前言：隧道即地下、水下或山體中修建的，為鋪設(shè)鐵路或修筑公路而修建的構(gòu)筑物，現(xiàn)階段主要包括山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三種，在隧道施工的過(guò)程中，需要按照設(shè)計(jì)完成對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土體、巖石等進(jìn)行松動(dòng)、破碎、挖掘和運(yùn)出等工程，這些工程即開(kāi)挖施工工程，在具體的隧道施工中選用何種開(kāi)挖施工方法要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件進(jìn)行。

一、案例介紹

    大坪子隧道為分離式雙向六道高速公路隧道，左、右幅隧道的長(zhǎng)度分別為735m和750m，建筑界限凈寬為14.75m，圍巖級(jí)別主要為V級(jí)和Ⅳ級(jí)，施工地域白云巖及灰?guī)r分布廣泛，地下水以裂隙水、巖溶水為主，大氣降水為主要的補(bǔ)水方式。在開(kāi)挖施工的過(guò)程中，考慮到大坪子隧道隧址區(qū)總體呈單斜構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，區(qū)域地質(zhì)較穩(wěn)定，但局部分布巖溶、堆積體、危巖體等不良地質(zhì)的現(xiàn)實(shí)情況，依據(jù)新奧法原理，應(yīng)用了雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法、三臺(tái)階法開(kāi)挖法。

二、隧道施工的開(kāi)挖施工方法分析

關(guān)于隧道施工相關(guān)的論文發(fā)表推薦刊物《建筑科技與經(jīng)濟(jì)》

《建筑科技與經(jīng)濟(jì)》是由中國(guó)國(guó)際建筑學(xué)會(huì)主辦，面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行，月刊，該刊中外兼容、先進(jìn)實(shí)用、科學(xué)權(quán)威，以理論探討和學(xué)術(shù)研究為主，是廣大建筑、經(jīng)濟(jì)、管理等相關(guān)專業(yè)工作者進(jìn)行學(xué)術(shù)與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流的理想園地，是一份宣傳黨和國(guó)家社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和改革開(kāi)放發(fā)展趨勢(shì)的重要讀物。

（一）雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法

雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法即在隧道兩側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖的同時(shí)進(jìn)行導(dǎo)坑四周初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，然后對(duì)中部剩余土體進(jìn)關(guān)于隧道工程相關(guān)的論文寫作投稿聯(lián)系雜志社楊編輯行分步開(kāi)挖的方法，現(xiàn)階段在跨度較大、超淺埋、偏壓低層或沉降要求較為嚴(yán)格的隧道工程中應(yīng)用較為廣泛[1]。案例工程中此方法主要應(yīng)用于隧道主洞V級(jí)圍巖位置，施工的立面圖如圖1所示，在開(kāi)挖施工的過(guò)程中，以機(jī)械開(kāi)挖人工輔助為主，“弱爆破、放小炮”開(kāi)挖手段主要應(yīng)用于局部硬巖的松動(dòng)，爆破孔孔徑為φ40mm，起爆方式為非電毫秒雷管分段起爆[2]。在施工中，先要完成超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、掌子面清理，測(cè)量放線以及施作超前支護(hù)、注漿等工作，然后在監(jiān)控測(cè)量下，進(jìn)行I部和III部的開(kāi)挖，同時(shí)對(duì)兩部進(jìn)行噴砼封閉巖面、施作洞身錨桿和架立鋼架與臨時(shí)鋼架及橫撐、錨噴支護(hù)，閉合成環(huán)，對(duì)II部和IV部開(kāi)挖，最后逐步進(jìn)行架立周邊鋼架（必要時(shí)設(shè)底部橫撐），施作錨噴支護(hù)，依次開(kāi)挖V和VI部，噴砼封閉掌子面，施作錨噴支護(hù)，接長(zhǎng)臨時(shí)鋼架，拆除下部橫撐，拆除臨時(shí)鋼架（5～6m），澆筑仰拱，澆筑填充混凝土，施作防水層，澆筑二次襯砌。

此方法在應(yīng)用的過(guò)程中需要注意以下方面：首先，要通過(guò)超前錨桿、管棚等方式對(duì)圍巖進(jìn)行超前加固，案例工程主要采用超前錨桿方法；其次，由于導(dǎo)坑斷面的寬度在隧道斷面的1/3左右，為保證工程質(zhì)量，應(yīng)堅(jiān)持“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、緊封閉”的原則；再次，為保證工程進(jìn)度應(yīng)使與中部位置關(guān)系相差10至20米的兩側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑和中部同時(shí)平衡作業(yè)；另外，臨時(shí)支護(hù)拆除時(shí)但此拆除的長(zhǎng)度要在15米以內(nèi)，伴隨監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行[3]。除此之外，為了穩(wěn)定掌子面，應(yīng)合理的應(yīng)用預(yù)留核心土法。圖2為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工全景圖片。

圖 1 案例工程雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工立面圖

（圖中I、II、III、IV、V、VI為開(kāi)挖導(dǎo)坑；①、②、③、④、⑤、⑥為與其對(duì)應(yīng)的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)；⑦代表澆筑仰拱；⑧代表仰拱回填；⑨代表整體模筑二次襯砌）

圖 2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工全景圖片

（二）三臺(tái)階法開(kāi)挖法

臺(tái)階法即將隧道設(shè)計(jì)斷面直接分為上半斷面、和下半斷面或分為上、中、下三個(gè)斷面，斷面間存在一定距離但同時(shí)并行開(kāi)挖的方法，此方法在工作空間、施工速度等方面均可以得到保證，但在施工過(guò)程中不同斷面間的作業(yè)會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，雖然圍巖在施工的過(guò)程中會(huì)被多次擾動(dòng)，但開(kāi)挖面的穩(wěn)定性在臺(tái)階的作用下仍較理想，特別是上部已經(jīng)開(kāi)挖支護(hù)后，下部作業(yè)的安全性可以得到一定的保證，但此時(shí)應(yīng)注重上部穩(wěn)定性受下部施工的影響[4]。圖3為案例工程三臺(tái)階法開(kāi)挖法橫向施工工序示意圖，在此方法應(yīng)用的過(guò)程中爆破的安全性和有效性至關(guān)重要，案例工程在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、臺(tái)車就位、測(cè)量方向后，結(jié)合鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行了放樣布眼、上下臺(tái)階鉆眼、裝藥聯(lián)網(wǎng)爆破、通風(fēng)、掌子面檢查和瞎炮處理，并結(jié)合爆破效果對(duì)超挖和欠挖的問(wèn)題進(jìn)行了處理，在爆破效果滿足要求后，進(jìn)行裝渣運(yùn)輸、上下臺(tái)階支護(hù)，并在監(jiān)控量測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求的情況下進(jìn)行了下循環(huán)施工。為保證施工的整體質(zhì)量，案例工程各步臺(tái)階一次開(kāi)挖長(zhǎng)度控制在2m～3m之間，第3部臺(tái)階開(kāi)挖后仰拱應(yīng)緊跟，以不超過(guò)5米的間距進(jìn)行量測(cè)斷面，為洞身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、支護(hù)參數(shù)調(diào)整方向、灌筑二次襯砌時(shí)機(jī)等方面判斷提供依據(jù)；并保證圍巖段封閉位置距離掌子面不大于35m、仰拱距開(kāi)挖面不超過(guò)40m、二次襯砌距離掌子面V級(jí)圍巖不得大于70m，可見(jiàn)監(jiān)控測(cè)量保證開(kāi)挖斷面的各項(xiàng)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，在三臺(tái)階開(kāi)挖法應(yīng)用過(guò)程中也至關(guān)重要。

 圖 3 案例工程三臺(tái)階法開(kāi)挖橫向施工工序示意圖

（圖中I、II、III為開(kāi)挖斷面；①、②、③、為與其對(duì)應(yīng)的初期支護(hù)；④代表仰拱；⑤代表仰拱回填；⑥代表整體模筑二次襯砌）

三、隧道開(kāi)挖施工的其他方法分析

除上述隧道開(kāi)挖方法外，現(xiàn)階段我國(guó)在隧道開(kāi)挖施工過(guò)程中還可以結(jié)合實(shí)際情況選擇其他開(kāi)挖方法，例如全斷面開(kāi)挖法，即以設(shè)計(jì)的隧道輪廓為依據(jù)，一次性爆破成型，然后進(jìn)行修建襯砌的方法，通常情況下，其要求施工現(xiàn)場(chǎng)的圍巖可以在全斷面開(kāi)挖至初期支護(hù)階段穩(wěn)定性滿足要求，可以應(yīng)用鉆空臺(tái)車、自制作業(yè)臺(tái)架、高效率裝運(yùn)機(jī)械等設(shè)備，施工的隧道長(zhǎng)度在1千米以上等，以此保證施工的可操作性、安全性和經(jīng)濟(jì)性[5]。此開(kāi)挖施工方法工序較簡(jiǎn)單，以大型機(jī)械設(shè)備為主，對(duì)圍巖的干擾性較小，所以現(xiàn)階段應(yīng)用的范圍較廣泛。在此方法應(yīng)用的過(guò)程中需要注意，大型機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖的斷面通常較大，會(huì)直接影響圍巖的穩(wěn)定性，所以對(duì)施工中的開(kāi)挖工序、出碴能力、支護(hù)可靠性等方面均具有較高要求，而且需要通過(guò)對(duì)周邊爆破孔眼間距和角度進(jìn)行合理的調(diào)整，使光面爆破的效果得到保證，二次襯砌距掌子面的距離要結(jié)合圍巖的類型進(jìn)行調(diào)整，并伴隨有效的動(dòng)態(tài)量測(cè)和監(jiān)控進(jìn)行?，F(xiàn)階段人們?cè)谌_(tái)階開(kāi)挖法基礎(chǔ)上提出的弧形導(dǎo)坑左右臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖支護(hù)法在黃土地區(qū)隧道施工中或Ⅲ-Ⅳ級(jí)圍巖中也得到了較廣泛的應(yīng)用，此方法在施工中對(duì)隧道洞口、洞頂、東門等位置的防排水系統(tǒng)工程質(zhì)量具有較高的要求，而且臺(tái)階的長(zhǎng)度一般要在3至5米之間，通過(guò)初期支護(hù)和縮腳錨桿實(shí)現(xiàn)封閉成環(huán)，對(duì)仰拱施工的及時(shí)性也具有較高的要求。

除上述開(kāi)挖方法外，環(huán)形開(kāi)挖留核心土法、中隔壁法、交叉中隔壁法等在隧道開(kāi)挖過(guò)程中也較為常見(jiàn)，可見(jiàn)我國(guó)隧道開(kāi)挖施工方法已經(jīng)呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展特征，在施工中可以結(jié)合實(shí)際需要靈活的選擇。

結(jié)論：通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到選擇科學(xué)合理的開(kāi)挖施工方法對(duì)保證隧道施工的質(zhì)量、效率和安全性具有重要作用，并在實(shí)踐中有意識(shí)的結(jié)合隧道工程的實(shí)際情況，對(duì)具體開(kāi)挖施工方法進(jìn)行靈活的選擇和優(yōu)化，這是現(xiàn)代隧道施工水平和管理理念提升的具體體現(xiàn)，應(yīng)在不斷完善的同時(shí)積極推廣。