隧道开挖方式的优缺点及适用范围

隧道施工

1、全断面法

全断面开挖法又称全断面掘进法，是指将隧道的断面一次开挖成型，或钻爆或掘进，开挖后统一进行支护衬砌的施工方法。 这种施工方法的特点是工序少，对施工组织和管理有利；开挖断面大，可以采用深孔爆破，加快开挖进度；轮廓一次成型，扰动围岩次数少；作业空间大，有利于大型机械作业。

全断面法主要适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩，有时也用于Ⅳ级围岩，前提是在开挖过程中这种围岩能自稳。当断面在50㎡以下，隧道又处于Ⅲ类围岩地层时，为了减少对地层的扰动次数，在采取局部注浆等辅助施工措施加固地层后，也可采用全断面法施工。但在第四纪地层中采用此施工方法时，断面一般均在20㎡以下，且施工中仍须特别注意，山岭隧道及小断面城市地下电力、热力、电信等管道工程施工多用此法。

2、台阶法

台阶法也叫半断面法。将断面一分为二进行开挖，是全断面法的变化方法，它使用的前提是围岩能在短期内自稳，这种施工方法被国内绝大多数隧道所采用。

台阶法包括长台阶法、短台阶法和微台阶法等三种，其划分是根据台阶长度确定。采用哪种台阶法，选择原则有两个：初期支护从施作到基本能自稳的时间长短；上部台阶施工时所需要的空间大小。对岩性较差的围岩，主要考虑第一个原则；对岩性较好的围岩，主要考虑第二个条原则。

3、环形导坑（预留核心土）法

环形导坑法又称预留核心土法，该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开挖仰拱。这种方法优点是施工步骤简单，在遇到短距离围岩变化时可优先使用，能较快地提高施工的进度。不足是这种方法一次开挖的进尺较短，一般在1m左右，而且顶部空间较小，不易于拱顶部的支护实施。

这种方法将开挖断面分为环形拱部、上部核心和下部台阶三个部分，由短台阶法发展而来。先用人工或小型掘进机开挖环形拱部，进行拱部锚喷；再开挖上部核心土和下部台阶土体，进行边墙和底部初期支护；向前推进继续重复开挖上中下部土体；待围岩和初期支护的变形基本稳定后，施作二衬。

4、中隔壁法（CD法）

这种方法是将断面从中间隔开，分为两侧，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，再开挖另一侧。断面每块开挖和支护后形成闭合单元，有利于围岩稳定，减小净空位移及地表深陷。 各分块纵向间隔距离视围岩变形情况，参照短台阶法决定。 中隔壁法适用于断面跨度大，地表沉陷量要求较小的软弱围岩中的浅埋隧道。

5、交叉中隔壁法（CRD法）

CRD法

交叉中隔壁法又称CRD法，是Cross Diaphragm的简称，将大断面隧道分成4个或者6个相对独立的小洞室分部施工。施工遵循“小分块、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”的施工原则，自上而下，分块成环，随挖随撑，及时做好初期支护。交叉中隔壁法施工有利于围岩稳定，保证施工安全，目前主要运用于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的隧道施工。

开挖：明挖法施工，工期短，安全，适用于周围建筑少，郊区。盖挖法施工，工期长，对环境的影响小，适用于市区