隧道工程施工.方法

.高鐵3104第三組、隧道施工、成員：王博聞廉瑤宋文遠(yuǎn)王波楊柩王鵬、綱要、輔助坑道、1 .輔助坑道概念：為改善隧道內(nèi)排水、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)仁┕l件和增設(shè)挖掘面而設(shè)的隧道、連接坑道。 2 .輔助坑道的形式：橫洞、平行導(dǎo)坑、斜井、豎井等3 .在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)地形不同，隧道輔助坑道也不與主隧道平行，而是垂直或與其他方式連通。 即使采用這樣的方案，作用也是為了除渣換氣。 選擇輔助礦井的適宜與否，會(huì)影響其作用的發(fā)揮，因此在選擇輔助礦井時(shí)應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度，綜合考慮永久通風(fēng)道、工期要求、地形條件、地質(zhì)及水文地質(zhì)狀況、廢物場(chǎng)所、裝備工程機(jī)械、經(jīng)濟(jì)等方面。 其截面尺寸取決于地質(zhì)和施工需要，機(jī)械情況，一般不應(yīng)過(guò)大。隧道輔助坑道分為兩部分，一部分是利用輔助坑道加快生長(zhǎng)隧道施工進(jìn)度(即兩側(cè)開(kāi)挖工作面直至相應(yīng)距離，縮短施工時(shí)間)。 開(kāi)挖長(zhǎng)隧道需要隧道輔助坑道，在長(zhǎng)隧道前面開(kāi)挖，后面打設(shè)，前面的砂土不能運(yùn)出，需要與主隧道平行地打開(kāi)輔助坑道，在一定距離內(nèi)橫道與主隧道連通，主隧道的砂土遠(yuǎn)離輔助坑道，影響后面的主隧道的打設(shè)等施工.一、橫洞、橫洞：通常來(lái)說(shuō)，是從這條隧道通往平行另一條隧道的坑道。 特點(diǎn)：橫洞短，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，地形允許，應(yīng)優(yōu)先考慮。 橫洞還有另一個(gè)重要的作用。 主隧道形成橫穿通道和輔助坑道循環(huán)的通風(fēng)道，使隧道的通風(fēng)順暢。二、橫通道配置1、橫通道的方向：隧道的中線(xiàn)交角一般為40度至45度的2、間距： 120度至180度設(shè)置順向橫通道，每隔600800m設(shè)置逆向橫通道。三、橫洞工程開(kāi)挖：與隧道工程相同。 支護(hù)：一般采用錨桿支護(hù)，與隧道交接加強(qiáng)支護(hù)的襯砌：部分或全部襯砌。二，平行坑，定義：隧道和平坦坑道。 多用于成長(zhǎng)越嶺隧道。一、平導(dǎo)的適用條件1、長(zhǎng)度在3000m以上，不得采用其他輔助礦井2、有大量地下水和氣體。 二、平導(dǎo)作用一、先進(jìn)掘進(jìn)可進(jìn)行地質(zhì)勘察的地質(zhì)勘察二、增加正洞工作面，加快施工速度。 3、鐵路線(xiàn)路有線(xiàn)規(guī)劃時(shí)，可增加線(xiàn)施工速度。 4、通風(fēng)效果好，有利于構(gòu)成巷道式通風(fēng)系統(tǒng)的5、排水、主要運(yùn)輸巷道。三、平導(dǎo)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1 )平導(dǎo)一般設(shè)置在地下水流經(jīng)隧道的一側(cè)，有利于平導(dǎo)排水2 )初孔時(shí)，500m左右不設(shè)置橫通道，然后，初孔時(shí)，500m左右不設(shè)置橫通道，之后，每120180m設(shè)置橫通道，使運(yùn)輸變得容易。 橫向通道和120180m設(shè)置橫向通道，運(yùn)輸方便。 橫向通道與隧道中線(xiàn)交角40隧道中線(xiàn)交角4050； 3 )一般不建造襯里4 )平導(dǎo)應(yīng)該進(jìn)行空穴導(dǎo)坑的兩個(gè)橫通道以上的間距5 )平導(dǎo)一般采用有軌運(yùn)輸。東秦嶺隧道、三、斜井、斜井定義：在隧道側(cè)面上開(kāi)挖的與之相連的傾斜坑道。 一、適用條件1、隧道長(zhǎng)而不深2、可以利用地面有低洼地形的情況。二、斜井的設(shè)計(jì)1 .斜井由井口車(chē)場(chǎng)、井身、井底車(chē)場(chǎng)組成。 2 .斜井的長(zhǎng)度不得超過(guò)200米。 否則工程成本高，運(yùn)輸性能低下，在選擇長(zhǎng)斜井方案時(shí)要比較經(jīng)濟(jì)技術(shù)。 斜井井口的位置不得設(shè)置在洪水淹沒(méi)的地方。 井口段應(yīng)建造襯砌，其他部分根據(jù)地質(zhì)條件和是否作為永久通風(fēng)道等條件決定是否建造永久襯砌。 三。 施工期間應(yīng)做井口防排水工程，嚴(yán)防洪水。、三、斜井工程注意事項(xiàng)1、開(kāi)挖：與隧道相同，但注意的方向應(yīng)與斜井傾角一致；有軌運(yùn)輸2、運(yùn)輸：采用有軌運(yùn)輸3、支護(hù)：噴錨支護(hù)襯砌：井口段須修建襯砌， 其馀部分取決于地質(zhì)條件和是否為永久通風(fēng)道等條件4，提升機(jī)械：卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引斗車(chē)提升區(qū)域：從井底車(chē)場(chǎng)起點(diǎn)到井口車(chē)場(chǎng)起點(diǎn)，豎井，一、定義：豎井是與在隧道上方或單側(cè)上方挖掘的隧道相連的垂直坑道。 二、適用條件：復(fù)蓋層薄、長(zhǎng)隧道或中間適當(dāng)位置復(fù)蓋層不厚，因此設(shè)備提高，施工過(guò)程中需要增加工作面時(shí)，可以利用豎井增加工作面的方案。 豎井的深度通常為150m以下，豎井的位置通?？梢栽O(shè)置在隧道一側(cè)、離隧道的距離通常為1525m之間(圖8-8 )或者上方(圖8-9 )。 豎井設(shè)置在隧道側(cè)時(shí)，施工安全，干擾小，但通風(fēng)效果差的豎井設(shè)置在隧道正上方時(shí)，通風(fēng)效果好，成本低，方便快捷，施工干擾大，施工中不太安全。 圓形截面能承受較大的地層壓力，也適合作為永久通風(fēng)道，因此多采用圓形截面的矩形截面利用率高，施工方便，但受力條件差，常用于在壓力低的圍巖上建造臨時(shí)豎井和簡(jiǎn)易豎井。圖8-8、圖8-9、豎井位置、截面形狀應(yīng)綜合考慮施工要求、通風(fēng)、永久通風(fēng)道等因素決定。 施工中井口、井底需要采取必要的安全措施，施工時(shí)發(fā)生事故的隧道建設(shè)后的輔助坑道處理：隧道貫通后，豎井和斜井無(wú)用。 可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求或作為通風(fēng)道關(guān)閉。 作為復(fù)線(xiàn)的備用，即先挖小斷面，配合主線(xiàn)大斷面的施工，幾年后施工復(fù)線(xiàn)時(shí)可擴(kuò)展為相應(yīng)大小的斷面。隧道施工技術(shù)、新奧法的概念，新奧法利用圍巖自身的承載性能，采用毫秒爆破和光面爆破技術(shù)，進(jìn)行全斷面開(kāi)挖施工，形成復(fù)合式內(nèi)外雙層襯砌建造隧道洞身，即混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐等稱(chēng)為外層支護(hù)形式，初次柔性支護(hù)新奧法與傳統(tǒng)隧道施工中厚壁混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)松動(dòng)圍巖的理論不同，將巖體視為連續(xù)介質(zhì)，在粘彈、塑性理論指導(dǎo)下，在巖體上挖隧道后，從圍巖變形到巖體破壞具有時(shí)間效應(yīng)。 及時(shí)構(gòu)建柔軟、薄壁、可與圍巖緊密接觸的噴射混凝土和錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)圍巖天然承載力，以圍巖本身為支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成堅(jiān)固支護(hù)環(huán)，新奧法施工工程，新奧法施工的主要原則，(1)充分保護(hù)圍巖，減少對(duì)圍巖的干擾。 (2)充分發(fā)揮圍巖的自承能力。 (3)盡快關(guān)閉支護(hù)結(jié)構(gòu)。 (4)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。 簡(jiǎn)要概括為“少點(diǎn)干擾，快點(diǎn)拋錨，快點(diǎn)封閉，頻繁測(cè)量”，新奧法施工的特點(diǎn)，1及時(shí)性新奧法施工以采用氣錨為主要手段，最大限度地趕上鉆井工作面，利用鉆井工程面的時(shí)空效應(yīng)，限制支護(hù)前的變形發(fā)展阻止圍巖進(jìn)入松動(dòng)狀態(tài)，必要時(shí)可進(jìn)行先進(jìn)的支護(hù)，并通過(guò)噴射混凝土的快速?gòu)?qiáng)度和全面粘結(jié)性保證了支護(hù)的即時(shí)性和有效性。 封閉性是氣錨支護(hù)及時(shí)施工且全面緊密接觸的支護(hù)，可有效防止水和風(fēng)化作用對(duì)圍巖的破壞和剝落，阻止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護(hù)原巖體的強(qiáng)度。 巷道開(kāi)挖后，圍巖在爆破作用下會(huì)產(chǎn)生新的裂縫，加上本來(lái)的地質(zhì)構(gòu)造上的裂縫，隨時(shí)都可能發(fā)生變形和崩塌。噴射混凝土支護(hù)高速向巖面充分填充周?chē)鷰r石的裂縫、節(jié)理和凹陷，大大提高了周?chē)鷰r石的強(qiáng)度。 (提高圍巖的凝聚力c和內(nèi)摩擦角)。 同時(shí)氣錨起到封閉圍巖的作用，隔斷水與空氣與巖層的接觸，裂縫填充物不軟化或解體，裂縫開(kāi)裂，圍巖不穩(wěn)定。 3粘結(jié)性錨桿可與周?chē)鷰r石全面粘結(jié)。 該粘結(jié)作用如下：聯(lián)鎖作用，由裂縫分割的巖塊粘結(jié)后，周?chē)袔r石的危巖活石滑落，會(huì)引起相鄰巖塊的聯(lián)鎖反應(yīng)，相繼喪失穩(wěn)定，帶來(lái)廣泛的推頂和單幫。 開(kāi)辟巷道后，如能立即進(jìn)行氣錨，氣錨的粘結(jié)力和剪切強(qiáng)度可以抵抗圍巖的局部破壞，防止個(gè)別威巖活石的滑落，保持圍巖的穩(wěn)定性。復(fù)和作用，即圍巖和支護(hù)構(gòu)成一個(gè)復(fù)合體(受力系統(tǒng))的共同支護(hù)圍巖。 氣錨在提高圍巖穩(wěn)定性和自身支撐能力的同時(shí)，形成了與圍巖共同作用的力學(xué)系統(tǒng)，具有將巖石載荷轉(zhuǎn)化為巖石承載結(jié)構(gòu)的作用，從根本上改變了支架消極負(fù)擔(dān)的弱點(diǎn)。 增加作用。 開(kāi)辟巷道后，立即繼續(xù)氣錨，平整圍巖表面凹凸，消除巖面不評(píng)價(jià)引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免過(guò)大應(yīng)力集中引起的圍巖破壞，同時(shí)使巷道周邊圍巖處于雙方受力狀態(tài)，提高圍巖的粘結(jié)力c和內(nèi)摩擦角，即提高圍巖的強(qiáng)度。 柔性氣錨是柔性薄支護(hù)，可與圍巖緊密結(jié)合作用。 氣錨具有一定的柔性，可與圍巖一起發(fā)生變形，在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū)，有效地控制圍巖塑性區(qū)的適度發(fā)展，充分發(fā)揮圍巖的自承能力。 另一方面，噴錨由于與圍巖的共同變形而被壓縮，圍巖產(chǎn)生越來(lái)越大的支撐反作用力，可以抑制圍巖產(chǎn)生過(guò)大的變形，防止圍巖的松動(dòng)破壞。新奧法的適用范圍：具有較長(zhǎng)自穩(wěn)定時(shí)間的中巖體較弱粘結(jié)的砂礫、砂礫和不穩(wěn)定的砂礫風(fēng)化的巖石可塑性粘土泥質(zhì)和灰?guī)r有硬粘土、有硬夾層的粘土雖然有些裂縫，但粘土巖體很少在非常高的初應(yīng)力場(chǎng)條件下， 堅(jiān)硬的巖石和可變硬的巖石，新奧法的缺點(diǎn)，實(shí)施不僅要求良好的施工組織和管理，對(duì)技術(shù)人員和測(cè)量人員也要求足夠的熟練，沒(méi)有的話(huà)容易出錯(cuò)的作業(yè)質(zhì)量關(guān)系到每個(gè)人的慎重操作。 掘出露出的地質(zhì)后，其狀態(tài)會(huì)立即發(fā)生變化，施工地質(zhì)相關(guān)人員來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)，要求發(fā)現(xiàn)問(wèn)題通過(guò)可控施工進(jìn)行測(cè)量，往往會(huì)給施工帶來(lái)不便容易受到干式噴霧的灰塵和化學(xué)藥品的損害，必須加強(qiáng)防護(hù)。 特別是眼睛的防護(hù)，濕噴霧雖然可以避免這個(gè)缺點(diǎn)，但是在同樣的條件下不像干噴霧那樣有效的支撐巖體。礦山法來(lái)源于老礦區(qū)下工程采用的方法。 因?yàn)樗?jīng)常與鉆井、爆破技術(shù)聯(lián)系在一起，所以有時(shí)也將礦山法稱(chēng)為鉆井法。 一般將置于巖