铁路隧道开挖工法

铁路隧道开挖工法及施工工艺铁路隧道钻爆法施工工法主要有：全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、三台阶七步开挖法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、双侧壁导坑法（眼镜工法）等。1、全断面法全断面一次开挖成型，一般适用在地质条件较好的Ⅰ～Ⅲ级围岩，单线隧道在部分较好的Ⅳ级围岩条件下也可采用。全断面法可采用大型机械作业，施工进度快，一般在150～180m/月。施工要点：（1）配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，混凝土喷射机械手，锚杆钻机等，机械化作业，提高施工进度。（2）尽量采用深孔爆破，加大循环进尺，开挖、支护工序合理采取平行作业，提高施工进度。（3）及时施作初期支护，围岩条件变化时，及时调整施工方法。（4）控制周边眼角度，提高光面爆破效果，减少对围岩的扰动，减少超欠挖，保证隧道施工安全。铁路隧道工程施工技术指南中规定炮眼痕迹保存率硬岩≥80%，中硬岩≥60%。台车钻眼施工小导洞超前施工自制台架施工2、台阶法隧道分两次或三次开挖，台阶间控制一定距离，上下平行作业，一般用在Ⅳ～Ⅴ级围岩。施工要点：（1）根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径，台阶高度根据地质情况、断面大小和施工机械设备情况确定。（2）上台阶施作钢拱架，必要时采用扩大拱脚、锁脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初期支护变形；下台阶施工时应保证初期支护钢架整体顺接平直，螺栓连接牢固，钢拱架必须落在实处，严禁悬空或落在虚碴上。（3）下部施工时应采取措施，减少对上部围岩、支护的扰动。台阶法示意图及照片3~5m两台阶法施工立体图示三台阶法施工照片•注意问题：检查发现上台阶拱架节点大量悬空，安全隐患大。3、环形开挖预留核心土法先开挖上部弧形导坑，预留核心土平台，再开挖下部两侧边墙、中部核心土。一般适用在Ⅳ～Ⅴ级掌子面直立性较差的围岩。施工要点：（1）短开挖、快封闭。全断面初期支护封闭距拱部开挖面不宜超过35m，不宜超过10～15天。（2）预留核心土的大小根据地质情况、便于施工确定。（3）各分部开挖错开3～5m进行平行作业。环形开挖预留核心土法示意图a第一次支护；b钢拱架；c拱脚注浆锁脚锚管；d墙脚注浆锁脚锚管；e一次支护；f塑料薄板隔离层；g泵送粉煤灰防水混凝土模筑(永久衬砌)环形开挖预留核心图法施工流程图环形开挖预留核心土法照片2~3m2~3m2~3m环形开挖预留核心土法立体图示环形开挖预留核心土施工4、三台阶七步开挖法在三个台阶上分七个工作面，以前后七个不同位置相互错开同时开挖，然后分部及时支护，形成支护整体。一般适用于黄土地区。施工要点：（1）做好工序衔接，尽量缩短台阶长度；（2）隧道周边预留30厘米人工开挖，其余采用机械开挖，局部需要爆破时，采用弱爆破；（3）左右落底错开2～3米，严禁对开；（4）完善洞内排水措施，严禁水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流。必要时配合井点降水将水位降至仰拱以下。（5）掌子面配备人员一般75人。5、中隔壁法（CD法、centrediagram）设置中隔墙，分左右两部分开挖。一般适用于Ⅴ级围岩，浅埋、大跨隧道。施工要点：（1）后一侧开挖形成全断面时，及时完成全断面初期支护闭合。（2）根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不宜超过15m。（3）临时支护拆除后及时施做仰拱和二次衬砌。中隔壁法（CD法）中隔壁法开挖方式中隔壁法（CD法）3~5m3~5m3~5m3~5m3~5m3~5m①②③④⑤⑥上：中隔壁法施工示意图右：中隔壁法施工开挖6、交叉中隔壁法（CRD法、crossdiagram）将大断面分部分块开挖，环向初支步步成环、纵向每步拉开短步序，一般适用于Ⅴ～Ⅵ级围岩，围岩自稳性极差、浅埋、洞口、下穿建构筑物等。工法优点：步步成环，安全度高，可较好地控制沉降。工法缺点：工效低、进度慢、造价较高施工要点：（1）隧道按左右部分块实施开挖，每块小断面开挖高度根据地质条件和施工设备而定。（2）每块小断面开挖长度3～5m，及时设置初支和临时仰拱封闭、步步成环，尽量缩短成环时间，及时施作锁脚锚杆（管）。必要时进行掌子面临时支护。左右部纵向拉开距离不宜大于15m。（3）根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强拆除中的监控量测。（4）临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌交叉中隔壁法（CRD法）3~5m3~5m3~5m3~5m3~5m3~5m①②③④⑤⑥上：交叉中隔壁法施工图示右上：交叉中隔壁法施工局部开挖右下：交叉中隔壁法施工7、双侧壁导坑法（眼镜工法）先开挖两侧导坑，再开挖中部，一般适用于Ⅴ～Ⅵ级围岩的大断面。围岩自稳性极差、浅埋、洞口、下穿建构筑物等。施工要点：（1）侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度一般为整个断面的1/3。（2）两侧壁导坑超前中部10～20m，中部采用台阶法开挖，保持平行作业。（3）及时进行初期支护及临时支护，尽早封闭成环。特别注意中部与导洞的拱架连接质量。双侧壁导坑法双侧壁导坑法施工