全断面开挖法在隧道工程

全断面开挖法是按设计轮廓线一次爆破开挖成形，再施作支护和衬砌的施工方法。

全断面开挖法横断面工序图和纵断面工序展开图见图7-3-1。

图7-3-1　全断面开挖法施工工序示意图

1—开挖；Ⅰ—初期支护；2—捡底；Ⅱ—铺底混凝土；Ⅲ—拱墙混凝土。

1．适用条件

全断面开挖法一般适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩在采取有效措施稳定开挖面后，也可采用全断面开挖法。它具体适用于：铁路隧道单线Ⅰ～Ⅳ级围岩、双线Ⅰ～Ⅲ级围岩，高速铁路双线Ⅰ～Ⅱ级围岩；公路隧道两车道Ⅰ～Ⅲ级围岩，三车道隧道Ⅰ～Ⅱ级围岩。

2．特　点

（1）开挖一次成形，可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成。

（2）全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，防水处理简单，且工序少，便于施工组织和管理。

（3）对地质条件要求高，围岩必须有足够的自稳能力。

（4）由于开挖面较大，围岩相对稳定性降低，且循环工作量相对较大。

（5）当采用钻爆法开挖时，每次深孔爆破震动较大，因此要进行精心的钻爆设计和严格的控制爆破作业。(https://www.xing528.com)

3．施工作业

全断面开挖法的施工工艺流程如图7-3-2所示。

图7-3-2　全断面开挖法施工工艺流程

采用全断面法开挖时技术要点如下：

① 加强对开挖面前方的工程地质和水文地质的调查。对不良地质情况要及时预测预报、分析研究。随时准备好应急措施（包括改变施工方法），以确保施工安全和工程进度。尤其应注意突然发生的地质条件恶化，如大量涌水、地下泥石流等。对于有地下水涌出可能的施工地段，必须坚持“有疑必探、先探后掘”的原则；对于岩层性质变化较大的区域，必须进行地层资料的收集整理工作，及早提出相应的施工措施。

②控制一次同时起爆的炸药量和循环进尺，降低爆破震动对围岩的影响，确保开挖工作面的稳定。应根据掌子面围岩稳定情况、爆破震动、钻孔和出渣效率、超挖控制等确定循环进尺：Ⅲ级围岩宜控制在3 m左右；Ⅰ、Ⅱ级围岩，使用气腿式凿岩机时可控制在4 m左右，使用凿岩台车时可根据围岩稳定情况适当调整。采用特殊设计的其他情况循环进尺应符合设计规定。

③ 各工区、各作业面、各工序使用的机械设备与人力资源务必完整配套、合理组织、协调一致、动态调整，以充分发挥机械设备的使用效率，在保证隧道稳定安全的条件下，提高施工速度，缩短施工工期。隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表7-3-2。为加快隧道建设，必须实现隧道施工机械化，而隧道工程新技术、新工艺的推广又为机械化施工奠定了基础。同时，机械化的发展又推动了隧道施工工艺水平的不断提高。机械设备选型时应遵循可靠性、经济性、配套性等原则。

表7-3-2　隧道机械化施工作业线

④ 在软弱破碎围岩中使用全断面法开挖时加强各辅助作业和辅助施工方法的设计与施工检查，尤其在软弱破碎围岩中使用全断面开挖时，应对支护后围岩的变形进行动态量测与监控，使各辅助作业的三管两线（即高压风管、高压水管、通风管、电线和运输路线）保持良好状态。

⑤ 全断面开挖法选择支护类型时，应优先考虑锚杆、喷混凝土、挂网、钢架等支护形式。

⑥ 重视和加强对施工作业人员的技术培训，使其能熟练掌握各种机械的操作方法，并进一步推广新技术，不断提高工效，改进施工管理，加快施工速度。