隧道工程施工.方法PPT

1、高鐵3104 第三組組員 ：王博聞 廉瑤 宋文遠 王波 楊柯 王鵬提 綱橫洞橫洞豎井豎井平行導(dǎo)坑平行導(dǎo)坑斜井斜井輔助坑道輔助坑道u1.輔助坑道的概念：為改善隧道內(nèi)排水,通風(fēng),運輸?shù)仁┕l件和增辟開挖面而設(shè)置的與隧道,相連的坑道。u2.輔助坑道的形式：橫洞、平行導(dǎo)坑、斜井、豎井等u3.實際應(yīng)用中，根據(jù)地形地貌，隧道輔助坑道也有和主隧道不平行，垂直或其它方式連通的，不管采取那種方案，作用都是為了除渣通風(fēng)。輔助坑道選擇的恰當(dāng)與否，會影響其作用的發(fā)揮，因此，在選擇輔助坑道時應(yīng)根據(jù)隧道長度，是否作為永久通風(fēng)通道、工期要求、地形條件、地質(zhì)及水文地質(zhì)情況、棄渣場地、具備的施工機具、經(jīng)濟等各個方面綜合考慮。其

2、斷面尺寸由地質(zhì)及施工需要、機具情況而定，一般不宜過大。 隧道輔助坑道分兩種，一種是指利用輔助坑道加快長大隧道施工進度的（也就是開挖到相應(yīng)里程向兩邊開挖增加工作面，施工期縮短）二是使長大隧道通風(fēng)只用。 凡是開挖長隧道必須要有隧道輔助坑道，長隧道前面開挖，后面澆筑，前面的砂土無法運出，需要和主隧道平行開一條輔助坑道，一定的距離有一個橫穿道和主隧道連通，主隧道的砂土就從輔助坑道遠出，不影響后面主隧道的澆筑等其它施工。 一、橫洞u橫洞：通俗的講就是從這條隧道可以通向相平行的另一條隧道的坑道。u特點：橫洞較短，比較經(jīng)濟，若地形允許，應(yīng)優(yōu)先 考慮。 u橫洞還有一個重要作用，就是主隧道橫穿道和輔助坑道形成一

3、個循環(huán)的通風(fēng)道，保證隧道的通風(fēng)流暢。 二、橫通道的布置 1、橫通道的方向：隧道中線交角一般以40-45度 2、間距： 120-180m設(shè)一個正向 正向橫通道 ； 正向 每隔600800m設(shè)置反向 反向橫通道。 三、橫洞施工 開挖：與隧道施工相同。 支護：一般采用錨噴支護，與隧道相交處 應(yīng)加強支護； 襯砌：局部或全部襯砌。 二、平行導(dǎo)坑 定義：與隧道平齊的坑道。多用于長大越嶺隧道。 u一、平導(dǎo)的適用條件 1、長度在3000m以上，不宜采用其他輔助 坑道； 2、有大量地下水或瓦斯。 u 二、平導(dǎo)作用 1、超前掘進，可以進行地質(zhì)勘察 ； 地質(zhì)勘察 2、增加正洞工作面，加快施工速度 。 3、鐵路線路有

4、線計劃時，可以增加線 施工速度。 4、通風(fēng)效果好，構(gòu)成巷道式通風(fēng)系統(tǒng) ； 5、有利于排水、主要的運輸巷道 。u三、平導(dǎo)的設(shè)計要點u1）平導(dǎo)一般設(shè)于地下水流向隧道的一側(cè)，以利于平導(dǎo)排水；u2）初進洞時500m左右不設(shè)橫通道，此后，每隔 ）初進洞時500m左右不設(shè)橫通道，此后，每隔 120180m設(shè)一個橫通道，便于運輸。橫通道與 120180m設(shè)一個橫通道，便于運輸。橫通道與 隧道中線交角40 隧道中線交角4050； 3）一般不修筑襯砌； u4）平導(dǎo)應(yīng)超前正洞導(dǎo)坑兩個橫通道以上的間距； u5）平導(dǎo)一般采取有軌運輸。 東秦嶺隧道三、斜井u斜井定義：在隧道側(cè)面上方開挖的與之相連的傾斜坑道。u 一、適用

5、條件 1.隧道較長而埋深不大； 2.地表面有低洼地形可以利用時。u二、斜井的設(shè)計 1.斜井由井口車場、井身、井底車場組成。 2 2.斜井長度不宜超過200m,否則工程造價教高，且運輸?shù)男芟陆?，因此，在選用較長斜井方案時，應(yīng)做經(jīng)濟技術(shù)比較。斜井井口位置不應(yīng)設(shè)在洪水淹沒處。井口段應(yīng)修筑襯砌，其它部分視地質(zhì)條件及是否作為永久通風(fēng)道等條件決定是否修筑永久襯砌。 3 3。施工期間應(yīng)作好井口防排水工程，嚴(yán)防洪水淹沒。 三、斜井施工注意事項 1、 開挖：與隧道相同，但是打眼的方向應(yīng) 與斜井傾角一致； 有軌運輸； 2、運輸：采用有軌運輸 有軌運輸 3、支護：噴錨支護 ； 襯砌：井口段應(yīng)修筑襯砌 ，其它部分視

6、地 質(zhì)條件及是否作為永久通風(fēng)道等條件決定 4、提升機械 ： 卷揚機牽引斗車 ； 提升地段：井底車場起點到井口車場起點 豎井 一、定義：豎井是在隧道的上方或者一側(cè)上方開挖的與隧道相連的豎向坑道。 二、適用條件：覆蓋層較薄的長隧道、或在中間適當(dāng)位置覆蓋層不厚具備提升設(shè)備、施工中又需要增加工作面，則可用豎井增加工作面的方案。豎井的深度一般不超過150m豎井的位置可以設(shè)在隧道一側(cè)，與隧道的距離一般情況下為1525m之間(如圖8-8)，或者設(shè)置在上方(如圖8-9)。豎井設(shè)置在隧道一側(cè)時，施工安全，干擾少，但通風(fēng)效果差；豎井設(shè)在隧道正上方時，通風(fēng)效果好，造價低些，提升方便且快，但施工干擾大，施工中不太安全

7、。圓形斷面能承受較大的地層壓力，且作為永久通風(fēng)道也較適宜，故常采用圓形斷面；矩形斷面的斷面利用率高，施工較方便，但受力條件差，故常用于壓力不大的圍巖中修筑臨時性豎井或簡易豎井。圖8-8圖8-9豎井的位置、斷面形狀，應(yīng)根據(jù)施工的要求、通風(fēng)、是否作為永久通風(fēng)道、造價等因素綜合考慮確定。施工中，在井口、井底需有必要的安全措施，以防施工時發(fā)生事故隧道建成后輔助坑道處理：隧道貫通后,豎井或斜井都以沒用.可以根據(jù)設(shè)計要求,或是作為通風(fēng)通道,或是封死。也可以作為復(fù)線備用，也就是先開挖小斷面，協(xié)助主線大斷面施工，待若干年后要施工復(fù)線時可擴挖至相應(yīng)大小斷面。隧道施工方法盾構(gòu)法沉管法水底隧道施工方法盾構(gòu)法淺埋暗挖

8、法蓋挖法地下連續(xù)檣法明挖法法淺埋及軟土隧道施工方掘進機法新奧法傳統(tǒng)礦山法鉆爆法礦山法山嶺隧道施工方法隧道施工方法)(新奧法概念新奧法概念 新奧法是在利用新奧法是在利用圍巖圍巖本身所具有的承載效本身所具有的承載效能的前提下，采用能的前提下，采用毫秒爆破毫秒爆破 和和光面爆破光面爆破技技術(shù)，進行全斷面開挖施工，并以形成復(fù)合術(shù)，進行全斷面開挖施工，并以形成復(fù)合式內(nèi)外兩層襯砌來修建隧道的洞身，即以式內(nèi)外兩層襯砌來修建隧道的洞身，即以噴混凝土噴混凝土、錨桿錨桿、鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)、鋼支撐鋼支撐等為外等為外層支護形式，稱為初次柔性支護，系在洞層支護形式，稱為初次柔性支護，系在洞身開挖之后必須立即進行的支護工作。

9、身開挖之后必須立即進行的支護工作。 新奧法不同于傳統(tǒng)隧道工程中應(yīng)用厚壁混凝土結(jié)構(gòu)支護松動圍巖的理論，而是把巖體視為連續(xù)介質(zhì)，在粘彈、塑性理論指導(dǎo)下，根據(jù)在巖體中開挖隧道后，從圍巖產(chǎn)生變形到巖體破壞要有一個時間效應(yīng)，適時地構(gòu)筑柔性、薄壁且能與圍巖緊貼的噴射混凝土和錨桿的支護結(jié)構(gòu)來保護圍巖的天然承載力，變圍巖體本身為支護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，使圍巖與支護結(jié)構(gòu)共同形成堅固的支撐環(huán)，共同形成長期穩(wěn)定的支護結(jié)構(gòu)。新奧法的施工工序新奧法施工主要原則新奧法施工主要原則 （1）充分保護圍巖，減少對圍巖的擾動。 （2）充分發(fā)揮圍巖的自承能力。 （3）盡快使支護結(jié)構(gòu)閉合。 （4）加強監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。 可

10、扼要地概括為“少擾動、早噴錨、少擾動、早噴錨、快封閉、勤測量快封閉、勤測量” 新奧法施工特點新奧法施工特點 1 及時性及時性新奧法施工采用噴錨支護為主要手段，可以最大限度地緊跟開挖作業(yè)面施工，因此可以利用開挖施工面的時空效應(yīng)，以限制支護前的變形發(fā)展，阻止圍巖進入松動的狀態(tài)，在必要的情況下可以進行超前支護，加之噴射混凝土的早強和全面粘結(jié)性因而保證了支護的及時性和有效性。封閉性封閉性由于噴錨支護能及時施工，而且是全面密粘的支護，因此能及時有效地防止因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破壞和剝落，制止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護原有巖體強度。巷道開挖后，圍巖由于爆破作用產(chǎn)生新的裂縫，加上原有地質(zhì)構(gòu)造上的裂縫，隨時

11、都有可能產(chǎn)生變形或塌落。當(dāng)噴射混凝土支護以較高的速度射向巖面，很好的充填圍巖的裂隙，節(jié)理和凹穴，大大提高了圍巖的強度。（提高圍巖的粘聚力C和內(nèi)摩擦角）。同時噴錨支護起到了封閉圍巖的作用，隔絕了水和空氣同巖層的接觸，使裂隙充填物不致軟化、解體而使裂隙張開，導(dǎo)致圍巖失去穩(wěn)定。 3 粘結(jié)性粘結(jié)性噴錨支護同圍巖能全面粘結(jié)，這種粘結(jié)作用可以產(chǎn)生三種作用： 聯(lián)鎖作用，即將被裂隙分割的巖塊粘結(jié)在一起若圍巖的某塊危巖活石發(fā)生滑移墜落，則引起臨近巖塊的聯(lián)鎖反應(yīng)，相繼喪失穩(wěn)定，從而造成較大范圍的冒頂或片幫。開巷后如能及時進行噴錨支護，噴錨支護的粘結(jié)力和抗剪強度是可以抵抗圍巖的局部破壞，防止個別威巖活石滑移和墜落，

12、從而保持圍巖的穩(wěn)定性。復(fù)和作用，即圍巖與支護構(gòu)成一個復(fù)合體（受力體系）共同支護圍巖。噴錨支護可以提高圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐能力，同時與圍巖形成了一個共同工作的力學(xué)系統(tǒng)，具有把巖石荷載轉(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承擔(dān)的弱點。增加作用。開巷后及時繼進行噴錨支護，一方面將圍巖表面的凹凸不平處填平，消除因巖面不評引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免過大的應(yīng)力集中所造成的圍巖破壞；另一方面，使巷道周邊圍巖由雙方向受力狀態(tài)，提高了圍巖的粘結(jié)力C和內(nèi)摩擦角，也就是提高了圍巖的強度。柔性柔性 噴錨支護屬于柔性薄性支護，能夠和圍巖緊粘在一起共同作用，由于噴錨支護具有一定柔性，可以和圍巖共同產(chǎn)生變形，在

13、圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū)，并能有效控制允許圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，使圍巖的自承能力得以充分發(fā)揮。另一方面，噴錨支護在與圍巖共同變形中受到壓縮，對圍巖產(chǎn)生越來越大的支護反力，能夠抑制圍巖產(chǎn)生過大變形，防止圍巖發(fā)生松動破壞。新奧法適用范圍新奧法適用范圍 具有較長自穩(wěn)時間的中等巖體； 弱膠結(jié)的砂和石礫以及不穩(wěn)定的礫巖； 強風(fēng)化的巖石； 剛塑性的粘土泥質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r； 堅硬粘土，也有帶堅硬夾層的粘土； 微裂隙的，但很少粘土的巖體； 在很高的初應(yīng)力場條件下，堅硬的和可變堅硬的巖石； 新奧法的缺點新奧法的缺點 實施不僅要求有良好的施工組織和管理，也要求技術(shù)人員和量測人員都十分熟練，沒有這一點就易

14、于發(fā)生錯誤；作業(yè)質(zhì)量都與每一個人的仔細(xì)操作有關(guān)。 開挖暴露出的地質(zhì)會立即改變其狀態(tài)，因此要求施工地質(zhì)人員要親臨現(xiàn)場，以便發(fā)現(xiàn)問題； 用能控制的施工量測，往往給施工帶來不便； 干噴射帶來的灰塵以及由于易受化學(xué)藥品的損害必須加強防護，尤其是對眼睛的防護，濕噴雖然可以避免此缺點，但在同樣條件下，不如干噴那樣有效的支護巖體。 礦山法由來于古老的修筑礦山地下工程中采用的方法。它總是與鉆爆、爆破技術(shù)聯(lián)系在一起，因此，有時也稱礦山法為鉆爆法。一般將置于基巖中的地下工程，并采用傳統(tǒng)鉆爆法或臂式掘進機開挖的方法統(tǒng)稱為礦山法。 礦山法是城市深部地下工程常用的暗挖施工方法，具有不影響地面正常交通與生產(chǎn)，地表下沉量小，適用于硬、軟巖層中各類地下工程，特別是對于中硬巖石，礦山法具有其它工法無法比擬的優(yōu)越性。礦山法礦山法傳統(tǒng)礦山法與新奧法施工的區(qū)別表 6-2 傳統(tǒng)