公路隧道簡介ppt課件

公路隧道 沈陽市政 SHENYANGMUNICIPAL 公路隧道 一 隧道定義及分類 1 1隧道的定義隧道 是一種修建在地下的工程建筑物 修建在地下 兩端有出入口 供車輛 行人 水流及管線等通過的通道 在保留上部地層的前提下開挖出能夠提供某種用途的地下空間 隧道及地下工程 從事研究和建造各種隧道及地下工程的規(guī)劃 勘測 設計 施工和養(yǎng)護的一門應用科學和工程技術 是土木工程的一個分支 也指在巖體或土層中修建的通道和各種類型的地下建筑物 一 隧道的定義及分類 1 2隧道的分類 用途分類 交通運輸 鐵路 道路 地鐵 水底隧道 礦山 市政工程 地下人行道 地下商場 給排水設施 天然氣管道 電纜管道 水利發(fā)電工程 軍工與人防工程 地層分類 巖石 軟 硬 隧道 土質隧道 所處位置分類 山嶺隧道 城市隧道 水底隧道 斷面分類 圓形隧道 矩形隧道 馬蹄形隧道 開挖斷面分類 特大斷面 100m2 大斷面 50 100m2 中等斷面 10 50m2 小斷面 3 10m2 極小斷面 3m2 一般大于2平方 這是按國際隧道協(xié)會 ITA InternationalTunnelAssociation 的定義數值劃分的 一 隧道的定義及分類 一 隧道的定義及分類 長度分類 鐵路 特長隧道L 10000m長隧道10000 L 3000m中長隧道3000 L 500m短隧道L 500m 公路 特長隧道L 3000m長隧道3000 L 1000m中長隧道1000 L 500m短隧道L 500m 公路隧道 二 新奧法概念 二 新奧法概念 礦山法礦山法 minetunnellingmethod 指的是用開挖地下坑道的作業(yè)方式修建隧道的施工方法 礦山法是一種傳統(tǒng)的施工方法 它的基本原理是 隧道開挖后受爆破影響 造成巖體破裂形成松弛狀態(tài) 隨時都有可能坍落 基于這種松弛荷載理論依據 其施工方法是按分部順序采取分割式一塊一塊的開挖 并要求邊挖邊撐以求安全 所以支撐復雜 木料耗用多 隨著噴錨支護的出現 使分部數目得以減少 并進而發(fā)展成新奧法 二 新奧法概念 新奧法 NewAustrianTunnellingMethod 全稱是新奧地利隧道工程方法 縮寫為NATM 利用圍巖本身所具有的承載效能的前提下 采用毫秒爆破和光面爆破技術開挖施工 并以形成復合式內外兩層襯砌來修建隧道的洞身 即以網 錨 噴 鋼支撐等為外層支護形式 稱為初次柔性支護 采用初次噴錨柔性支護的作用是使圍巖體自身的承載能力得到最大限度的發(fā)揮 第二次襯砌主要是起安全儲備和裝飾美化作用 新奧法施工基本原理 充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用 采用以錨桿和噴射混凝土為主要支護手段 及時對圍巖進行加固 約束圍巖的松弛和變形 并通過對圍巖和支護結構的監(jiān)控 測量來指導施工 可概括為 少擾動 早噴錨 快封閉 勤測量 十二字方針 二 新奧法概念 淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法 繼1984年王夢恕院士在軍都山隧道黃土段試驗成功的基礎上 結合中國特點及水文地質系統(tǒng) 創(chuàng)造了小導管超前支護技術 8字型網構鋼拱架設計 制造技術 正臺階環(huán)形開挖留核心土施工技術和變位進行反分析計算的方法 提出了 管超前 嚴注漿 短進尺 強支護 早封閉 勤量測 18字方針 少擾動 早噴錨 快封閉 勤測量 突出時空效應對防塌控變的重要作用 提出在軟弱地層快速施工的理念 淺埋暗挖法沿用新奧法基本原理 初次支護按承擔全部基本荷載設計 二次模筑襯砌作為安全儲備 初次支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載 公路隧道 三 隧道常見工法介紹 三 隧道常見工法介紹 從施工造價及施工速度考慮 施工方法的選擇順序為 全斷面法 臺階法 環(huán)形開挖留核心土法 中隔壁法 CD法 交叉中壁法 CRD法 雙側壁導坑法 從施工安全角度考慮 其選擇順序應反過來 全斷面法 全斷面開挖法就是按照設計輪廓一次爆破成形 然后修建襯砌的施工方法 三 隧道常見工法介紹 臺階法施工 臺階法是先開挖上半斷面 待開挖至一定長度后同時開挖下半斷面 上 下半斷面同時并進的施工方法 按臺階長短有長臺階 短臺階和超短臺階三種 近年由于大斷面隧道的設計 又有三臺階法 甚至多臺階法 三 隧道常見工法介紹 三臺階七步開挖法是以弧形導坑開挖留核心土為基本模式 分上 中 下三個臺階七個開挖面 各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開 平行推進的隧道施工方法 三 隧道常見工法介紹 三 隧道常見工法介紹 中隔壁法 CD法 CD法是在軟弱圍巖大跨度隧道中 先開挖隧道的一側 并施作中隔壁 然后再開挖另一側的施工方法 主要應用于雙線隧道 級圍巖深埋硬質巖地段以及老黃土隧道 級圍巖 地段 三 隧道常見工法介紹 三 隧道常見工法介紹 交叉中隔壁法 CRD法 交叉中隔壁法是在軟弱圍巖大跨度隧道中 先開挖隧道一側的一或二部分 施作部分中隔壁和橫隔板 再開挖隧道另一側的一或二部分 完成橫隔板施工 然后再開挖最先施工一側的最后部分 并延長中隔壁 最后開挖剩余部分的施工方法 采用短臺階法難確保掌子面的穩(wěn)定時 宜采用分部尺寸小的CRD法 該工法對控制變形是比較有利的 三 隧道常見工法介紹 三 隧道常見工法介紹 CD法與CRD法的比較 三 隧道常見工法介紹 雙側壁導坑法一般將斷面分成四塊 左 右側壁導坑 上部核心土和下臺階 其原理是利用兩個中隔壁把整個隧道大斷面分成左中右3個小斷面施工 左 右導洞先行 中間斷面緊跟其后 初期支護仰拱成環(huán)后 拆除兩側導洞臨時支撐 形成全斷面 兩側導洞皆為倒鵝蛋形 有利于控制拱頂下沉 三 隧道常見工法介紹 三 隧道常見工法介紹 簡單總結 越復雜的工法 每次開挖的工作面越小 支護結構越多 超前和錨噴結構越復雜 優(yōu)先減少開挖的斷面 例如三臺階七步法 在滿足不了施工的情況下加強支護 結合十八字方針 管超前 嚴注漿 短進尺 強支護 早封閉 勤量測 主要針對的是 短進尺 強支護 結合著 管超前 嚴注漿 公路隧道 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 管棚施工 管棚法或稱傘拱法 是地下結構工程淺埋暗挖時的超前支護結構 其實質是在擬開挖的地下隧道或結構工程的襯砌拱圈隱埋弧線上 預先鉆孔并安設慣性力矩較大的厚壁鋼管 起臨時超前支護作用 防止土層坍塌和地表下沉 以保證掘進與后續(xù)支護工藝安全運作 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 鉆爆施工要求 按設計要求開挖出斷面 石碴塊度適中 拋擲范圍相對集中 便于裝碴運輸 鉆眼工作量少 掘進速度快 少占作業(yè)循環(huán)時間 減小對圍巖的震動破壞 以保證圍巖的穩(wěn)定 減少對施工用機具設備及支護結構的破壞 減少對周圍環(huán)的破壞 四 隧道結構組成 鉆孔設備 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 炮眼常見種類及布置掏槽眼 針對隧道開挖爆破只有一個臨空面的特點 為提高爆破效果 宜先在開挖斷面的適當位置布置幾個掏槽眼輔助眼 位于掏槽眼和周邊眼之間的炮眼 周邊眼 沿隧道周邊布置的炮眼成為周邊眼 四 隧道結構組成 光面爆破 是通過正確確定周邊眼的各爆破參數 使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊 最大限度地減輕爆破對周圍巖體的震動和破壞 盡可能維持圍巖原有的完整性和穩(wěn)定性的爆破技術 預裂爆破 實際是光面爆破的一種 原理相同 爆破順序不同 光爆起爆順序 掏槽眼 輔助眼 周邊眼 底板眼預裂爆破順序 周邊眼 輔助眼 掏槽眼 底板眼 四 隧道結構組成 光面爆破效果圖 炮眼保存率為50 80 四 隧道結構組成 隧道簡易斷面圖 四 隧道結構組成 初期支護 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 洞內超前管棚支護洞內 四 隧道結構組成 支護結構連接板 四 隧道結構組成 仰拱施工 為改善上部支護結構受力條件而設置在隧道底部的反向拱形結構 是隧道結構的主要組成部分之一 通俗解釋為向上仰的拱 四 隧道結構組成 仰拱的工藝流程 四 隧道結構組成 二襯 是相對初次柔性支護來說的 主要起到安全貯備及裝飾美化作用 四 隧道結構組成 襯砌臺車 四 隧道結構組成 防水處理 排水盲管的原理通過二襯澆筑時利用預先埋入的盲管使襯砌背后有流水通道 四 隧道結構組成 防水處理防水處理防水板預留蓬松度是為防止防水板鋪掛過緊導致澆筑砼漲裂防水板 四 隧道結構組成 綁扎鋼筋綁扎鋼筋主要控制鋼筋的排距及鋼筋的保護層 四 隧道結構組成 臺車定位及支模臺車 四 隧道結構組成 洞門定義 在隧道洞口用圬工砌筑并加以一定建筑裝飾的支擋結構物 洞門作用 減少洞口土石方開挖量 穩(wěn)定邊坡 引離地表流水 裝飾洞口 四 隧道結構組成 洞門分類 洞口環(huán)框式洞門 四 隧道結構組成 端墻式洞門 適于地形開闊 巖質基本穩(wěn)定的 級圍巖 四 隧道結構組成 翼墻式洞門 適用于山體縱向推力較大 洞口地質較差的 級及以上的圍巖 增加洞門的抗滑動和抗傾覆能力 四 隧道結構組成 柱式洞門 適用于地形較陡 地質條件較差 仰坡可能下滑 而又受地形或地質條件限制 不能設置翼墻時 四 隧道結構組成 臺階式洞門 適于傍山側坡地區(qū) 洞門一側邊坡較高時 四 隧道結構組成 削竹式洞門 削竹式在公路隧道中被普遍使用 適用于洞口段有較長的明洞襯砌 由于洞門背后一定范圍內是以回填土為主 山體的推滑力不大 地形相對比較對稱和不太陡峻 四 隧道結構組成 四 隧道結構組成 明洞 明挖法修建的隧道 五 隧道一般概念名詞解釋 五 隧道一般概念名詞解釋 五 隧道一般概念名詞解釋 隧道凈空與限界 隧道凈空 隧道襯砌內輪廓線所包圍的空間 根據 隧道建筑限界 確定的 隧道建筑限界 為了保證隧道內各種交通的正常運行與安全 而規(guī)定在一定寬度和高度范圍內不得有任何障礙物的空間范圍 五 隧道一般概念名詞解釋 埋置深度embedmentdepth depthoftunnel隧道內軌頂面 topface 至地表面的垂直距離 簡稱埋深 隧道斷面tunnelcross section tunnelsection與線路方向垂直的隧道橫斷面輪廓 五 隧道一般概念名詞解釋 導坑 因隧道斷面較大或因圍巖條件差 采用全斷面開挖困難 而在隧道開挖斷面內超前開挖中小斷面的坑道 稱為導坑或導洞 斜井 指在垂面上按一定傾斜角度開挖的地下通道 其作用是增加作業(yè)面 通風道 排水道 逃生道 豎井 指垂直開挖的坑道