隧道开挖方法主要根据地质条件、断面大小和施工环境等因素进行分类,常见的开挖方法包括全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等。
全断面开挖法是一种高效的施工方法,适用于围岩稳定性较好的隧道。该方法按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌。其优点在于开挖断面与作业空间大,干扰小,且能充分利用机械设备,减少人力投入。然而,该方法要求围岩具有足够的自稳能力,以保证从开挖到初期支护前这段时间内的稳定性。
台阶开挖法则是将设计断面分为上半断面和下半断面两次开挖成形,根据台阶长短可分为长台阶、短台阶和超短台阶等多种形式。台阶开挖法能够提供足够的工作空间和相当的施工速度,尤其适用于围岩稳定性稍差的情况。通过台阶法施工,可以逐步释放围岩应力,有利于开挖面的稳定。然而,台阶开挖法也存在上、下部作业相互干扰的问题,需要合理组织施工顺序和作业面。
分部开挖法则是一种更为灵活的施工方法,适用于断面较大或地质条件复杂的隧道。该方法将隧道断面分部开挖逐步成形,且一般将某部超前开挖,也称为导坑超前开挖法。分部开挖法可以根据实际情况灵活调整开挖顺序和支护措施,以有效控制围岩变形和保证施工安全。然而,该方法施工工序较多,施工速度相对较慢,且成本较高。
此外,还有一些特殊的隧道开挖方法,如环形开挖留核心土法、中隔壁法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法等。这些方法通常用于地质条件特别复杂或断面特别大的隧道施工中,通过采取特殊的支护措施和开挖顺序,以确保施工安全和质量。在实际施工中,应根据具体情况选择合适的开挖方法,并严格按照设计要求和技术规范进行施工。