隧道施工常用的方法

‘壹’ 隧道常见的施工方法

一幢幢高楼拔地而起，一辆辆私家车在平整的柏油路上的疾驰……在现在这个高速发展的时代里，人类的生活越高越好。不过任何美丽的事物都是需要雕琢的，比如带给人便利的隧道，也是经过工程师们严密设计和工人们用心施工完成的。那么隧道施工方法有几类?



隧道在建设的时候需要经过勘测、规划、设计还有测量等前期准备工作，然后根据现场不同的情况安排不同的施工方案，比如为减短距离和避免大坡道而从山岭或乾丘陵下穿越的被叫作山岭隧道，为适应铁路通过大城市的需要而在城市下面穿越的叫城市隧道，还有一种是穿越河流或海峡而从河下通过的水下隧道。

总得来说，隧道施工的方法有传统的矿山法、隧道掘进机法、盾构法、明挖法。具体要使用的方法要根据穿越地层的不同情况和施工方法选择适合的方法，比如山岭隧道常用矿山法、掘进机法;水底隧道常用沉埋法和盾构法，而浅埋及软土隧道可以用盖挖法、浅挖法或者是明挖法。

‘贰’ 隧道施工方法是什么

1、钻孔：要先设计炮孔方案，然后按设计的炮孔位置、方向和深度严格钻孔。单线隧道全断面开挖，采用钻孔台车配备中型凿岩机，钻孔深度约为2.5～4.0米。

双线隧道全断面开挖采用大型凿岩台车配备重型凿岩机，钻孔深度可达5.0米。炮孔直径约为 4～5厘米。炮孔分为掏槽孔（开辟临空面）、掘进孔（保证进度）和周边孔（控制轮廓）。

2、装药：在掘进孔、掏槽孔和周边孔内装填炸药。装填硝胺炸药，有时也用胶质炸药。装填炸药率约为炮眼长度的60%～80%，周边孔的装药量要少些。为缩短装药时间,可把硝胺炸药制成长的管状药卷,以便填入炮眼；也可利用特制的装药机械把细粒状药粉射入炮孔中。

3、爆破：19世纪上半期以前用明火起爆。1867年美国胡萨克铁路隧道开始采用电力起爆。此后，电力起爆逐渐推广。

在全断面掘进中，为了减低爆破对围岩的震动和破坏，并保证爆破的效果，多采用分时间阶段爆破的电雷管或毫秒雷管起爆。拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破。近期发展的非电引爆的导爆索应用日益广泛。

4、施工通风：排出或稀释爆破后产生的有害气体和由内燃机产生的氮氧化物及一氧化碳，同时排除烟尘，供给新鲜空气，借以保证隧道施工人员的安全和改善工作环境。通风可分主要系统和局部系统。

主要系统可利用管道（直径为1～1.5米，也有更大的）或巷道（平行导坑等），配以大型或中型通风机；局部系统多用小型管道及小型通风机。巷道通风多采用吸出式，将污浊空气吸出洞外，新鲜空气由正洞流入。新鲜空气不易达到的工作面，须采用局部通风机补充压入。

5、施工支护：隧道开挖必须及时支护，以减少围岩松动，防止塌方。施工支护分为构件支撑和喷锚支护。构件支撑有木料、金属、钢木混合构件等，现在使用钢支撑者逐渐加多。喷锚支护是20世纪50年代发展起来的一种支护方法，其特点是支护及时、稳固可靠，具有一定柔性，与围岩密贴，能给施工场地提供较大活动空间。

中国在一些老黄土隧道中应用喷锚支护也获得成功。喷射混凝土工艺分为干喷和湿喷。现多采用干喷法，即将干拌混凝土内掺入一定数量的速凝剂，用压缩空气将混凝土由管内喷出。在喷口加水射到岩石面上，一次可喷3～5厘米厚度。在喷射混凝土中掺入一些钢纤维，或在岩面挂钢丝网可提高喷锚支护的强度。

钢锚杆安设在岩层面上的钻孔内，其长度和间距视围岩性质而定，长度为2～5米，通常用树胶和水泥浆沿杆体全长锚固。在岩层较好地段仅喷混凝土即可得到足够的支护强度。在围岩坚硬稳定的地段也可不加支撑。在软弱围岩地段喷锚可以联合使用，锚杆应加长，以加强支护力。

6、装碴与运输：在开挖作业中，装碴机可采用多种类型，如后翻式、装载式、扒斗式、蟹爪式和大铲斗内燃装载机等。运输机车有内燃牵引车、电瓶车等，运输车辆有大斗车、槽式列车、梭式矿车及大型自卸汽车等。运输线分有轨和无轨两种。

(2)隧道施工常用的方法扩展阅读

隧道洞内的开挖石渣尽可能地纵向调配，作为路基的填料，硬石、优质石渣在所设的石料加工场集中堆放，用于砌体工程和混凝土粗集料，施工中不得乱弃，根据各工地的实际情况集中堆放。

弃方时，考虑到保护植被，堆放时，选好弃渣场地，作好坡脚的防护，以避免洪水期冲走弃渣形成认为的泥石流，弃渣后在渣场的顶面覆盖土层，复垦还田或种树造林。

施工期间的生活污水和工业污水集中排放，都必须经过沉淀过滤处理。边、仰坡为了与自然结合一体对稳定性较差的作了永久性防护。

‘叁’ 隧道工程一般采用什么施工方法

隧道工程施工方法
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。
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。
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。
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。

‘肆’ 隧道施工方法分为几大类

根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧道施工方法可按以下方式分类：

1.山岭隧道：矿山法（钻爆法）和掘进机法（TBM），其中矿山法又分为传统矿山法和新奥法。

2.浅埋及软土隧道：明挖法，盖挖法，浅埋暗挖法和盾构法。

3.水底隧道：沉埋法和盾构法。

隧道施工

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。

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。

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。

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。

‘伍’ 各种隧道施工方法

一）施工原则
采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。
（二）施工布置
土家湾隧道左右洞均采用对头单向施工，左、右洞口各布置一个隧道专业机械化施工队。隧道施工安排在冬季前完成洞门的开挖，并完成进洞施工。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后中间向两侧洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。
（三）总体方案
根据土家湾隧道围岩情况及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定对于I、Ⅱ类围岩采用上弧导预留核心法施工，格栅钢架辅助支护。隧道出渣采用无轨运输。初期支护设施做到及时可靠，衬砌砼采用机械化作业，二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测，及时处理分析数据（高速支护参数等）。开挖前做好超前地质预报、探测工作，根据围岩情况采取相应的施工方案。

‘陆’ 隧道施工方法有哪些

隧道施工方法：
先拱后墙法
漏斗棚架法
台阶法
全断面法
上下导坑先墙后拱法
蘑菇形法
侧壁导坑先墙后拱法
爆破开挖
矿山法

先拱后墙法
也称支承顶拱法。在稳定性较差的松软岩层中，为了施工安全，先开挖拱部断面并即砌筑顶拱，以支护顶部围岩，然后在顶拱保护下开挖下部断面和砌筑边墙。在开挖边墙部分的岩层之前，必须将顶拱支承好,故有上述别称。开挖两侧边墙部分的岩层时(俗称挖马口),须左右交错分段进行，以免顶拱悬空而下沉。

漏斗棚架法
也称下导坑先墙后拱法。适用于较坚硬稳定的岩层。施工时先开挖下导坑，在导坑上方开始由下向上作反台阶式的扩大开挖，直至拱顶；随后在两侧由上向下作正台阶式的扩大开挖，直至边墙底；全断面完全开挖后，再由边墙到顶拱修筑衬砌。

台阶法
又有正台阶法和反台阶法之分。①正台阶法系在稳定性较差的岩层中施工时，将整个坑道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶。②反台阶法则用于稳定性较好的岩层中施工，也将整个坑道断面分为几层，在坑道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖（图3b)。进行上层的钻眼时,须设立工作平台或采用漏斗棚架，后者可供装碴之用。

全断面法
将整个断面一次挖出的施工方法。适用于较好岩层中的中、小型断面的隧道。此法能使用大型机械，如凿岩台车、大型装碴机、槽式台车或梭式矿车、模板台车和混凝土灌筑设备等进行综合机械化施工。新奥法的出现，扩大了全断面法和台阶法的适用范围。

上下导坑先墙后拱法
也称全断面分部开挖法（图4）。以前,在稳定性较差的松软岩层中，为提高衬砌的质量，曾采用过此种先分部挖出全断面，再按先墙后拱顺序修筑衬砌的施工方法。采用此法开挖时，要用大量木料支撑，还需多次顶替，施工既困难又不安全，故在中国未见采用。
蘑菇形法
综合先拱后墙法和漏斗棚架法的特点而形成的一种混合方案。开挖1至4部后呈现形似蘑菇状的断面，故名。在下导坑中设立漏斗棚架，供向上扩大开挖时装碴之用，同时当拱部地质条件较差时，为使施工安全可先筑顶拱。该法具有容易改变为其他方法的优点，遇岩层差时改为单纯的先拱后墙法，岩层好时改为漏斗棚架法。在中国首先应用于岩层基本稳定的铁路隧道施工，以后又用来修筑大断面洞室，为减少设立模架作业及其所需材料，并加快施工进度创造有利条件。

侧壁导坑先墙后拱法
简称侧壁导坑法，也称核心支持法。在很松软、不稳定地层中修筑大跨度隧道时，为了施工安全，先沿坑道周边分部开挖，随即逐步由边墙到顶拱修筑衬砌，以防止地层坍塌。开挖时可将临时支撑和拱架都支承于坑道中间未被开挖的大块核心地层上，在衬砌保护之下最后将此核心挖除，必要时再砌筑仰拱。

爆破开挖
隧道及地下工程施工的爆破与一般石方工程的爆破要求不同。为了便于装碴和不损坏附近的临时支撑或永久性衬砌，不使岩层爆得粉碎或碎落的岩块过大，又不使爆破时的岩块抛掷很远，故一般用松动爆破。由钻眼、装药、封口、起爆、排烟、临时支护和出碴等作业，组成一个爆破循环，其中钻眼和出碴占用大部分时间，应使之机械化，如采用凿岩机、装碴机、矿用牵引机车等。

矿山法
指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。 矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖，并要求边挖边撑以求安全，所以支撑复杂，木料耗用多。随着喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。