隧道是公路、鐵路等建設的重點和關鍵工程。隨著鐵路建設的發展和科技的進步，隧道開挖方法得到了迅猛發展。比較常用的開挖方法有鑽爆法、盾構法和掘進機法。由於鑽爆法對地質條件適應性強，開挖成本低，特別適用於堅硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，因此鑽爆法仍是當前國內外常用的隧道開挖方法。
基本介紹
- 中文名：隧道掘進爆破
- 外文名：Tunneling blasting
- 特點：對鑽孔質量要求高
- 套用：隧道掘進
- 方法：全斷面開挖法
- 學科：土木工程
特點,方法,全斷面開挖法,台階開挖法,分部開挖法,
特點
隧道掘進與礦山平巷掘進方法基本相同，但與礦山平巷掘進方法相比，其特點是：
①隧道斷面尺寸較大，其高度和跨度一般在8.0 m左右，雙線隧道跨度大於10.0m，要求在爆破作業中儘量減少爆破對圍岩的破壞。
②隧道多處在地質條件複雜多變地段，尤其對於淺埋隧道（埋深小於2倍跨度的隧道），岩石風化破碎，受裂隙水和地表水影響較大。因此，應充分考慮岩層的節理、裂隙、軟弱夾層、滴漏水等對鑽孔和爆破效果的影響。
③隧道服務年限長，造價昂貴，且維修和養護時常需中斷、停止隧道的使用，這對運營很不利，因此在施工中必須確保良好的工程質量。
④隧道爆破對鑽孔質量要求高。既要使隧道方向正確，滿足精度要求，又要使爆破後隧道斷面達到設計標準，不允許欠挖和超挖過大。因此，必須保證鑽孔位置、方向和深度準確，才能達到設計開挖要求。
方法
隧道開挖方法與隧道爆破方案之間有著密切關係。隧道開挖方法主要根據隧道地質條件、機械設備、技術水平及工期確定，目前有以下幾種常用的方法。
全斷面開挖法
全斷面開挖法是在地質條件較好的隧道施工中，以鑿岩台車和鑽孔、裝藥、堵塞、起爆網路連線，一次完成整個斷面開挖，並以裝碴、運輸機械完成出碴作業的方法。
全斷面開挖法施丁場地寬敞，工作面空間大，能充分發揮機械的效能，便於大型機械作業；只有一道開挖工序，干擾少，工序集中，開挖工效高，施工進度快，最大限度地減少了開挖過程中對隧道圍岩的擾動；開挖斷面大，受岩石夾製作用小，有利於較大規模的爆破作業，能充分發揮隧道深孔鑽爆的作用；管理方便，通風、排水及管線布置簡單，運輸方便。國內鐵路隧道如秦嶺隧道施工採用全斷面開挖法，成功地實現了月掘進量達350 m以上，最高達450 m以上。實踐表明，全斷面開挖法是隧道掘進合理、先進的開挖方法。
台階開挖法
台階開挖法是先以上半斷面或弧形導坑快速貫通，或掘進到一定里程時停止前進，然後用大型機械一次擴大為全斷面的開挖方法。套用半斷面和弧形導坑可以實現快速掘進，從而起到提早探明地質，提早處理特殊地質，提早貫通以利通風排水的作用；將全斷面分兩次爆破，可以起到降低震動影響，創造臨空面，減少正洞鑽孔數量，改善爆破效果，提高掘進速度等作用。台階開挖法在工期緊、地質複雜的短、中等長度隧道施工中廣泛套用。當上半斷面超前下半斷面時，稱為正台階法，反之則稱為倒台階法。
台階開挖法的特點是：
①在不太鬆軟的岩層中採用正台階法施工較安全，並且施工效率較高。
②對地質條件適應性較強，變更容易。
③斷面呈台階式布置，施工方便，有利於頂板的維護，並且下台階爆破效率較高。
④若使用鏟斗裝岩機，則上台階要人工扒碴，勞動強度較大。
⑤上、下台階工序配合要嚴格，不然易產生干擾。
分部開挖法
當岩層比較鬆軟或地質條件複雜，隧道斷面特大或湧水量較大時，可採用分部開挖法。
分部開挖法就是在隧道斷面內先以小型斷面進行導坑掘進，然後分多步逐漸擴大到設計斷面的開挖方法。
分部開挖各部的位置、尺寸、順序及開挖間距可根據圍岩情況、機械配備、施工習慣等靈活掌握，但必須遵循以下原則：
①各部開挖後周邊輪廓都應儘量圓順，以避免應力集中。
②各部底標高與鋼拱架接頭一致，以便接腿，一般取2.5 -3.0m，這可使開挖比較方便。
③分部開挖時，要保證隧道周邊圍岩穩定，及時做好臨時支護工作。
④各部尺寸大小應能滿足風、水、電等管線布設需要。
