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：為改善隧道內排水、通風、運輸?shù)仁┕l件和增設挖掘面而設的隧道、連接坑道。 2 .輔助坑道的形式：橫洞、平行導坑、斜井、豎井等3 .在實際應用中，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，會影響其作用的發(fā)揮，因此在選擇輔助礦井時應根據(jù)隧道長度，綜合考慮永久通風道、工期要求、地形條件、地質及水文地質狀況、廢物場所、裝備工程機械、經濟等方面。 其截面尺寸取決于地質和施工需要，機械情況，一般不應過大。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隧道施工進度(即兩側開挖工作面直至相應距離，縮短施工時間)。 開挖長隧道需要隧道輔助坑道，在長隧道前面開挖，后面打設，前面的砂土不能運出，需要與主隧道平行地打開輔助坑道，在一定距離內橫道與主隧道連通，主隧道的砂土遠離輔助坑道，影響后面的主隧道的打設等施工.一、橫洞、橫洞：通常來說，是從這條隧道通往平行另一條隧道的坑道。 特點：橫洞短，經濟實惠，地形允許，應優(yōu)先考慮。 橫洞還有另一個重要的作用。 主隧道形成橫穿通道和輔助坑道循環(huán)的通風道，使隧道的通風順暢。二、橫通道配置1、橫通道的方向：隧道的中線交角一般為40度至45度的2、間距： 120度至180度設置順向橫通道，每隔600800m設置逆向橫通道。三、橫洞工程開挖：與隧道工程相同。 支護：一般采用錨桿支護，與隧道交接加強支護的襯砌：部分或全部襯砌。二，平行坑，定義：隧道和平坦坑道。 多用于成長越嶺隧道。一、平導的適用條件1、長度在3000m以上，不得采用其他輔助礦井2、有大量地下水和氣體。 二、平導作用一、先進掘進可進行地質勘察的地質勘察二、增加正洞工作面，加快施工速度。 3、鐵路線路有線規(guī)劃時，可增加線施工速度。 4、通風效果好，有利于構成巷道式通風系統(tǒng)的5、排水、主要運輸巷道。三、平導的設計要點1 )平導一般設置在地下水流經隧道的一側，有利于平導排水2 )初孔時，500m左右不設置橫通道，然后，初孔時，500m左右不設置橫通道，之后，每120180m設置橫通道，使運輸變得容易。 橫向通道和120180m設置橫向通道，運輸方便。 橫向通道與隧道中線交角40隧道中線交角4050； 3 )一般不建造襯里4 )平導應該進行空穴導坑的兩個橫通道以上的間距5 )平導一般采用有軌運輸。東秦嶺隧道、三、斜井、斜井定義：在隧道側面上開挖的與之相連的傾斜坑道。 一、適用條件1、隧道長而不深2、可以利用地面有低洼地形的情況。二、斜井的設計1 .斜井由井口車場、井身、井底車場組成。 2 .斜井的長度不得超過200米。 否則工程成本高，運輸性能低下，在選擇長斜井方案時要比較經濟技術。 斜井井口的位置不得設置在洪水淹沒的地方。 井口段應建造襯砌，其他部分根據(jù)地質條件和是否作為永久通風道等條件決定是否建造永久襯砌。 三。 施工期間應做井口防排水工程，嚴防洪水。、三、斜井工程注意事項1、開挖：與隧道相同，但注意的方向應與斜井傾角一致；有軌運輸2、運輸：采用有軌運輸3、支護：噴錨支護襯砌：井口段須修建襯砌， 其馀部分取決于地質條件和是否為永久通風道等條件4，提升機械：卷揚機牽引斗車提升區(qū)域：從井底車場起點到井口車場起點，豎井，一、定義：豎井是與在隧道上方或單側上方挖掘的隧道相連的垂直坑道。 二、適用條件：復蓋層薄、長隧道或中間適當位置復蓋層不厚，因此設備提高，施工過程中需要增加工作面時，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置在隧道一側、離隧道的距離通常為1525m之間(圖8-8 )或者上方(圖8-9 )。 豎井設置在隧道側時，施工安全，干擾小，但通風效果差的豎井設置在隧道正上方時，通風效果好，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豎井和簡易豎井。圖8-8、圖8-9、豎井位置、截面形狀應綜合考慮施工要求、通風、永久通風道等因素決定。 施工中井口、井底需要采取必要的安全措施，施工時發(fā)生事故的隧道建設后的輔助坑道處理：隧道貫通后，豎井和斜井無用。 可以根據(jù)設計要求或作為通風道關閉。 作為復線的備用，即先挖小斷面，配合主線大斷面的施工，幾年后施工復線時可擴展為相應大小的斷面。隧道施工技術、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，進行全斷面開挖施工，形成復合式內外雙層襯砌建造隧道洞身，即混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐等稱為外層支護形式，初次柔性支護新奧法與傳統(tǒng)隧道施工中厚壁混凝土結構支護松動圍巖的理論不同，將巖體視為連續(xù)介質，在粘彈、塑性理論指導下，在巖體上挖隧道后，從圍巖變形到巖體破壞具有時間效應。 及時構建柔軟、薄壁、可與圍巖緊密接觸的噴射混凝土和錨桿支護結構保護圍巖天然承載力，以圍巖本身為支護結構的重要組成部分，圍巖與支護結構共同形成堅固支護環(huán)，新奧法施工工程，新奧法施工的主要原則，(1)充分保護圍巖，減少對圍巖的干擾。 (2)充分發(fā)揮圍巖的自承能力。 (3)盡快關閉支護結構。 (4)加強監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)指導施工。 簡要概括為“少點干擾，快點拋錨，快點封閉，頻繁測量”，新奧法施工的特點，1及時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空效應，限制支護前的變形發(fā)展阻止圍巖進入松動狀態(tài)，必要時可進行先進的支護，并通過噴射混凝土的快速強度和全面粘結性保證了支護的即時性和有效性。 封閉性是氣錨支護及時施工且全面緊密接觸的支護，可有效防止水和風化作用對圍巖的破壞和剝落，阻止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護原巖體的強度。 巷道開挖后，圍巖在爆破作用下會產生新的裂縫，加上本來的地質構造上的裂縫，隨時都可能發(fā)生變形和崩塌。噴射混凝土支護高速向巖面充分填充周圍巖石的裂縫、節(jié)理和凹陷，大大提高了周圍巖石的強度。 (提高圍巖的凝聚力c和內摩擦角)。 同時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，裂縫開裂，圍巖不穩(wěn)定。 3粘結性錨桿可與周圍巖石全面粘結。 該粘結作用如下：聯(lián)鎖作用，由裂縫分割的巖塊粘結后，周圍有巖石的危巖活石滑落，會引起相鄰巖塊的聯(lián)鎖反應，相繼喪失穩(wěn)定，帶來廣泛的推頂和單幫。 開辟巷道后，如能立即進行氣錨，氣錨的粘結力和剪切強度可以抵抗圍巖的局部破壞，防止個別威巖活石的滑落，保持圍巖的穩(wěn)定性。復和作用，即圍巖和支護構成一個復合體(受力系統(tǒng))的共同支護圍巖。 氣錨在提高圍巖穩(wěn)定性和自身支撐能力的同時，形成了與圍巖共同作用的力學系統(tǒng)，具有將巖石載荷轉化為巖石承載結構的作用，從根本上改變了支架消極負擔的弱點。 增加作用。 開辟巷道后，立即繼續(xù)氣錨，平整圍巖表面凹凸，消除巖面不評價引起的應力集中現(xiàn)象，避免過大應力集中引起的圍巖破壞，同時使巷道周邊圍巖處于雙方受力狀態(tài)，提高圍巖的粘結力c和內摩擦角，即提高圍巖的強度。 柔性氣錨是柔性薄支護，可與圍巖緊密結合作用。 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，圍巖產生越來越大的支撐反作用力，可以抑制圍巖產生過大的變形，防止圍巖的松動破壞。新奧法的適用范圍：具有較長自穩(wěn)定時間的中巖體較弱粘結的砂礫、砂礫和不穩(wěn)定的砂礫風化的巖石可塑性粘土泥質和灰?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力場條件下， 堅硬的巖石和可變硬的巖石，新奧法的缺點，實施不僅要求良好的施工組織和管理，對技術人員和測量人員也要求足夠的熟練，沒有的話容易出錯的作業(yè)質量關系到每個人的慎重操作。 掘出露出的地質后，其狀態(tài)會立即發(fā)生變化，施工地質相關人員來到現(xiàn)場，要求發(fā)現(xiàn)問題通過可控施工進行測量，往往會給施工帶來不便容易受到干式噴霧的灰塵和化學藥品的損害，必須加強防護。 特別是眼睛的防護，濕噴霧雖然可以避免這個缺點，但是在同樣的條件下不像干噴霧那樣有效的支撐巖體。礦山法來源于老礦區(qū)下工程采用的方法。 因為它經常與鉆井、爆破技術聯(lián)系在一起，所以有時也將礦山法稱為鉆井法。 一般將置于巖