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二建、监理、一建、一造、二造、安全、消防、咨询、检测课程押题联系QQ/微信：3849178
4.3.3 隧道开挖
1.隧道主要开挖方法及适用范围
1）开挖方法
公路隧道的开挖方法主要有全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法、交叉中隔壁法及双侧壁导坑法。
（1）全断面法：按设计断面一次基本开挖成形的施工方法。
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（2）台阶法：先开挖上半断面，待开挖至一定距离后再同时开挖下半断面，上下半断面同时并进的施工方法。台阶法分
为二台阶法、三台阶法。台阶长度一般为3～5m。
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（3）环形开挖预留核心土法：先开挖上台阶成环形，并进行支护，再分部开挖中部核心土、两侧边墙的施工方法。
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（4）中隔壁法（CD法）：在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道的一侧，施作中隔壁墙，然后再分部开挖隧道另一侧的施
工方法。
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（5）交叉中隔壁法（CRD法）：是一种在中隔壁法的基础上增加临时仰拱，更快地封闭初支的施工方法。
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（6）双侧壁导坑法：先开挖隧道两侧的导坑，进行初期支护，再分部开挖 剩余部分的施工方法。
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2）适用范围 8
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应根据地质条件、隧道开挖断面和围岩稳定9情 1 况选择开挖方法，不同围岩条件和开挖断面适宜的开挖方法见表4.3－4。
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表4.3－4 不同围岩条件和开挖断面适宜信 3的开挖方法
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序号 系 开挖方法 围岩级别
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1 题 全断面法 I～Ⅲ
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准 长台阶法 Ⅲ～Ⅳ
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2 台阶 法 短台阶法 Ⅳ～V
超短台阶法 V
环形开挖留核心土法 V～Ⅵ
中隔壁法 V～Ⅵ
3 分部开挖法
交叉中隔壁法 V～Ⅵ
双侧壁导坑法 －
2.隧道开挖的要求
1）全断面法施工应符合的要求
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（1）宜采用机械化作业，各种机械设备应合理配套。
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（2）应控制一次同时起爆的单段最大爆破药量。 信
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（3）应根据掌子面围岩稳定情况、爆破振动、钻孔和出渣效率、超 挖控制等确定系循环进尺；Ⅲ级围岩宜控制在3m左
右，Ⅰ、Ⅱ级围岩，使用气腿式凿岩机时可控制在4m左右。使用凿岩台车时 可根据围岩 联 稳定情况适当调整。
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2）台阶法施工应符合的要求 唯
（1）台阶数量和台阶高度应综合考虑隧道断面高度、机械设备及围岩稳定 性 等因素确定。台阶开挖高度宜为2.5～3.5m。
台阶数量可采用二台阶或者三台阶，不宜大于三个台阶。
（2）上台阶开挖每循环进尺，Ⅲ级围岩宜不大于3m，Ⅳ级围岩宜不大于2榀钢架间距；V级围岩宜不大于1榀钢架间距。
Ⅳ、V级围岩下台阶每循环进尺宜不大于2榀钢架间距。下台阶单侧拉槽长度宜不超过15m。
3）环形开挖留核心土法施工应符合的要求
（1）台阶开挖高度宜为2.5～3.5m。
（2）环形开挖每循环进尺，V级围岩宜不大于1榀钢架间距，Ⅳ级围岩宜不大于2榀钢架间距。中下台阶每循环进尺不得
大于2榀钢架间距。核心土面积不小于断面面积的50%。
（3）上台阶钢架施工时，应采取有效措施控制其下沉和变形。
（4）拱部超前支护完成后，方可开挖上台阶环形导坑；留核心土长度宜为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
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（5）各台阶留核心土开挖每循环进尺宜与其他分部循环进尺相一致。
（6）核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成且喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。下台阶左、右侧开挖应错
开3～5m，同一榀钢架两侧不得同时悬空。
（7）仰拱施作应紧跟下台阶，及时闭合成稳固的支护体系。
4）中隔壁法施工应符合的要求
（1）各分部开挖时，周边轮廓应圆顺。开挖进尺不得大于1榀钢架间距。
（4）临时支护拆除宜在仰拱施工前进行，一次拆除长度应与仰拱浇筑长度相适用。临时支护拆除后，及时浇筑仰拱和仰
拱填充、施作拱墙二次衬砌。
5）交叉中隔壁法施工应符合的要求
（1）各分部开挖时，周边轮廓应圆顺。开挖进尺不得大于1榀钢架间距。
6）双侧壁导坑法施工应符合的要求
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（1）侧壁导坑开挖时，周边轮廓应圆顺。导9 1坑跨度宜为整个隧道开挖宽度的1/3。
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（2）导坑与中间土体同时施工时，导坑应3 8 超前30～50m。
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（3）侧壁导坑开挖后，应及时施工初微期支护并尽早形成封闭环。
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（4）临时支护拆除宜在仰拱施工前联进行，一次拆除长度宜与仰拱浇筑长度相适用。临时支护拆除后，应及时浇筑仰拱、
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填充仰拱、施作拱墙二次衬砌。 押
（5）临时支护拆除前后，应进准行变形量测。
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7）仰拱部位开挖应符合的要求 唯
（1）应控制仰拱到掌子面的距离。必要时，仰拱应紧跟掌子面。
（2）仰拱开挖时，应采取交通安全措施。
（3）仰拱开挖长度：土和软岩应不大于3m，硬岩应不大于5m。开挖后应及时施作仰拱初期支护、二次衬砌及填充。
（4）应做好排水措施，清除底面积水和松渣，严禁松渣回填。
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3.隧道超欠挖控制
隧道开挖轮廓应根据设计开挖轮廓和围岩变形量确定，规定预留变形量可根据设计预测值或表4.3－5选择初始值，并根据
监控量测信息调整。
表4.3－5 双车道隧道开挖轮廓预留变形量
围岩级别 预留变形量（mm） 围岩级别 预留变形量（mm）
Ⅰ － Ⅳ 50～80
Ⅱ － Ⅴ 80～120
Ⅲ 20～50 Ⅵ 依据设计和现场监控量测信息确定
注：1.围岩破碎取大值，围岩完整取小值。
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2.膨胀性岩体或者围岩有明显流变，应根据监1 7控量测信息反馈计算分析选定。
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（1）应严格控制欠挖，当岩层完整、岩石8 4 抗压强度大于30MPa，确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出
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部分（每1㎡内不宜大于0.1㎡）欠挖，但其微隆起量不得大于50mm。拱脚、墙脚以上1m范围内及净空图折角对应位置严禁欠
挖。 系
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（2）应采取光面爆破、提高钻孔题精度、控制药量等措施，提高作业人员的技术水平。
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（6）超挖应回填密实，超挖 精 回填应符合设计规定。设计没有规定时，应符合下列规定：
②沿设计轮廓线的均匀超挖，有钢架时，可采用喷射混凝土回填，或增大钢架支护断面尺寸，使钢架贴近开挖轮廓。在施
工二次衬砌时，以二次衬砌混凝土回填 ；无钢架时，可在施工二次衬砌时，以二次衬砌混凝土回填。
③局部超挖，超挖量不超过200mm时 ，宜采用喷射混凝土回填密实。
④边墙部位超挖，可采用混凝土或片石混 凝土回填。
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4.钻孔爆破掘进施工技术要点
钻孔爆破掘进是公路隧道最常采用的掘进方式。
1）钻爆设计
钻爆设计的内容应包括：爆破方法，炮孔（掏槽孔、辅助孔、周边孔）的布置、数目、深度和角度，炸药种类、装药量和
装药结构，起爆方法，起爆器材和爆破顺序等。设计图应包括炮孔布置图、周边孔装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指
标及必要的说明。
2）钻孔机具
隧道工程中常使用的凿岩机有风动凿岩机和液压凿岩台车。
3）炮孔布置和周边孔的控制爆破
掘进工作面的炮孔可分为掏槽孔、辅助孔和周边孔。
（1）掏槽孔布置
将开挖面上某一部位的岩石掏出一个槽，以形成新的临空面，为其他炮孔的爆破创造有利条件。掏槽炮孔一般要比其他炮
孔深100～200mm，以保证爆破后开挖深度的一致。
掏槽孔排列形式有很多种，总的可分成斜孔掏槽和直孔掏槽两大类。
①斜孔掏槽：其特点是掏槽孔与开挖面斜交。常用的有锥形掏槽、楔形掏槽、单向掏槽，其中最常用的是垂直楔形掏槽。
②直孔掏槽：直孔掏槽可以实行多机凿岩和钻孔机械化，能加快掘进速度。
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（2）辅助孔布置
辅助孔的作用是进一步扩大掏槽体积和增大爆破量，为周边孔创造有利的爆破条件。
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（3）周边孔布置
周边孔的作用是爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格。
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（4）周边孔的控制爆破
①光面爆破的特点
光面爆破是指爆破后断面轮廓整齐，超挖和欠挖符合规定要求的爆破，其主要标准是：
A.开挖轮廓成型规则，岩面平整。
B.岩面上保存50%以上孔痕，且无明显的爆破裂缝。
C.爆破后围岩壁上无危石。
补充：
爆破效果应达到围岩稳定、无大的剥落或坍塌、块度适于出渣等要求。检查周边炮孔痕迹保存率是否符合规定：
①对于硬岩，周边炮孔痕迹保存率ξ≥80%；
②对于中硬岩，周边炮孔痕迹保存率ξ≥70%；
③对于软岩，周边炮孔痕迹保存率ξ≥50%。
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②光面爆破的主要参数
光面爆破的主要参数包括周边孔的间距 、光面爆破层的厚度、周边孔密集系数、周边孔的线装药密度等。
③预裂爆破及主要参数
预裂爆破实质上也是光面爆破的一种形式， 其爆破原理与光面爆破相同。只是在爆破顺序上，光面爆破是先引爆掏槽孔，
接着引爆辅助孔，最后才引爆周边孔；而预裂爆破 则是首先引爆周边孔，使沿周边孔的连心线炸出平顺的预裂面，由于这个预
裂面的存在，对后爆的掏槽孔和辅助孔的爆炸波能起反射和缓冲作用，可以减轻爆炸波对围岩的破坏影响，爆破后的开挖面整
齐、规则。
预裂爆破适用于稳定性差而又要求控制开挖轮廓的软弱岩层。但预裂爆破的周边孔间距和最小抵抗线都要比光面爆破的
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小，相应地要增多炮孔数量，钻孔工作量增大。 1 7
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与光面爆破一样，理想的预裂效果关键在于保证连心线上的 预裂面产生贯通裂缝，形成光8 4滑的岩壁。
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5.小净距及连拱隧道施工 系
1）小净距隧道施工 一
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小净距隧道是指隧道间的中间岩墙厚度小于分离式独立双洞的最小净距（ 根 据公路隧道设计规范要求，见表4.3－10）的
特殊隧道布置形式。常用于洞口地形狭窄或有特殊要求的中、短隧道以及长或特 长隧道洞口的局部地段。
表4.3－10 分离式独立双洞的最小净距
围岩级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ V Ⅵ
最小净距
1.0×B 1.5×B 2.0×B 2.5×B 3.5×B 4.0×B
（m）
注：B——隧道开挖断面的宽度。
小净距隧道施工应重点控制爆破震动对中岩墙的危害，施工时应注意以下几点：
（1）左右洞的开挖先后次序。
（2）先行洞和后行洞的开挖方法。
（3）先行洞和后行洞爆破设计及爆破震动控制。
（4）先行洞和后行洞开挖错开距离。
（5）先行洞仰拱、衬砌和后行洞开挖错开距离。
（6）中岩墙保护和加固方法。
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2）连拱隧道施工
连拱隧道主要适用于洞口地形狭窄，或对两洞间距有特殊要求的中、短隧道。连拱隧道按中墙形式不同分为整体式中墙和
复合式中墙两种形式。连拱隧道开挖要求：
（2）宜先贯通中导洞、浇筑中隔墙，然后依次开挖主洞。中隔墙顶与中导洞初支间应用混凝土回填密实。
（3）主洞开挖时，左右两洞开挖掌子面错开距离宜大于30m。
（4）中隔墙混凝土模板宜使用对拉拉杆。
（6）采用导洞施工时，应对导洞围岩情况认真观察记录，并及时反馈信息。根据围岩变化情况和监控量测资料及时调整
设计与施工方案，导洞宽度宜大于4m。
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