隧道掘進施工方法淺析刖言公路是國民經濟的重要命脈，由于其特有的靈活和優越性，發揮著其他運輸方式不可替代的作用。公路隧道是公路工程結構的重要組成部分之一，隨著我國社會主義市場經濟的發展，西部大開發戰略的實施，高等級公路已從沿海地區向西南、西北山嶺區延伸，公路隧道建筑規模也越來越大，原來的兩車道隧道已遠遠不能滿足日漸增長的行車要求，隧道規模越大技術也相應復雜，因此，與過去一般公路隧道在設計、施工和運營管理方面均有質的差別，這帶給我們公路隧道建設者的是機遇也是挑戰，是學習與提高的機會，同時它也挑戰我們的觀念、我們的技術和管理水平。面臨這些挑戰，中國工程技術人員在總結自己的經驗，同時學習借鑒國外經驗的基礎上，也取得了很多成績，即在勘察設計、施工控制以及運營管理方面的水平都有了不少成熟成果，現就山區公路大跨徑隧道施工技術方面關鍵環節作出幾點論述。

巖石分級巖石級別堅固程度代表性巖石I(f=20)最堅固最堅固、致密、有韌性的石英巖、玄武巖和其他各種特別堅固的巖石OII(f=15)很堅固很堅固的花崗巖、石英斑巖、硅質片巖，較堅固的石英巖，最堅固的砂巖和石灰巖.III(f=10)堅固致密的花崗巖，很堅固的砂巖和石灰巖，石英礦脈，堅固的礫巖，彳艮堅固的鐵礦石.Illa (f=8)堅固堅固的砂巖、石灰巖、大理巖、白云巖、黃鐵礦，不堅固的花崗巖。困(f=6)比較堅固一般的砂巖、鐵礦石Wa (f=5)比較堅固砂質頁巖，頁巖質砂巖。V(f=4)中等堅固堅固的泥質頁巖，不堅固的砂巖和石灰巖，軟礫石。Va(f=3)中等堅固各種不堅固的頁巖，致密的泥灰巖.皿(f=2)比較軟軟弱頁巖，很軟的石灰巖，白堊，鹽巖，石膏，無煙煤，破碎的砂巖和石質土壤.皿a(f=1.5)比較軟碎石質土壤，破碎的頁巖，粘結成塊的礫石、碎石，堅固的煤，硬化的粘土。W(f=1)軟軟致密粘土，較軟的煙煤，堅固的沖擊土層，粘土質土壤。Wa(f=0.8)軟軟砂質粘土、礫石，黃土。訓(f=0.6)土狀腐殖土，泥煤，軟砂質土壤，濕砂。IX (f=0.5)松散狀砂，山礫堆積，細礫石，松土，開采下來的煤.X(f=0.3)流沙狀流沙，沼澤土壤，含水黃土及其他含水土壤.f=xx表示礦巖的堅固性的量化指標.人們在長期的實踐中認識到，有些巖石不容易破壞，有一些則難于破碎。難于破碎的巖石一般也難于鑿巖，難于爆破，則它們的硬度也比較大，概括的說就是比較堅固。因此，人們就用巖石的堅固性這個概念來表示巖石在破碎時的難易程度。堅固性的大小用堅固性系數來表示又叫硬度系數，也叫普氏硬度系數f值）。堅固性系數f=R/100（R單位kg/cm2）式中R——為巖石標準試樣的單向極K艮抗壓強度值。通常用的普氏巖石分及法就是根據堅固性系數來進行巖石分級的。如：極堅固巖石f=15~20（堅固的花崗巖，石灰巖，石英巖等）堅硬巖石f=8~10（如不堅固的花崗巖，堅固的砂巖等）中等堅固巖石f=4~6（如普通砂巖，鐵礦等）不堅固巖石f=0.8~3（如黃土、僅為0.3）礦巖的堅固性也是一種抵抗外力的性質，但它與礦巖的強度卻是兩種不同的概念。強度是指礦巖抵抗壓縮，拉伸，彎曲及剪切等單向作用的性能。而堅固性所抵抗的夕卜力卻是一種綜合的外力。（如抵抗鍬，稿，機械碎破，炸藥的綜合作用力）。隧道掘進成型方法目前國內常用的隧道掘進方法有以下幾種盾構法盾構法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法。它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌。同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。盾構法特點盾構法施工得到廣泛使用，因其具有明顯的優越性：①在盾構的掩護下進行開挖和襯砌作業，有足夠的施工安全性；②地下施工不影響地面交通，在河底下施工不影響河道通航;③施工操作不受氣候條件的影響;④產生的振動、噪聲等環境危害較小;⑤對地面建筑物及地下管線的影響較小。適用條件在松軟含水地層，或地下線路等設施埋深達到10m或更深時，可以采用盾構法。1、 線位上允許建造用于盾構進出洞和出碴進料的工作井；2、 隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾構直徑；3、 相對均質的地質條件；4、 如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m,豎直方向1.5m；5、 從經濟角度講，連續的施工長度不小于300m。優點1、 安全開挖和襯砌，掘進速度快；2、 盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現自動化作業，施工勞動強度低。3、 不影響地面交通與設施，同時不影響地下管線等設施；4、 穿越河道時不影響航運，施工中不受季節、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；5、 在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經濟方面的優越性。缺點1、 斷面尺寸多變的區段適應能力差；2、 新型盾構購置賽昂貴，對施工區段短的工程不太經濟。3、 工人的工作環境較差。懸臂式掘進機掘進法懸臂式掘進機是一種能夠實現截割、裝載運輸、自行走及噴霧除塵的聯合機組。隨著回采工作面綜合采煤機械化的快速發展，煤礦對巷道掘進速度要求越來越高。為了提高采準巷道的速度，懸臂式掘進機被大力研制并逐步發展完善。目前，掘進技術仍然會在鉆爆破巖掘進、懸臂式掘進機、連續采煤機、掘錨聯合機組以及全斷面掘進機五個方向持續發展。在全硬巖巷道的掘進中，鉆爆破巖掘進在很長一段時間內仍會是一種主要方式，但在一些重要領域，全斷面掘進機會逐步取代鉆爆破巖掘進；在硬度較低的全巖巷道和半煤巖巷道，懸臂式掘進機會得到大力發展，逐步成為主要的掘進方式；在一些條件時宜的煤巷掘進中，掘進效率較高的連續采煤及和掘錨聯合機組將會得到推廣應用。產品特點懸臂式掘進機僅能截割巷道部分斷面，要破碎全斷面巖石，需多次上下左右連續移動截割頭來完成工作。可用于任何斷面形狀的隧道。掘進速度受掘進機利用率影響很大，在最優條件下利用率可達60%左右，但若巖石需要支護或其它輔助工作跟不上時，其利用率更低。與全斷面掘進機有一些相同的優點：連續開挖、無爆破震動、能更自由地決定支護巖石的適當時機；可減少超挖；可節省巖石支護和襯砌的賽用。與全斷面掘進機比較，懸臂式掘進機小巧，在隧道中有較大的靈活性，能用于任何支護類型。與全斷面掘進機相比，具有投資少、施工準備時間短和再利用性高等顯著特點。鉆爆法鉆爆法，即是通過鉆孔、裝藥、爆破開挖巖石的方法，簡稱鉆爆法。這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個引爆單個藥包，發展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應用毫秒爆破、預裂爆破及光面爆破等爆破技術。施工前，要根據地質條件、斷面大小、支護方式、工期要求以及施工設備、技術等條件，選定掘進方式。鉆爆法的弊端在大多數的隧道施工案例中，鉆爆法是比較常見的一種是施工方法。鉆爆法開挖作業程序包括測量、鉆孔、裝藥、爆破、通風、出碴、錨桿、立架、掛網、噴錨等工序。爆破的弊端而在大型的隧道開采中，裝藥爆破環節是存在巨大的隱患.隧道工程安全目標：杜絕因公死亡事故、杜絕嚴重塌方事故、杜絕爆炸事故、杜絕爆破物品丟失事故。一一《隧道工程安全管理辦法》在今開采過程中，有隧道面支護的步驟，但是架不住爆炸用量的不確定性。并且在城市隧道，或者靠山而居的村落隧道中，爆破產生的巨大分貝，也是一種聲音污染。二氧化碳爆破法二氧化碳氣體在一定的高壓下可轉變為液態，通過高壓泵將液態的二氧化碳壓縮至圓柱體容器（爆破筒）內，裝入安全膜、破裂片、導熱棒和密封圈，擰緊合金帽即完成了爆破前的準備工作。將爆破筒和起爆器及電源線攜至爆破現場，把爆破筒插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當微電流通過高導熱棒時，產生高溫擊穿安全膜，瞬間將液態二氧化碳氣化，急劇膨脹產生高壓沖擊波致泄壓閥自動打開，利用液態二氧化碳吸熱氣化時體積急劇膨脹產生高壓致使巖體開優勢1、氣體比炸藥更有安全性，不屬于民爆產品，運輸、儲存和使用不需要審批。2、 無需炸藥審批的繁瑣程序和公安部門的嚴格監管。3、 爆破過程中無破壞性震動和短波，揚塵比例降低，對周圍環境影響不大。4、 復雜的作業環境均可使用，煤礦及礦山領域。5、 二氧化碳氣易采購，部分裝置可重復使用。6、多個爆破筒可同時并聯，爆破威力大，爆破后巖石個體大。缺點1、效率低：步驟過于繁瑣，每天炸不了幾次，環節多了出問題的機率就多。如灌裝、接線、封孔等環節2、 臨空面要求：利用臨空面才有效果，深基坑或凌空不好的作業面不適合。3、 產量低：無法實現多排爆破，就造成單次爆破的爆破筒數量不宜超過兩排，超過一排就容易卡住或炸壞爆破筒。4、 成本高：其使用的活化器是專用的，一次性用品，產量不高時也造成爆破成本高。5、 要求高：爆破筒裝填工藝和現場施工均較復雜，對炮孔質量要求較高。6、 噪音及安全：爆破震動力雖不大，畢竟聲響比較明顯，若要在周邊有居民樓及建筑物的使用，應盡量先征求當地安監及環保是否允許。巖石分裂機分裂法巖石分裂機運用液壓機械方式對巖石進行分裂，是針對堅硬巖石能高效裂碎的創新設備，在礦山開采及建筑土石方工程中不能使用炸藥的情況下破碎巖石具有很大的技術優勢，淘汰了膨脹破碎劑。通常被破碎的巖石抗壓強度很高，但抗拉強度低，靜爆巖石分裂機以超高壓油為能量源，由液壓動力站輸出的超高壓油又經增壓器的機械放大后驅動分裂棒內的油缸產生巨大推動力，使分裂機推動分裂棒中的液壓頂向外伸出脹裂巖石，液壓力瞬間超高壓，達到幾千噸的分裂力，輕而易舉的從巖石內部將堅硬巖石分裂，并使物體按預定方向分裂，達到脹裂破碎開挖的目的。巖石鋸切片法利用挖掘機等工程機械設備，附加液壓巖石鋸，對工作面進行松散切割，然后用破碎錘或銑挖機進行剝離。這種施工方法優點是切割成本低、設備轉場方便；缺點是巖石鋸片普遍較薄，母機的穩定性差時，很容易崩壞鋸片。石石鋸切片法-Q