814隧道工程之洞身开挖

本节是隧道工程的重点部分，内容较多，分两节论述。

洞身 狭义上指隧道的衬砌，广义上指包括围岩在内的隧道承载结构。

隧道洞身可以是开挖 出的裸洞，也可以是埋置地下的隧管，还可以是经锚喷支护、衬砌被覆的坑道，洞身是隧道 工程的主要组成部分。

开挖是 隧道施工的第一道工序，该作业占整 个 隧道施工工程量的比重较大，造价约占 20-40 % ，在隧道施工过程中至关重要。开挖过程中的的围岩 稳定与否 ，虽然主要取决于 周围 岩体本身的工程地质，但开挖对围岩的稳定状态有着直接而重要的影响。

1 、开挖方法

（ 1 ）矿山法开挖

矿山法开挖是一种传统的施工方法。其 基本原理是隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都以能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工分部顺序开挖，并要求边挖边撑，以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成型后，逐步将临时支撑撤换下来，代之以整体式厚衬砌作为永久性支护。常用的开挖方法有很多，主要要上下导洞开挖法和下导洞扩大开挖法两种。

（ 2 ）新奥法

新奥法开挖是利用岩体力学理论，以维护和利用围岩自承受能力为基点，采用锚喷为主要支护手段及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的监控量测来指导隧道工程施工的方法，其基本原则为少扰动、早锚喷、勤量测、紧封闭。

目前常用的是新奥法施工技术，采用光面爆破进行洞身开挖，根据隧道洞身围岩、洞身埋深、洞身上部地形以及机械设备等情况，合理确定隧道洞身开挖方法。

在定额章节说明 “ 隧道开挖定额按照一般凿岩机钻爆法施工的开挖方法进行编制。 ”

光面爆破是由开挖面中部向轮廓面顺序依次起爆，设计轮廓线周边布置密集炮孔，采用不耦合装药或装填第威力炸药，最后同时起爆，震动小并形成平整轮廓面的爆破技术。

主要有全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法（ CD 法）、交叉中隔壁法（ CRD 法）、双侧壁导坑法等。

1 、全断面法 ：采用 设计 全断面一次开挖成形的 开挖 方法；

2 、 台阶法：将设计 开挖 断面分成上、下断面（ 或上 、中、下断面） 先 上后下 ， 分次开挖成形的 开挖 方法；

3 、环形 开挖留核心土法是先开挖上部环形导坑，并进行支护，再分部开挖两侧边墙 及 中部核心土的 开挖 方法；

4 、 中隔壁法（ CD 法 ） 是将 设计开挖断面分成左、右两个断面， 先 开挖隧道一侧，并施工中隔壁 竖向支撑 ，然后再开挖另一侧的 开挖 方法 ；

5 、 交叉中隔壁法（ CD 法 ） 是，将 设计开挖断面分成左、右两个断面， 先 按台阶法开挖隧道一侧，施工中隔壁 竖向支撑 ，再按台阶法开挖隧道另一侧 ，并 施工横隔板的开挖方法；

6 、 双侧壁导坑法 是 先 将 设计开挖断面分成左、 中 、右 三 个断面 ， 先开挖隧道两侧 断面 ，并施工隔离墙竖向支撑，再分部开挖 中间断面 的 开挖 方法。

2 、变形量

隧道周边围岩 变形量不仅随 围岩 类别、水文地质 和 隧道宽度 不同 而异，而且与施工方法 、 初期支护、辅助工程措施等密切 相关 ， 因此施工中需要根据现场监测数据及时调整，以防实际 变形 量远小于预留变形量，造成开挖 浪费和 二次衬砌厚度增加过大或增加回填量。

3 、欠挖

隧道 开挖 应 严格控制欠挖 ， 每 1 m2 内 欠挖面积不宜大于 0.1 m2 ， 欠挖隆起量不得大于 50 mm ，拱脚、墙 脚 以上 1 m 范围内及净空图折角对应位置严禁欠挖。

4 、最大超挖值

隧道 开挖难免有超挖，超 挖 过多，出渣量和衬砌量增多而提高工程造价，因此 宜 减少超挖，不同围岩地质条件下超挖控制值如下计算 。

最大 超挖 值指 最大超挖处至 设计 开挖轮廓 切线 的垂直距离 。其中 拱部超挖控制值比边墙、仰拱、隧 底 较大。

超挖 后回填应密实，通常沿设计轮廓线均匀超挖，有钢架时，可采用喷射混凝土回填或增大钢架支护断面尺寸 ，使钢架贴近 开挖轮廓，二次衬砌时可以 二次 衬砌混凝土回填；局部超挖量不超过 200 mm 时，宜采用喷射混凝土回填密实；边墙部位超挖，可采用混凝土或片石混凝土回填。

5 、工程数量

（ 1 ） 章节第 3 条“ 开挖定额中已综合考虑 超挖及预留变形 因素 ”。

（ 2 ） 第 1 节洞身工程的第 10 条“ 洞身开挖、出渣工程量按设计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，包含洞身及所有附属洞室的数量， 定额中已考虑超挖因素，不得将超挖数量计入工程量。 ”     

  一而再，再而三的强调开挖定额已考虑超挖因素，不得将超挖数量计入工程量，那么其工程量到底如何计算？

（ 3 ）洞身开挖 按设计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算 ，也就是说是设计内轮廓线 + 二次衬砌 + 初期 支护 。很多 人说初期支护 到底 算不算衬砌，根据我们常规的叫法，模筑衬砌称为二次衬砌，因此，初期支护也属于衬砌。

“ 隧道 衬砌结构包括 喷锚衬砌和模筑混凝土衬砌 。 喷锚衬砌也称喷锚支护，在复合式衬砌结构中，通常 称为初期 支护；模筑混凝土衬砌在复合式衬砌结构中通常称为二次衬砌。 ”

（ 4 ） 工程量清单计量规则

根据 18 清单， 503-1-a 洞身开挖（不含竖井、斜井）工程量计量规则为：依据图纸所示成洞断面（不计允许超挖值及预留变形量的设计净断面）计算开挖体积，不分围岩级别，只区分为土方和石方，以立方米为单位计量。

隧道开挖中的 超挖及预留变形量 在计量和计价中的原则是一致的， 即不能计量，也不能在定额中计算工程数量。

边沟、电缆沟及边墙基础也同时开挖。