和城市轨道交通线路的隧道建设，要求快速且高质量。

2. 复杂地质条件下的隧道施工，如软土层、高风压、高地下水位等。

3. 大断面隧道，如车库、站厅等，需要机械化设备进行快速施工。

工法基于以下原理进行实施：1. 爆破控制原理：通过合理的爆破设计和控制技术，将爆破能量集中在需要掘进的岩石体上，以达到快速掘进和确保施工质量的目的。

2. 机械化掘进原理：采用隧道掘进机等机械设备进行掘进作业，节约人工成本，提高施工效率。

3. 安全控制原理：采取严格的安全措施，保护工人和设备的安全，减少施工事故风险。

五、施工工艺铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法包括以下施工阶段：1. 前期准备：包括方案设计、设备选型、人员组织等准备工作。

2. 隧道掘进：通过隧道掘进机进行机械化的掘进作业，控制好掘进速度和进度。

3. 爆破作业：根据岩石特性和施工要求，进行合理的爆破设计和爆破作业，确保安全和质量。

4. 支护衬砌：根据隧道设计要求，进行支护衬砌作业，确保隧道的稳定性和使用寿命。

超大断面隧道开挖方法辜建军(中铁二十三局集团第三工程有限公司，四川成都61I130)应用科技j__1毡蕊-誉瓢疑镪≈崃藿飞奎曦商畏警文拳褥鬻磷谖警撼嚣除法薅獠禽瓷蠢撩海等多穗谴芙冁煎隧遘蠢猿灏篱祷攀誊．i i；i}i≮《。

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j随着国内铁路等建设进入新的大发展时期，大断面隧道数量也随之增加，在大断面隧道开挖施工中由于需要考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及空气动力学的影响等多方面因素而使隧道开挖难度大大增加，也使得隧道开挖成为全线控制的关键环节。

1全断面开挖法全断面开挖具有较大的工作空间，适用于大型配套机械施工，且其施工速度快，并由于是单工作面作业而便于施工组织和管理；但由于该种方法开挖面大而导致围岩相对稳定陛刚氐，同时由于每循环工作量相对较大要求有较强的开挖、出渣能力及相应的支护能力。

该种工艺施工时宜采用液压凿岩台车，隧道较短则可采用多功能台架气腿凿岩钻7L 技术：装渣则宜采用大斗容的铲装机、挖装机或装载机，锚杆施工可根据现场情况选用凿岩台车、锚杆台车或锚杆钻机，混凝土喷射应采用喷射能力不小于5m3／h的湿喷机，条件允许则可采用集装料、配料和喷射于—体的喷射三联机。

全断面开挖应有较大的断面进尺比以求获得较好的爆破效果，但由于开挖断面大、用药量大导致爆破引起的震动较大，因此需进行严格的爆破设计，对于有严格振动要求的隧道应采用可刚氐炸药用量30％，爆破振动减小50％的下导洞超前法开挖。

2台阶法所谓台阶开挖法即是将断面横向分割为两个或三个部分来分别进行开挖，其根据地质条件、断面大小和机械配备隋况可分为两台阶或三台阶，台阶开挖法对围岩的使用范围很广，对开挖设备的配置较全断面法要求低，但采用该种方法施工应注意台阶长度的选择，一般根据初期支护形成闭合断面的时间要求和上半断面施工时开挖、支护以及出渣等机械设备所需空间大小要求进行选择，—般在钻爆法开挖的石质隧道内采用长台阶法而在机械开挖的土质隧道内采用短台阶法。

全断面开挖施工工艺一、工艺概述全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺，适用于铁路客运专线隧道的Ⅱ级围岩地段，全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。

二、适用条件隧道Ⅱ级围岩设计采用全断面开挖。

全断面开挖采用全断面掘进台车钻孔，光面爆破，以保证隧道一次成型，并减少对围岩的扰动。

三、作业内容⒈施工测量；⒉凿岩台车就位；⒊钻孔；⒋装药；⒌起爆；⒍通风；⒎出渣。

四、质量检验标准⒈隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。

⑴检查数量：每一开挖循环检查一次；⑵检查方法：采用仪器测量。

⒉隧道开挖必须严格控制欠挖。

当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部位（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌必须小于5cm。

拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

⑴检查数量：每一开挖循环检查一次；⑵检查方法：采用自动断面仪等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与施工图断面核对。

⒊洞身开挖必须核对地质。

在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙的结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对施工图地质情况，判断围岩稳定性。

⒋光面爆破或预裂爆破钻孔眼，必须根据钻爆设计图准确标示出钻孔位置。

钻孔时必须按钻爆设计要求严格控制钻孔的间距、深度和角度。

掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。

周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角必需符合钻爆设计要求，孔底不得超过开挖断面轮廓线15cm。

⑴检查数量：每一开挖循环检查全部掏槽眼和10％周边眼；⑵检查方法：测量。

⒌光面爆破的钻孔痕迹保存率。

硬岩不得小于80％，中硬岩不得小于60％，并在开挖轮廓面上均匀分布。

⑴检查数量：每一爆破开挖循环检查一次；⑵检查方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验钻孔痕迹保存率。

五、施工准备⒈编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书；⒉确定卸渣场的位置和范围，汽车运输道路的引入和其他运输设施的布置；⒊施工用风、用水和用电设施布置。

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨摘要：随着我国高速铁路和客运专线的建设，出现了大批的超大断面隧道，这些隧道的开挖断面面积往往在150m2以上，对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度很大。

本文对其进行阐述。

关键词：超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法前言：近年来，国家加大了交通基础设施建设，特别是客运专线和高速铁路建设进入了前所未有的高峰期。

以“四纵四横”为重点，规划中的客运专线大部分项目己经开工建设，有的即将竣工，剩余项目也将陆续开工。

高速铁路对路线线形要求较高，因而在山岭地区，桥隧占全线的施工比重大。

高速铁路一般设计列车时速为200~250Km/h，为了克服高速列车在隧道内运行所引起的空气动力学问题，新建的高速铁路隧道基本采用双线隧道，线路中超大断面隧道在山岭地区相继出现，这些隧道净空面积为100m2以上，开挖断面面积达到150m2以上。

特别是对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度大，而以往所建的单线铁路和普通铁路隧道基本上是采用传统的矿山法修建，但是工程实践证明，随着隧道跨度和断面的增大，围岩变形的时间效应将进一步显现，隧道开挖引起的应力重分布对隧道的稳定性影响更大，特别对于软弱破碎围岩，这些影响更为明显。

一、软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法一般为台阶法、预留核心土环形开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等，如图1所示。

上述分部开挖的工法是为了通过小断面、支护及时封闭、临时支护或支撑等技术来保证隧道稳定性，这些开挖支护方式有其积极意义，但它限制了大型隧道施工机械的使用，进度慢、安全性差，在遇到深埋条件时，往往还不能实现变形控制要求。

另外，施工一味为了安全而采用过量的支护措施和多分部施工方法，施工工期长，有时又因支护不当而出现安全、质量事故。

图1隧道常见的开挖工法图软弱破碎围岩的研究目前多集中在矿山领域，而在铁路隧道方面的研究较少。

矿山巷道与隧道的差别很大，矿山巷道的断面尺寸一般较小，使用时间较短，对围岩变形控制要求低，而隧道相对断面尺寸较大，使用年限较长，对围岩变形的控制也较高，这些差别也就决定了两者研究的侧重点必然不尽相同。

2.3隧道开挖施工隧道开挖方法应根据隧道的地质条件，隧道的断面尺寸，机械设备配置，以及周边条件等因素综合选择，常用的的开挖方法有全断面、台阶法（两台阶、三台阶）、中隔壁法（CD法），交叉中隔壁法（CRD 法），双侧壁导坑法。

2.3.1全断面开挖施工全断面开挖:隧道开挖时整个断面一次爆破成型的施工方法，适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ～Ⅱ级围岩地段，Ⅲ级围岩单、双线铁路隧道采取了有效的预加固措施后，可采用全断面开挖。

开挖循环进尺应根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。

一、作业内容施工测量、钻爆设计、凿岩台车或开挖台架就位、钻孔、装药起爆、通风、出渣。

二、工艺流程图全断面开挖施工工艺流程框图及施工方法示意图见图2.3.1-1。

三、工序步骤及标准(一)施工准备1.编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书；2.按计划准备充足开挖、支护所使用的各项材料，使其满足施工要求。

施工设备及各种机料具已准备就绪；3.施工人员经过培训，均能满足现场施工要求；(二)超前地质预报1.在施工过程中通过超前预报对地表及围岩变化情况进行监测，随时掌握动态情况，提前研究技术措施和施工方案。

2.隧道施工地质超前预报手段可采用常规地质分析法、超前水平钻孔法、反射波法等。

地质分析法可对开挖作业面的地质情况进行准确判定，超前水平钻孔可预测前方30m的地质情况，地震波反射法可预测前方100~150m的地质情况。

3.地质超前预报应做到准确及时，动态预报可能发生地质灾害的位置、性质，为验证和修改（变更）设计及调整施工方案提供依据。

当地质条件和设计不符合时，应及时会同各方进行设计变更，以便修改支护参数或开挖方式，确保施工的安全。

(三)施工测量测量技术人员利用洞内中线控制桩点，画出工作面开挖轮廓线，并标记出钻孔位置。

(四)凿岩台车（多功能台架）就位根据工作面的开挖轮廓线把凿岩台车（多功能台架）开到指定位置，固定台车，并调整台车的高度，便于工作。