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【摘要】本文结合庆兴隧道施工实例，根据情况，对该隧道明洞及洞口部分采用挖掘机开挖，洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留心土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施，分别总结隧道各部分的开挖实践，旨在能为同类工程提供参考借鉴。
【关键词】隧道施工；隧道开挖；洞口开挖；全断面法
1.工程概况
本工程庆兴隧道从莽王河附近进洞，至清水沟出洞，沟两侧直壁，隧道最大埋深约110m，最小埋深约16m。隧道起迄里程DK691+253～DK701+493，全长10240m，设计为一座双线黄土隧道。除隧道出口524.2m位于半径为2800m的曲线上外，其余地段均位于直线上。隧道洞身位于3.0‰、5.1‰、4.8‰单面上坡上。根据情况，明洞及洞口部分采用挖掘机开挖，人工配合修边；下穿公路浅埋段采用大管棚法超前支护、改移公路后按交叉中隔壁（CRD）开挖法施工；洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留心土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施。
2.隧道洞口开挖技术
2.1 洞口开挖施工。本隧道出口洞口施工采用挖掘机按设计开挖线自上而下分分层开挖，人工配合刷坡修边。隧道明洞23m段土体开挖时，自洞口向里12m段挖至路肓标高位置，剩下11m段采用6m斜坡道加5m长平台方式至明暗洞分界面，暗洞拱顶设计开挖线下50cm为土体平台顶面，平台宽根据暗洞断面宽度确定，横向两侧向下按1：0.3放坡后再增设平台，以此作为管棚施工作业面。
2.2 洞口下穿既有公路开挖施工。本隧道出口下穿既有公路段采用大管棚超前支护、公路临时向里改移绕行的方案，待该段下部隧道衬砌完成后，再恢复该段既有公路通行。同时为了有效地保证大管棚施工质量，结合出口暗洞进洞方案，在紧贴明暗分界面及明洞上部设置长2m、厚0.5m套拱稳定边仰坡，并作为大管棚的导向墙，在前面洞口及明洞段土方，自上而下開挖至暗洞拱顶设计开挖线下50cm时预留核心土平台，横向再分台阶向下开挖，直至起拱线，台阶坡比1：0.3。套拱（50cm厚）范围外明暗交接面按1：0.3坡比开挖，套拱范围内开槽按垂直面开挖。明洞边坡随同明暗交接面一起向下开挖至起拱线处。
2.3 洞口Ⅴ级围岩浅埋段开挖施工。本隧道出口洞口DK701+454~+470段长16m为Ⅴ级围岩浅埋段，同时上部有公路通过。考虑国防及地震设防要求，设计采用Ⅴ级围岩加强衬砌，钢筋混凝土结构。全断面设置I20b型钢钢架，间距0.6m一榀，拱部设置φ42小导管预加固地层，小导管环向间距50cm，长3.5m，纵向2.4m/环。为保证施工安全，经过方案比选，采用交叉中隔壁（CRD）法开挖施工。在大管棚及改移道路完工后，开始进暗洞施工。先挖除套拱下部分核心土至断面起拱线上1.2m处，重新填筑临时斜坡道至核心土平台顶，组织好人员、设备机具，严格按CRD法工序步骤施工，各分部开挖每循环进尺60cm，坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则。
3.隧道洞身开挖技术
3.1 洞身Ⅴ级围岩开挖施工。隧道洞身DK698＋310~+360段长50m下穿沟谷，洞顶埋深浅，洞身地层为老黄土，为V级围岩，经研究决定采用预留核心土短台阶七部开挖法。开挖施工时取台阶长3~6m，整个隧道断面分成七个开挖面，从前后七个不同位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，，逐步向纵深推进。实施过程中，始终将上中下台阶预留土中部4m范围修整成斜坡道。中、下台阶左右边墙每次最多只得开挖2榀（1.2m），且左右错开不得小于3m。仰拱落底开挖每次不得超过6m，掌子面距已成环仰拱不得超过30m，距二衬不得超过60m。
3.2 洞身Ⅳ级围岩开挖施工。隧道出口段洞身绝大部分位于Ⅳ级围岩，设计采用Ⅳ级围岩衬砌和加强衬砌，钢筋混凝土结构。初期支护拱墙设置格栅钢架，加强段拱墙设I16型钢钢架，间距均为1榀/1.2m。开挖施工时根据土层岩性特征，采用上弧导预留核心土台阶分部开挖，上弧导一次性开挖至超拱线处，下台阶拉中槽斜坡道后，前后错开3m距离开挖左右边墙至墙底，及时按设计要求进行初期支护。左右边墙初期支护完成后，最后落底开挖仰拱，及时浇筑仰拱及填充混凝土封闭成环。
4.隧道斜井开挖技术
4.1 斜井的开挖方法。本隧道斜井口开挖方法和出口洞口相似，根据现场地形地质情况，必要时对井口仰坡进行临时喷锚防护。斜井洞身采用环形开挖预留核心土法，Ⅳ级围岩无仰拱段一次性开挖至墙底，Ⅴ级围岩有仰拱地段分部开挖。
4.2 斜井与正洞交叉口施工方法
（1）斜井挖至正洞必须采取过渡方案。斜井钢架拱部中心位置采用设计间距，右侧采用缩小间距，左侧采用扩大间距，缩小和扩大的尺寸根据计算确定。要求在最后15榀钢架调整到位，最后一榀拱架和正洞平行，其他支护参数按设计进行。
（2）斜井衬砌完成后，在其端头拱顶沿主洞纵向预埋一根I28b型钢托梁，两端安设I25b型立柱支撑至主洞墙底，为防基底承载力不够导致支护下沉，先夯实基底，立柱底部加焊30*20*2cm钢板，另加提前预制的钢筋混凝土垫块。钢托梁上部间距1.2m焊接30*20*2cm厚钢板，以解决交叉口段主洞钢拱架落点问题。
（3）采用装载机在斜井底20m范围临时修筑一条8%的斜坡道，自坡道进入交叉口处主洞上断面（起拱线上1m处）。挑顶施工时，挖机停在斜井范围内，先沿垂直主洞方向，居中开挖一条底宽2.4m、顶宽3.6m、高3.6m、两侧坡比1：0.3的过道至隧道1/3处。然后挖机自交叉口开始按设计开挖面进行挑顶开挖，谨慎缓慢向前推进。
（4）交叉口正洞上断面半幅挑顶完成后，立即对开挖面初喷5cm厚混凝土，减少围岩暴露时间。挖机进入过道，向正洞主攻方向半环形开挖1m左右，在距设计开挖拱顶1.6m处预留核心土平台，核心土靠托梁侧再放坡向下开挖，并预留足够的支护工作面。
（5）在左幅支护下，开挖正洞上断面拱顶过道，紧接着挑顶开挖拱部弧面至拱脚处。开挖过程中严禁扰动已支护临时支撑。人工修边后，立即初喷4cm厚混凝土临时封闭。。
（6）在拱顶支护下，开挖正洞上断面右幅过道，紧接着挑顶开挖右侧弧面至拱脚处（设计起拱线上1m处）。开挖过程中严禁扰动已支护临时支撑。采用环向开挖预留核心土开挖法向主攻方向开挖支护10m后，正洞副攻方向开始按相同方法开挖。落底施工采用跳马口半幅开挖法，马口长度2.4m，以隧道中心线为界，先开挖右半幅下断面，接长边墙钢架至墙底，进行锚、网、喷初期支护。然后跳马口开挖左半幅下断面，接长边墙钢架至墙底，进行锚、网、喷初期支护。斜井交叉口段正洞全断面支护封闭成环形成受力结构，为下步主洞正常快速开挖施工创造了良好的安全条件。
5.结语
通过结合庆兴隧道施工实例，对该隧道洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留心土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施，分别总结隧道上述各部分的开挖实践，为同类工程提供参考借鉴。
【关键词】隧道施工；隧道开挖；洞口开挖；全断面法
1.工程概况
本工程庆兴隧道从莽王河附近进洞，至清水沟出洞，沟两侧直壁，隧道最大埋深约110m，最小埋深约16m。隧道起迄里程DK691+253～DK701+493，全长10240m，设计为一座双线黄土隧道。除隧道出口524.2m位于半径为2800m的曲线上外，其余地段均位于直线上。隧道洞身位于3.0‰、5.1‰、4.8‰单面上坡上。根据情况，明洞及洞口部分采用挖掘机开挖，人工配合修边；下穿公路浅埋段采用大管棚法超前支护、改移公路后按交叉中隔壁（CRD）开挖法施工；洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留心土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施。
2.隧道洞口开挖技术
2.1 洞口开挖施工。本隧道出口洞口施工采用挖掘机按设计开挖线自上而下分分层开挖，人工配合刷坡修边。隧道明洞23m段土体开挖时，自洞口向里12m段挖至路肓标高位置，剩下11m段采用6m斜坡道加5m长平台方式至明暗洞分界面，暗洞拱顶设计开挖线下50cm为土体平台顶面，平台宽根据暗洞断面宽度确定，横向两侧向下按1：0.3放坡后再增设平台，以此作为管棚施工作业面。
2.2 洞口下穿既有公路开挖施工。本隧道出口下穿既有公路段采用大管棚超前支护、公路临时向里改移绕行的方案，待该段下部隧道衬砌完成后，再恢复该段既有公路通行。同时为了有效地保证大管棚施工质量，结合出口暗洞进洞方案，在紧贴明暗分界面及明洞上部设置长2m、厚0.5m套拱稳定边仰坡，并作为大管棚的导向墙，在前面洞口及明洞段土方，自上而下開挖至暗洞拱顶设计开挖线下50cm时预留核心土平台，横向再分台阶向下开挖，直至起拱线，台阶坡比1：0.3。套拱（50cm厚）范围外明暗交接面按1：0.3坡比开挖，套拱范围内开槽按垂直面开挖。明洞边坡随同明暗交接面一起向下开挖至起拱线处。
2.3 洞口Ⅴ级围岩浅埋段开挖施工。本隧道出口洞口DK701+454~+470段长16m为Ⅴ级围岩浅埋段，同时上部有公路通过。考虑国防及地震设防要求，设计采用Ⅴ级围岩加强衬砌，钢筋混凝土结构。全断面设置I20b型钢钢架，间距0.6m一榀，拱部设置φ42小导管预加固地层，小导管环向间距50cm，长3.5m，纵向2.4m/环。为保证施工安全，经过方案比选，采用交叉中隔壁（CRD）法开挖施工。在大管棚及改移道路完工后，开始进暗洞施工。先挖除套拱下部分核心土至断面起拱线上1.2m处，重新填筑临时斜坡道至核心土平台顶，组织好人员、设备机具，严格按CRD法工序步骤施工，各分部开挖每循环进尺60cm，坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则。
3.隧道洞身开挖技术
3.1 洞身Ⅴ级围岩开挖施工。隧道洞身DK698＋310~+360段长50m下穿沟谷，洞顶埋深浅，洞身地层为老黄土，为V级围岩，经研究决定采用预留核心土短台阶七部开挖法。开挖施工时取台阶长3~6m，整个隧道断面分成七个开挖面，从前后七个不同位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，，逐步向纵深推进。实施过程中，始终将上中下台阶预留土中部4m范围修整成斜坡道。中、下台阶左右边墙每次最多只得开挖2榀（1.2m），且左右错开不得小于3m。仰拱落底开挖每次不得超过6m，掌子面距已成环仰拱不得超过30m，距二衬不得超过60m。
3.2 洞身Ⅳ级围岩开挖施工。隧道出口段洞身绝大部分位于Ⅳ级围岩，设计采用Ⅳ级围岩衬砌和加强衬砌，钢筋混凝土结构。初期支护拱墙设置格栅钢架，加强段拱墙设I16型钢钢架，间距均为1榀/1.2m。开挖施工时根据土层岩性特征，采用上弧导预留核心土台阶分部开挖，上弧导一次性开挖至超拱线处，下台阶拉中槽斜坡道后，前后错开3m距离开挖左右边墙至墙底，及时按设计要求进行初期支护。左右边墙初期支护完成后，最后落底开挖仰拱，及时浇筑仰拱及填充混凝土封闭成环。
4.隧道斜井开挖技术
4.1 斜井的开挖方法。本隧道斜井口开挖方法和出口洞口相似，根据现场地形地质情况，必要时对井口仰坡进行临时喷锚防护。斜井洞身采用环形开挖预留核心土法，Ⅳ级围岩无仰拱段一次性开挖至墙底，Ⅴ级围岩有仰拱地段分部开挖。
4.2 斜井与正洞交叉口施工方法
（1）斜井挖至正洞必须采取过渡方案。斜井钢架拱部中心位置采用设计间距，右侧采用缩小间距，左侧采用扩大间距，缩小和扩大的尺寸根据计算确定。要求在最后15榀钢架调整到位，最后一榀拱架和正洞平行，其他支护参数按设计进行。
（2）斜井衬砌完成后，在其端头拱顶沿主洞纵向预埋一根I28b型钢托梁，两端安设I25b型立柱支撑至主洞墙底，为防基底承载力不够导致支护下沉，先夯实基底，立柱底部加焊30*20*2cm钢板，另加提前预制的钢筋混凝土垫块。钢托梁上部间距1.2m焊接30*20*2cm厚钢板，以解决交叉口段主洞钢拱架落点问题。
（3）采用装载机在斜井底20m范围临时修筑一条8%的斜坡道，自坡道进入交叉口处主洞上断面（起拱线上1m处）。挑顶施工时，挖机停在斜井范围内，先沿垂直主洞方向，居中开挖一条底宽2.4m、顶宽3.6m、高3.6m、两侧坡比1：0.3的过道至隧道1/3处。然后挖机自交叉口开始按设计开挖面进行挑顶开挖，谨慎缓慢向前推进。
（4）交叉口正洞上断面半幅挑顶完成后，立即对开挖面初喷5cm厚混凝土，减少围岩暴露时间。挖机进入过道，向正洞主攻方向半环形开挖1m左右，在距设计开挖拱顶1.6m处预留核心土平台，核心土靠托梁侧再放坡向下开挖，并预留足够的支护工作面。
（5）在左幅支护下，开挖正洞上断面拱顶过道，紧接着挑顶开挖拱部弧面至拱脚处。开挖过程中严禁扰动已支护临时支撑。人工修边后，立即初喷4cm厚混凝土临时封闭。。
（6）在拱顶支护下，开挖正洞上断面右幅过道，紧接着挑顶开挖右侧弧面至拱脚处（设计起拱线上1m处）。开挖过程中严禁扰动已支护临时支撑。采用环向开挖预留核心土开挖法向主攻方向开挖支护10m后，正洞副攻方向开始按相同方法开挖。落底施工采用跳马口半幅开挖法，马口长度2.4m，以隧道中心线为界，先开挖右半幅下断面，接长边墙钢架至墙底，进行锚、网、喷初期支护。然后跳马口开挖左半幅下断面，接长边墙钢架至墙底，进行锚、网、喷初期支护。斜井交叉口段正洞全断面支护封闭成环形成受力结构，为下步主洞正常快速开挖施工创造了良好的安全条件。
5.结语
通过结合庆兴隧道施工实例，对该隧道洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留心土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施，分别总结隧道上述各部分的开挖实践，为同类工程提供参考借鉴。