第一章 公路隧道现场施工

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1、第一章公路隧道现场施工1.1公路隧道的施工方法1.1.1概述20世纪以来，人类对地下空间的需求越来越多，因而对地下工程的研究也有了一个猛进的发展。从大量的地下工程实践中，人们普遍认识到，隧道及地下工程，其核心问题都归结在开挖和支护两个关键工序上，即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护；若需要支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定便于开挖。因此研究隧道施工方法就是主要研究隧道的开挖与支护的施工程序及方法。山岭隧道的目前的施工是新奥法施工，开挖方式主要是爆破开挖。隧道施工方法的选择，主要取决于隧道的地质条件，结合开挖断面的大小、衬砌类型、隧道长度、工期要求、施工单位技术力

2、量、机械设备情况、材料供应情况和经济效益等，综合研究确定的。对地质变化较大的隧道，选择施工方法要有较多的适应性，以便在围岩变化时易于变换施工方法而较少地影响施工速度。变化施工方法时，应预定必要的措施，尽量减少对施工的影响。隧道施工要求做到均衡施工、文明施工，符合优质，安全、快速、经济的原则对于控制工期隧道应重点考虑快速施工以确保工期，对一般的隧道则应重点考虑提高经济效益，努力降低工程造价。1.1.2施工方法一．全断面法全断面法是将隧道的开挖断面一次开挖成型。如图1-11.适用范围：一般适用于整体性良好的稳定围岩。2.条件：采用全断面施工，应有充分而且配套的机械设备。3.优点：全

3、断面工序简单，工作面宽敞，运输、通风、排水方便，管线路易于布置，能进行机械化设施。4.缺点：此法的机械设备需要多，耗用动能大，某一配件或设备供应不足时将影响全面施工。二．台阶法台阶法主要是将隧道断面分成两部分开挖，先挖上半部断面。如图4-2所示。台阶法中包括长台阶法，短台阶法和微台阶法等三种，其划分一般根据台阶长度来决定的。至于施工中究竟采用何种台阶法，要根据两个条件来决定：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；上断面施工所用的开挖、支护、出渣等机械设备对施工场地大小的要求。1.长台阶法此方法适用于上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨。施工时上下断面都可配同

4、类机械进行平行作业，当机械不足时也可用一套机械设备交替作业，即在上半断面开挖一个进尺，然后再在下断面开挖一个进尺。当隧道较短时，亦可将上半断面全部挖通后，再进行下半断面施工。优点：长台依次开挖的断面和高度都比较小，只需配备中型钻孔台车即可施工，而且对维持开挖面的稳定也十分有利。适用范围：较全断面广泛，凡是在全断面中开挖面不能自稳，但围岩坚硬不用仰拱封闭断面的情况，都可采用长台阶法。2.短台阶法此法适用于上台阶长度小于5倍但大于1~1.5倍洞跨，上下断面采用平行作业。优点：短台阶法可缩短支护结构闭合时间，改善初期支护的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值，所以适用范围广。缺点：

5、上台阶出渣时对下半断面施工的干扰较大，不能全部平行作业。为解决这种干扰可采用皮带机运输上台阶的石渣，或设置由上半断面过渡到上半断面的坡道，将上台阶的石渣直接装车运出。1.超短台阶法此法适用于上台阶仅超前3~5m，只能采用交替作业。优点;初期支护全断面闭合时间更短，更有利于控制围岩变形。更能有效控制地表沉陷。缺点：上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰较大，生产率低，施工速度较慢。三、分部开挖法1.台阶分部开挖法如图1-1(a)所示优点：台阶长度可以加长，减少上下台阶施工干扰；施工机械化程度较高，施工速度可加快。缺点：开挖中围岩受到多次扰动，而且断面分块多，支护结构形成全

6、断面封闭时间长，这些都有可能使围岩变形增大。2.单侧壁导坑法如图1-1（b）所示单侧壁导坑法是将断面横向分成三块或四块，每步开挖的宽度较小，而且封闭型的导坑初期支护承载能力大，所以单侧壁导坑法适用与断面跨度大，地表沉陷难以控制的软弱松散围岩中。2.双侧壁导坑法。如图1-1（c）这种方法一般是将断面分成四块，即左、右侧壁导坑1，上不核心吐2，下台阶3。左右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分部的影响不至波及另一侧已成导坑的原则确定。缺点：此方法虽然开挖断面分块多，扰动大，初期支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不

7、发展。四、传统矿山发在此方法中形成的变化方案很多，其中也包括：全断面法、台阶法、侧壁导坑法等。他与新奥法有根本区别，除了施工原理不同外，在具体作业上还有：传统矿山法不强调采用锚喷支护，而大量采用钢、木支撑；不强调要及早闭合支护环；很少采用复合式衬砌，而是大量采用刚度较大的单层衬砌；不进行施工量测等。近年来由于施工机械的发展，此方法逐渐由新奥法所取代。1.1.3洞口和明洞施工一、洞口施工洞口段土石方施工应满足下列条件：（1）开工前核对洞口的地质和地形条件，根据隧道“早进晚出”的原则，必要时提出