第六章 隧道施工方法
主要内容
• 隧道施工方法概述 • 主要开挖方法 • 新奥法的概念 • 新意法
第六章 隧道施工方法
第一节 隧道施工方法概述
一、隧道施工的概念
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、 施工技术和施工管理的总称。
第六章 隧道施工方法
隧道工程特点 •隧道工程全部为隐蔽工程，工程地质和水文十分 重要，甚至起决定性的作用； •隧道施工工作面少(正常情况下只有进、出口两个 工作面)，工期较长； •隧道施工环境差，采取有效措施加以改善；
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1、长台阶法
1
1
2
2
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L
长台阶法
长台阶法开挖断面小，有利于维持开挖面的稳
定，适用范围较全断面法广，一般适用于Ⅰ~V级 围岩 ；如台阶长度超过100m，增加支护封闭时间、 排烟、排水困难，效率低。
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2、短台阶法
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1
2
2
L
>(1~1.5)L
短台阶法
适用于Ⅲ~V级围岩，台阶长度定为10~15m，即1~2 倍开挖宽度，主要是考虑既要实现分台阶开挖，又 要实现支护及早封闭。
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第二节 新奥法的概念
新奥法即奥地利隧道施工新方法(NATM)，是 以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过监测控 制围岩的变形，便于充分发挥围岩的自承能力的施 工方法。 核心内容：充分保护，利用围岩的承载能力。
施工要点：控制爆破、锚喷支护和施工监测。
实施方法：设计、施工和监测三位一体的动态模式。
少 扰 动 : 开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、扰 动强度、扰动范围和扰动持续时间。
早支护: 开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变 形进入受控制状态。
勤量测:以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确 评价围岩(或围岩加支护)的稳定状态，或判 断一其方动面态指发采展取趋喷势射，混以凝便土及等时防调护整措支施护，形避式、
➢采用全断面法应注意的问题
(1) 摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好应急措 施（包括改变施工方法等），以确保施工安全；
(2) 各种施工机械设备务求配套，以充分发挥机械设 备的效率；
(3) 加强各项辅助作业，尤其加强施工通风，保证工 作面有足够新鲜空气；
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二、台阶法
根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法 和微台阶法三种。
按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法 可分为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法 等。
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一、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
(断的1(不 较(3)2条面I))差应~隧有件开I。V小道钻。挖级于长孔到围l度台k初岩m或车期，，施或支在否工自护用则区制前于采段作这Ⅳ用长业段级大度台时围型不架间岩机宜及内时械太高，，化短效保围施，率持岩工根装其应，据运自具其经机身备经验械稳从济一设全定般性备。
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修 改 施 工 方 案
法 和 顺 序
改 变 开 挖 方
确 施 定开 工施 准工 备 方挖
案
必要时须超前支
护修 参正 数支 初 期 支 护
量 测 监 控
否
是否符 合管理 基准？
防 是水
隔 离 层
二 次 支 护
竣 工
护或预先进行地
层改良
新奥法施工程序
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新奥法施工的基本原则可以归纳：
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➢优点： 短台阶法可缩短支护闭合时间，改善初期支护的受 力条件，有利于控制围岩变形。
➢缺点： 上部出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行 作业。
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采用短台阶法时应注意的问题：
①初期支护全断面闭合要在距开挖面30m以内，或 距开挖上半断面开始的30天内完成。 ② 初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合 。
•工程施工不受季节变换及气候变化的影响；
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隧道施工方法可按以下方式分类：
隧道施工方法
山岭隧道 施工方法
传统矿山法 矿山法（钻爆法）
掘进机法
新奥法
新奥法施工
掘进机法施工
第六章 隧道施工方法
隧道施工方法可按以下方式分类：
隧道施工方法
浅埋及软土 隧道施工方法
明挖法 地下连续墙法 盖挖法 浅埋暗挖法 盾构法
明挖法
地下连续墙法施工
第六章 隧道施工方法
隧道施工方法可按以下方式分类：
隧道施工方法
水底隧道 施工方法
沉埋法 盾构法
盾构法施工
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二、山岭隧道的常规施工方法
山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。
将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称 为“传统的矿山法”；
将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为 “新奥法”。
③ 要研究在保证施工机械正常工作的前提下台阶 的最小长度。
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3、微台阶法
1 1
2
2
L
3~5m
微台阶法
适用于Ⅴ、Ⅵ级围岩，一般为3~5m的台阶长度。 微台阶法上下断面相距较近，机械设备集中，作 业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。
三台阶七步开挖法
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三、分部开挖法
业线
台、衬砌钢模台车
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第六章 隧道施工方法
第六章 隧道施工方法
➢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。
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紧 封 闭 :开免挖围方岩法因长时间暴露而致强度和稳定性的 衰减。另一方面指要适时对围岩施作封闭 形支护。
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第三节 主要开挖方法
在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、 围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工 区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进行 综合分析，采用恰当的开挖方法。
第六章 隧道Biblioteka 工方法隧道机械化施工作业线
作业线
采用的大型机械设备
开挖作业线
钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨运输时）、装 渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有轨运输时）
喷锚作业线
混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、喷锚作业平台、进料运输设 备及锚杆灌浆设备
模 筑 衬 砌 作 混凝土拌和作业厂、混凝土输送车及输送泵、施作防水层作业平
分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧 壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。
1、环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法常用于Ⅵ级围岩单线和V~Ⅵ