隧道开挖方法有哪些,简述隧道开挖方法

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隧道开挖方法有哪些?~

隧道开挖的六大方法详解

  ①明挖法。在拆迁量小的情况下,此法的工程造价低、速度快。但交通干扰大,一般在市区不容易实施。只有在郊区、空旷区,有条件敞口开挖时方可采用。当土体稳定需要时,还应采取支护桩或地下连续墙作基坑支护;当工程结构物处于有地下水干扰的位置,还需采取降排水措施。
  明挖法施工隧道的工艺相对简单、受力明确,操作方便,但需做好地下管线拆迁或加固稳定、地面交通疏导、环境保护以及基坑安全稳定等工作。遇有基坑石方需要爆破时,必须事先编制爆破方案、申报主管部门批准后方可实施。

  ②盖挖逆筑法。盖挖逆筑法是盖挖法的一种。该法施工是先修筑隧道(或车站)围护墙和支承柱以及结构顶板,然后利用出入口、通风道或单独设置竖井,用自上而下的逆筑法施工单层或多层地下隧道(或车站)结构。此方法介乎明挖法与暗挖法之间,除其顶板为明挖施工 外,其余结构均为暗挖施工。这种方法特别适合于城市市区,人口、交通密集繁忙之处。
  此种方法大部分土方在顶盖及围护墙体结构之内的洞中开挖,适宜于软弱土质地层,地下水稳定在基底高程0.5m以下的地层条件,否则还需要配以降水措施。
  盖挖逆筑法施工,一般分两个阶段:地面施工阶段——围护墙、中间柱、顶板施工;洞内施工阶段——土方开挖、结构、装修和设备安装。土方和器材出人全靠竖井运输。在地面施工阶段,施工对地面交通、市民生活以及地下管道等有:干扰,应该快速而细致地完成。顶板、围护墙、柱是施工期间以及运营期间的主体结构的一部分;施工中完成的楼板是施工阶段帮助侧墙维持稳定和运营期间整体结构的组成部分,当侧墙稳定有需要时,楼板上方和下方需加临时水平撑;底板是完成整个主结构的最后部分,是实现结构闭合的重要环节,对保证隧道(车站)盖挖逆筑施工安全、稳定有重要意义。

  ③喷锚暗挖法。喷锚暗挖法是边挖边支护,约束围岩变位,使围岩和支护结构共同形成支护环、实施稳定的人工掘进作。在土层和不稳定岩体中开挖隧道时,工作面被扰动,为延长围岩稳定时间,必要时还需要采取超前预支护或加固措施(如注浆、冰冻等),然后再进行挖掘。隧道掘进沿线的地层和地表情况变化万千,因此详细掌握工程地质和水文资料,详 细制定开挖工艺、方案,确保挖掘过程中围岩稳定、初期支护及时闭合,是十分重要的。用此法掘进施工中土和器材的进出一般也是通过竖井运输。初期支护结构一般采用钢拱架(拱形断 面)加喷射混凝土。整个施工过程以人工操作为主,因此必须确保施工期间隧道内没有水。
  喷锚暗挖法施工自始至终处于暗挖土体与隧道结构施筑与置换的动态过程,隧道围岩 始终处于稳定与失稳两种态势的交变过程之中。为确保施工过程中隧道围岩稳定,必须采 用监控测量的方法,对围岩、支护结构的状态进行实时监测,及时反馈信息,指导安全施工。
  为使隧道顺利掘进并保证围岩稳定,施工中常需要配以各种辅助工法。在需要采用钻爆开挖时,对硬岩宜用光面爆破,软岩中宜用预裂爆破,爆破前应进行爆破设计,按规范规定进行试验和修正,并将爆破方案申报公安部门审批同意后可实施。
  喷锚暗挖法也常用于地铁车站施工。

  ④盾构法。采用盾构机进行隧道掘进施工的方法称为隧道盾构掘进法。盾构机具有开挖、支护、排渣和拼装隧道衬砌管片等功能。常见盾构机种类有敞口式、网格式、土压平衡式、泥水平衡式和气压式等。各种盾构机均有一定适用范围,应根据隧道外径、埋深、地质、地下管线与构筑物、地面环境、开挖面稳定和地表隆沉控制值等控制要求,经过技术、经济比较后进行设备选型,使施工质量高、造价低、又安全。
  盾构机以其盾壳作保护,既支承周围土体又保护壳内机具设备和人员安全。在无地下水的地层中,可采用敞口式盾构,用手掘式或半机械方式挖掘正面土体;网格式盾构机在胸板上设有网格,由千斤顶顶进时正面土体受挤压后通过网格挤入胸板内侧,用括板运输机将土运走;土压平衡和泥水平衡式盾构机属于闭胸式机械化盾构机,适用于有地下水、对地表隆沉有严格要求的地层,机头有刀盘,切土进入土舱,机内有螺旋输送机排土(泥水式盾构机采用搅拌器将土舱中的土与水充分搅拌成流态,由泵输送、排出)。
  排土速度与掘进速度要有机协调,以保持开挖面土体有一定土压,维持土体稳定,达到控制围岩和地表稳定的目的。
  掘进过程中,管片拼装设备逐环拼装管片,形成隧道衬砌。管片之间有止水密封条,安装时便形成止水功能。机头有注浆孔,可进行填空注浆,限制地层沉降,管片可留有注浆孔,可进行二次注浆。为保证机头土舱始终具有土压,还有注浆系统对土舱内的土注浆或水或泡沫,对有些土进行塑流化改性。
  不同盾构机在设备、工艺和适用条件上都有差别,但基本掘进原则(保持土体稳定、人机安全、环境安全等)是相同的。为此,盾构法隧道施工中,测量监控工作仍然是不可缺少的一个组成部分。

目前国内外隧道开挖方法有明挖法、盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法、暗挖法、盾构法沉管法。

1、明挖法:

明挖法是指挖开地面,由上向下开挖至设计标高后,自基底由下向上施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护,防止地表沉降、减少对既有建筑物的影响。

2、盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构,包括纵、横梁和路面板置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上施工,回填土。最后视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。

3、盖挖逆作法

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原、恢复交通。

4、盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。

5、暗挖法

暗挖法是在特定条件下,不挖开地面,全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。

6、盾构法

盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒前端设置有支撑和开挖土体的装置,中段安装有顶进所需的千斤顶,尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装或现浇一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。

7、沉管法

沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。

扩展资料:

隧道开挖相关技术:

1、预裂爆破

进行石方开挖时,在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝,以缓冲、反射开挖爆破的振动波,控制其对保留岩体的破坏影响,使之获得较平整的开挖轮廓,此种爆破技术为预裂爆破。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用;在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。

2、进洞方式

洞口段覆盖层薄、地质条件差,当开挖深度至起拱线时,先施作进洞导向墙及大管棚,待明洞衬砌完成后,接长管棚尾端,搭接于明洞上,使管棚尾端形成一个固定支撑,在大管棚的保护下开口进内侧壁,两内侧壁导坑的进尺也要错开前后(5~10m)。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。

参考资料来源:百度百科-隧道施工技术



1、传统的矿山法

是采用钻爆法开挖和钢木构件支撑的施工方法。

2、隧道掘进机法

它是装置有破碎岩石的刀具,采用机械破碎岩石的方法开挖隧道,并将破碎的石碴传送出机外的一种开挖与出碴联合作业的掘进机械,能连续掘进。

3、盾构法(Shield)

是一种钢制的活动防护装置或活动支撑,是通过软弱含水层,特别是河底、海底,以及城市中心区修建隧道的一种机械。在它的掩护下,头部可以安全地开挖地层,一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。

尾部可以装配预制管片或砌块,迅速地拼装成隧道永久衬砌,并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实,防止周围地层的继续变形和围岩压力的增长。

4、明挖法

是指挖开地面,由上向下开挖土石方至设计标高后,自基底由下向上顺作施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。

5、盖挖法

是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部的工程在封闭的顶盖下进行施工,主体结构可以顺作,也可逆作。

6、浅埋暗挖法

是参考新奥法的基本原理,开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩,充分调动围岩的自承能力,开挖后即时支护,封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。

7、地下连续墙

也称为混凝土地下墙、连续地中墙。它是将分段施工的单元地下墙连接成连续的地下墙体,替代传统的木桩、钢桩、钢筋混凝土桩等,起挡土、承重、防水作用。

参考资料来源:

百度百科-隧道施工



隧道开挖的六大方法详解



  1、全断面开挖法
  全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。
  适用条件:
  (1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。
  (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
  (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于lkm,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。
  全断面法施工特点
  (1)开挖断面与作业空间大、干扰小;
  (2)有条件充分使用机械,减少人力;
  (3)工序少,便于施工组织与管理,改善劳动条件;
  (4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。

  2、台阶法施工
  台阶法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进
  的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个条件来决定:
  ⑴初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩越差,闭合时间要求越短;
  ⑵上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
  在软弱围岩中应以前一条为主,兼顾后者,确保施工安全。在围岩条件较好时,主要是考虑如何更好的发挥机械效率,保证施工的经济性,故只要考虑后一条件。
  台阶开挖法的优缺点:台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
  台阶开挖时应注意以下几点:
  (1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开,干扰较小;而短台阶干扰就较大,要注意作业组织。对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。
  (2)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。
  (3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土,并按规定做初期支护。
  (4)量测工作必须及时,以观察拱顶,拱脚和边墙中部位移值,当发现速率增大立即进行仰拱封闭。

  3、环形开挖留核心土法
  (1)0环形开挖进尺宜为0.5-1.0m,核心土面积应不小于整个断面面积的50%
  (2)开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑,相邻钢架必须用钢筋连接,并应按施工要求设计施工锁角锚杆。
  (3)围岩地质条件差,自稳时间短时,开挖前应按设计要求进行超前支护。
  (4)核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%

  4、中隔壁法(CD法)
  CD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再开挖另一侧的施工方法,主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道(Ⅳ级围岩)地段。
  
  5、交叉中隔壁法(CRD法)
  是在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的一或二部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工;然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁,最后开挖剩余部分的施工方法。采用短台阶法难确保掌子面的稳定时,宜采用分部尺寸小的CRD法,该工法对控制变形是比较有利的。
  CD法是“Center Diaphragm”的简称,而CRD法则是“Cross Diaphragm”的简称。两者既有联系又有区别。它们都用于比较软弱地层中而且是大断面隧道的场合。而前者是在用钢支撑和喷混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法;后者则是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割闭合进行开挖的方法,是在地质条件要求分部断面及时封闭的条件下采用的方法。因此,CRD法与CD法唯一的区别是在施工过程中每一步,都要求用临时仰拱封闭断面。
  在CRD法或CD法中,一个关键问题是拆除中壁。一般说,中壁拆除时期应在全断面闭合后,各断面的位移充分稳定后,才能拆除。

  6、双侧壁导坑法
  (1)侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。地质条件差时,每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。
  (2)各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺。
  (3)应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。
  (4)左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。
  (5)当开挖形成全断面时应及时完成全断面初期支护闭合。
  (6)中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。

浅议公路隧道的开挖与支护方法技术?
答:隧道是处于复杂地质条件下的建筑工程,它受天然形成的地质状态如地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素和人工开挖操作如开挖方式、支护方式、支护时间等因素影响很大。由于隧道所处的地质环境不同,其围岩稳定特性也不同,因此应采用的支护方式和开挖方式也就不一样。目前隧道的开挖方式主要有全断面开挖方法、台阶...

暗挖隧道施工十八字方针是什么?
答:暗挖隧道施工十八字方针是:管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测。隧道及地下工程施工时有下列特点:①受工程地质和水文地质条件的影响较大;②工作条件差、工作面少而狭窄、工作环境差;③暗挖法施工对地面影响较小,但埋置较浅时可能导致地面沉陷;④有大量废土、碎石须妥善处理。隧道及地下工程...

地下隧道施工有哪些方法
答:1、地下工程施工方法有明挖法、暗挖法、沉管法、顶管法、新奥法等。2、隧道及地下建筑工程施工时,须先开挖出相应的空间,然后在其中修筑衬砌。施工方法的选择,应以地质、地形及环境条件以及埋置深度为主要依据,其中对施工方法有决定性影响的是埋置深度。埋置较浅的工程,施工时先从地面挖基坑或堑壕...

隧道开挖有哪几种方法?
答:1.台阶开挖法概念。台阶法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。2.台阶开挖法方法选择。至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个...

隧道断面开挖都有哪些方法
答:采用旋转刀头或高压水枪(对于土壤)进行开挖,然后顶着后面支撑前进,前进一定距离,就将预制混凝土管片组成一环,形成隧道支护,同时成为掘进机继续顶进的支撑。掘进机法或盾构法施工,只需要建竖井放下掘进机,对地面影响小,可以穿越有建筑、江河和山岭,在城市地铁隧道修建中使用最多。

隧道施工方法 隧道怎么施工
答:一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时,长度可大一些;岩质条件差时,长度可小一些;在同等岩质条件下,分块多次开挖长度可大一些,全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5米,在膨胀性地层中大约为0.8-1.0米。3. 第一次支护作业包括:一次喷射混凝土、打锚杆...

隧道是怎么挖的介绍?
答:现阶段,我国隧道施工企业如何进行隧道工程施工,隧道是怎么挖的,有什么注意点呢?中达咨询小编整理隧道开挖方法基本内容如下:中达咨询通过本网站建筑知识专栏的知识整理,隧道开挖方法基本本情况如下:最常用的早期地铁修建方法之一是明挖覆盖法。这一方法顾名思议——需要工作人员先挖一个深沟,然后覆盖。为...

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隧道开挖法介绍?
答:为了进一步了解隧道开挖法的相关内容,小编梳理隧道开挖各类施工方式主要内容,基本概况如下:1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。适用条件:(1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。(2)有...