公路隧道开挖方式及适用范围、开挖方法及要求、隧道超欠挖控制

      本文主要介绍隧道开挖的方法、开挖方法的适用范围、开挖的主要要求、隧道超欠挖控制的规定等。

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隧道主要开挖方式

      公路隧道的开挖方式主要有：全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法及中导洞法等。

      应根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、机械设 备、地质条件等，选择适宜的开挖方案，并应具有较大适应性。

各开挖方式简介：     

      (1)全断面法：按设计断面一次基本开挖成形的施工方法。

      (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。

      (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。 

      (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，并施作中隔壁墙，然后再分部开挖隧道的另一侧的施工方法。

      (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。

      (6)双侧壁导坑法：先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。

      (7)中导洞法：在连拱隧道或单线隧道的喇叭口地段，先开挖两洞之间立柱（或中 墙）部分，并完成立柱（或中墙）混凝土浇筑后，再进行左右两洞开挖的施工方法。

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隧道各开挖方式的适用范围

      （1）全断面法：适用于Ⅰ-Ⅲ级围岩的中小跨度隧道，Ⅲ级围岩中跨度隧道和Ⅳ级围岩大跨度隧道在采用了有效的预加固措施后，也可采用全断面法开挖。

      （2）台阶法：适用于Ⅲ〜Ⅳ级围岩的中小跨度隧道，Ⅴ级围岩的小跨度隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法开挖。

      单车道隧道及围岩地质条件较好的双车道隧道可采用二台阶法施工。隧道断面较高、单层台阶断面尺寸较大时可采用三台阶法。台阶长度宜为隧道开挖跨度的1〜1.5倍。

      （3）环形开挖预留核心土法：适用于Ⅳ〜Ⅴ级围岩或一般土质围岩的中小跨度隧道，每循环开挖长度宜为0.5〜1.0m,核心土面积不应小于整个断面的50%。

      （4）中隔壁法（CD法）或交叉中隔壁法（CRD法）：适用于围岩较差、跨度大、浅 埋、地表沉降需要控制的场合。

      （5）双侧壁导坑法：适用于浅埋大跨度隧道及地表下沉量要求严格而围岩条件很差的情况。

      （6）中导洞法：适用于连拱隧道。

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公路隧道的开挖要求

      隧道开挖的主要方法是钻孔爆破法。开挖工作包括钻眼、装药、爆破等几项工作内容，对于钻爆开挖工作应做到下面几点要求：

      1.按设计要求开挖出断面（包括形状、尺寸、表面平整、超挖、欠挖等要求）。

      2.石渣块度（石渣大小）便于装渣作业。

      3.掘进速度快，少占作业循环时间。

      4.爆破在充分发挥其能力的前提下，减少对围岩的震动破坏，减少对施工用具设备及支护结构的破坏，并尽量节省爆破器材消耗。

      5.应严格控制欠挖，尽量减少超挖。

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公路隧道超欠挖控制

      1.当岩层完整、岩石抗压强度大于30MPa，并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1㎡内不宜大于0.1㎡）欠挖，但其隆起量不得大于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。

      2.应采取光面爆破、提高钻眼精度、控制药量等措施，并提高作业人员的技术水平。

      3.开挖后宜采用断面仪或激光投影仪直接测定开挖面面积，并绘制断面图。

      4.当采用钢架支撑时，如围岩变形较大，支撑可能沉落或局部支撑难以拆除时，应适当加大开挖断面，预留支撑沉落量，保证衬砌设计厚度。预留支撑沉落量应根据围岩性质和围岩压力，并在施工过程中根据量测结果进行调整。

      5.超挖回填应符合设计规定，设计没有规定时应符合下列规定：

      （1）超挖应回填密实。

      （2）拱部坍塌形成的超挖处理应编制方案，经审批后的按方案处理。

      （3）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。

      6.隧道超欠挖的测定方法

测定方法及采用的仪器	方法简述
利用激光束测定	用激光指向仪或激光经纬仪射在开挖工作面上的光束测定特定部位的超欠挖的线性值
用全站仪测定	在要测的点位粘贴反光片，用全站仪测定各点的三维坐标，通过计算绘制开挖断面，与设计断面进行比较
用激光隧道界限测量仪测定	由免棱镜测距全站仪和手提电脑组成，对开挖工作面（或任一断面）测量，直接打印出设计断面与实际断面，并标出设定点的超欠挖值。
用二次衬砌轮廓钢架作基准测定	当防水板铺设专用台车移动时，用直尺量取需测定点至轮廓钢架的最小距离，并考虑喷混凝土的厚度，以确定超欠挖值

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