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文檔簡介
隧道施工基礎(chǔ)2015年7月第一部分
概念一.隧道基本概念1、地下工程2、隧道(隧道優(yōu)、缺點(diǎn))3、導(dǎo)坑4、襯砌5、洞門6、隧道附屬建筑物7、隧道施工二.隧道發(fā)展歷史1、中國隧道發(fā)展史
中國隧道建設(shè)四階段:起步階段、穩(wěn)步發(fā)展階段、技術(shù)突破與創(chuàng)新階段、高速發(fā)展階段。2、國外隧道發(fā)展概況三.礦山法與新奧法1、礦山法(概念、分類、常用方法)2、新奧法(概念、分類、常用方法)3、新奧法核心(光面爆破、錨噴支護(hù)、監(jiān)控量測)4、新奧法施工特點(diǎn)(及時(shí)性、封閉性、粘結(jié)性、柔性)5、新奧法原則6、新奧法施工基本要點(diǎn)7、新奧法使用范圍8、礦山法與新奧法的區(qū)別第二部分
新奧法力學(xué)基礎(chǔ)1、隧道結(jié)構(gòu)物與地面建筑物的差異
隧道受力圖(地層及圍巖壓力)2、隧道施工力學(xué)過程隧道開挖后的力學(xué)過程,需了解清楚:1、隧道開挖、支護(hù)、襯砌就是圍巖應(yīng)力變化后、再分布、再平衡的過程。2、隧道的地質(zhì)環(huán)境。3、軟圍巖隧道施工十八字方針的意義(管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測)。4、開挖和支護(hù)過程,圍巖內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變有一定規(guī)律。5、圍巖穩(wěn)定性判別準(zhǔn)則和判據(jù)。6、確定圍巖二次應(yīng)力場和位移場的方法。7、支護(hù)阻力對(duì)圍巖的影響。8、圍巖壓力的形成。9、收斂和約束(1)隧道硐室形成與力學(xué)變化關(guān)系
硐室形成的一般過程
開挖
支護(hù)
時(shí)間
↓
↓
原始巖體→毛洞→支護(hù)體系→穩(wěn)定硐室
與之相適應(yīng)的力學(xué)過程
開挖
支護(hù)
時(shí)間
↓
↓
↓
初始應(yīng)力狀態(tài)→開挖后應(yīng)力狀態(tài)→支護(hù)體系應(yīng)力狀態(tài)→終極應(yīng)力狀態(tài)一次應(yīng)力狀態(tài)二次應(yīng)力狀態(tài)三次應(yīng)力狀態(tài)四次應(yīng)力狀態(tài)
1、深埋與淺埋;2、圍巖;3、應(yīng)力場(初始地應(yīng)力、二次應(yīng)力、三次應(yīng)力):一次應(yīng)力=原始初應(yīng)力二次應(yīng)力=一次+擾動(dòng)三次=二次+襯砌隧道地質(zhì)環(huán)境包括地層特征,地下水狀況,原始地應(yīng)力狀態(tài),地溫梯度等,隧道挖掘的穩(wěn)定性。其中隧道挖掘的穩(wěn)定性是反映地質(zhì)環(huán)境的綜合指標(biāo).隧道圍巖穩(wěn)定性包括:(1)隧道圍巖破壞或穩(wěn)定的規(guī)律;(2)影響穩(wěn)定性的主要因素;(3)標(biāo)志圍巖穩(wěn)定性的指標(biāo)和判斷準(zhǔn)則.
(2)隧道地質(zhì)環(huán)境(3)隧道開挖卸卸荷圍巖彈塑塑性區(qū)形成及及特性a、彈性區(qū);b、彈性區(qū)、塑塑性區(qū);c、彈性區(qū)、塑塑性區(qū)、破裂區(qū)(松動(dòng)動(dòng)區(qū))(4)硐室圍巖應(yīng)應(yīng)力重分布對(duì)對(duì)比周邊處于彈性性區(qū)應(yīng)力重分分布對(duì)比硐室周邊處于于彈、塑性區(qū)區(qū)應(yīng)力重分布布對(duì)比(5)支護(hù)阻力對(duì)對(duì)圍巖周邊位位移分布的影影響Pa-ur/r0關(guān)系曲線考慮實(shí)際情況況:1)支護(hù)阻力達(dá)到一定值,,圍巖內(nèi)就可可以不出現(xiàn)塑塑性區(qū),當(dāng)支支護(hù)阻力等于于圍巖的初始始應(yīng)力時(shí),洞洞壁徑向位移移就會(huì)等于0;(2)圍巖位移超超過極限值,,造成巖體松松弛,失穩(wěn)塌塌落。支護(hù)與圍巖平平衡狀態(tài)的建建立(1)當(dāng)支護(hù)特征征曲線與圍巖巖特征曲線在在D點(diǎn)之前的任意意位置達(dá)到平平衡,隧道結(jié)結(jié)構(gòu)體系是穩(wěn)穩(wěn)定,主要由由圍巖承載((變形壓力));(2)當(dāng)支護(hù)特征征曲線與圍巖巖圍巖特征曲曲線在D點(diǎn)之前的沒有有達(dá)到平衡,,就會(huì)導(dǎo)致圍圍巖松動(dòng),失失穩(wěn),此時(shí)由由支護(hù)結(jié)構(gòu)承承載(松動(dòng)壓壓力)(1)二次應(yīng)力一一部分通過變變形由圍巖承承擔(dān),另一部部分由支護(hù)承承擔(dān);(2)圍巖與支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)在不同同位置建立平平衡,作用在在支護(hù)結(jié)構(gòu)上上的荷載是完完全不同,剛剛度大的支護(hù)護(hù)不合理;(3)圍巖松坍塌塌后,作用在在支護(hù)結(jié)構(gòu)上上的荷載會(huì)急急劇增大;(4)較佳的支護(hù)護(hù)工作點(diǎn)應(yīng)當(dāng)當(dāng)在D點(diǎn)以前,鄰近近D點(diǎn)處。核心——充分利用圍巖巖的自承能力力控制爆破——保護(hù)圍巖自承承能力錨噴支護(hù)——發(fā)揮圍巖自承承能力監(jiān)控量測——控制圍巖過大大變形(坍塌塌)(6)小結(jié)(1)圍巖穩(wěn)定定性判據(jù);(2)收斂與約束束;(3)支護(hù)阻力對(duì)對(duì)圍巖位移的的影響;(4)支護(hù)結(jié)構(gòu)的的施作原則;;(5)圍巖松動(dòng)壓壓力的形成;小結(jié)1:無論坑道斷面面形狀如何,,周邊附近應(yīng)應(yīng)力集中系數(shù)數(shù)最大,遠(yuǎn)離離周邊,應(yīng)力力集中程度逐逐漸減小,在在巷道中心3-5倍坑道半徑處處,圍巖應(yīng)力力趨近于原巖巖應(yīng)力。小結(jié)2:坑道圍巖應(yīng)力力受側(cè)應(yīng)力系系數(shù)、坑道斷斷面軸比的影影響。一般來來說,坑道斷斷面長軸平行行于原巖最大大主應(yīng)力方向向時(shí),能獲得得較好的圍巖巖應(yīng)力分布,,而當(dāng)坑道斷斷面長軸與短短軸之比等于于長軸方向原原巖最大主應(yīng)應(yīng)力與短軸方方向原巖應(yīng)力力之比是坑道道圍巖應(yīng)力分分布最理想,,這時(shí)在頂部部中點(diǎn)和邊墻墻中點(diǎn)切向應(yīng)應(yīng)力相等,并并且不出現(xiàn)拉拉應(yīng)力。小結(jié)3:坑道斷面形狀狀影響圍巖應(yīng)應(yīng)力分布的均均勻性,通常常平直邊容易易出現(xiàn)拉應(yīng)力力,轉(zhuǎn)角處產(chǎn)產(chǎn)生較大剪應(yīng)應(yīng)力集中,不不利于坑道的的穩(wěn)定。小結(jié)4:坑道影響區(qū)坑坑道半徑增大大而增大,相相應(yīng)地應(yīng)力集集中區(qū)也隨坑坑道半徑增大大而增大。如如果應(yīng)力很高高,在周邊附附近超過巖體體承載能力而而產(chǎn)生的破裂裂區(qū)半徑也較較大。小結(jié)5:在采用爆破等等方法開挖的的坑道中,由由于爆破的松松動(dòng)和破壞作作用,坑道周周邊往往不是是應(yīng)力集中區(qū)區(qū),而是應(yīng)力力降低區(qū),此此區(qū)域又叫爆爆破松動(dòng)區(qū),,該區(qū)域的范范圍一般在0.5m左右。小結(jié)6:坑道位移狀態(tài)態(tài):坑道開挖挖后,圍巖基基本上是向隧隧道內(nèi)位移,,只是在一定定值條件下,,在水平直徑徑處圍巖有向向兩側(cè)擴(kuò)張的的趨勢,而且且在多數(shù)情況況下,拱頂位位移均大于水水平直徑處位位移,即通常常所說的拱頂頂下沉大于周周邊收斂。第三部分圍圍巖的的工程性質(zhì)隧道圍巖是指指地殼中受開開挖隧道影響響的那一部分分巖體.一般認(rèn)為,在橫斷面上的的范圍應(yīng)為3~5D.圍巖的工程性性質(zhì)包括三個(gè)個(gè)方面:物理性質(zhì)、水水理性質(zhì)和力力學(xué)性質(zhì).對(duì)圍巖穩(wěn)定性性影響最大的的是力學(xué)性質(zhì),即抵抗變形和和破壞的性能能.圍巖可以是巖巖體,也可以是土體體.巖體的力學(xué)性性質(zhì)主要受結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)質(zhì)及其在空間的位置置所控制.完整巖體受巖巖石的力學(xué)性性質(zhì)控制;破碎巖體受結(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)學(xué)性質(zhì)控制.1、圍巖巖的工程性質(zhì)質(zhì)影響因素巖石的應(yīng)力-應(yīng)變呈線性關(guān)關(guān)系,表現(xiàn)為彈性;結(jié)構(gòu)面的應(yīng)力-應(yīng)變呈非線性性關(guān)系,表現(xiàn)為塑性.因此,巖體的應(yīng)力-應(yīng)變呈復(fù)雜狀狀態(tài).巖體的全應(yīng)力力-應(yīng)變曲線分為四個(gè)個(gè)階段:○壓密階段○彈性階段○塑性階段○破裂和破壞壞階段巖體的剪切變變形特性:主要受結(jié)構(gòu)面面控制,可能有三種形形式:○沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)動(dòng);○結(jié)構(gòu)面不參與與作用,沿結(jié)構(gòu)體巖石石斷裂;○在結(jié)構(gòu)面影響響下,沿巖石剪斷.所以隧道開挖挖、支護(hù)的實(shí)實(shí)施需要準(zhǔn)確確判斷圍巖的的整體質(zhì)量::除巖性、巖巖石的強(qiáng)度外外,就是圍巖巖的完整性、、節(jié)理發(fā)育程程度和構(gòu)造。。(1)巖體與巖石石:a、巖體與巖石石的破壞機(jī)理理很不相同,巖體主要受結(jié)結(jié)構(gòu)面控制,而巖石的的破破壞則為巖石石的微裂隙所所控制.b、巖體的抗壓強(qiáng)度通常為巖石的70~80%,結(jié)構(gòu)面發(fā)育的巖體,僅為5~10%.c、巖體的抗壓強(qiáng)度不僅因地層傾角的增大而減小,同時(shí)其破壞形式也發(fā)生變化.(即與圍巖的產(chǎn)狀關(guān)系)d、巖體的抗剪強(qiáng)度也取決于巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面的性態(tài)2、巖體(2)巖體結(jié)構(gòu)分分類根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)巖體力學(xué)學(xué)性質(zhì)和圍巖巖穩(wěn)定性的影影響,工程地質(zhì)學(xué)中將將巖體劃分為四四種結(jié)構(gòu)類型:Ⅰ.整體塊狀結(jié)構(gòu)Ⅱ.層狀結(jié)構(gòu)Ⅲ.碎裂結(jié)構(gòu)(鑲嵌嵌、層狀碎裂))Ⅳ.散體結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)巖體巖性單一,構(gòu)造造變形輕微的巨巨厚層沉積巖、、變質(zhì)巖和火山山熔巖,火成侵侵入巖。結(jié)構(gòu)面特征:結(jié)構(gòu)面少,一般般不超過三組,,延續(xù)性極差,,多成閉合狀態(tài)態(tài),無填充或含含少量碎屑。塊狀結(jié)構(gòu):巖性較單一,受受輕微構(gòu)造作用用的巨厚層沉積積巖和變質(zhì)巖、、火成巖侵入體體。結(jié)構(gòu)面一般2―3組,裂隙延續(xù)性性極差,多成層狀結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)面以層面與與不密集的節(jié)理理為主,一般風(fēng)風(fēng)化微弱、結(jié)合合力一般不強(qiáng),,結(jié)構(gòu)體塊度較較大且保持母巖巖巖塊性質(zhì),總總體變形模量和和承載力均較高高。作為工程建建筑地基,其變變形模量和承載載能力一般均能能滿足要求。其其變形特征和強(qiáng)強(qiáng)度特征具有各各向異性特點(diǎn)。。該巖體作為邊邊坡巖體時(shí),應(yīng)應(yīng)特別注意巖層層的不同產(chǎn)狀特特征對(duì)工程地質(zhì)質(zhì)性質(zhì)效應(yīng)的巨巨大影響。碎裂結(jié)構(gòu)巖體巖體節(jié)理、裂隙隙發(fā)育、常有泥泥質(zhì)充填物,結(jié)結(jié)合力不強(qiáng),結(jié)結(jié)構(gòu)體塊度不大大,巖體完整性性破壞較大。一一般其變形模量量、承載能力均均不高,工程地地質(zhì)性質(zhì)較差。。散體結(jié)構(gòu)巖體散體結(jié)構(gòu)巖體節(jié)節(jié)理、裂隙很發(fā)發(fā)育,巖體十分分破碎,巖石屬屬于碎石土類。。隧道圍巖的變形形破壞與巖體結(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)系密切,大致可分為以下下五種情況:(1)脆性破裂(2)塊體運(yùn)動(dòng)(3)彎曲折斷破壞壞(4)松動(dòng)解脫(5)塑性變形和剪剪切破壞3、隧道圍巖失穩(wěn)穩(wěn)破壞性態(tài)4、隧道圍巖分類類(1)基本概念隧道圍巖分類((隧道圍巖穩(wěn)定定性分類):根根據(jù)一個(gè)或幾個(gè)個(gè)主要指標(biāo)將無無限的巖體序列列劃分為具有不不同穩(wěn)定程度的的有限個(gè)類別,,目的是依照每每一類圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定程度給出最最佳的施工方法法和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)。分類的三要素::分類指標(biāo)或判據(jù)據(jù);分類擋數(shù);;分類限界。影響因素可分為為兩大類:地質(zhì)環(huán)境因素和和人為因素。a、地質(zhì)因素可以簡單地用巖巖體的破碎程度度或完整性來表表示,在某種程程度上反映了巖巖體受地質(zhì)構(gòu)造造作用嚴(yán)重的程程度。巖體的破碎程度或完整整性:指構(gòu)成巖體的的巖塊大小,以以及這些巖塊的的組合排列形態(tài)態(tài);巖塊大小可可用裂隙的密集集程度表示。裂隙率:沿裂隙法線方方向單位長度內(nèi)內(nèi)的裂隙數(shù)目。。裂隙間距:沿裂隙法線方方向上裂隙間的的距離(2)影響圍巖穩(wěn)定定性的主要因素素b、地下水的影響響:軟化石質(zhì),降低低強(qiáng)度;減少層間摩擦阻阻力促使巖塊滑滑動(dòng);某些巖石遇水膨膨脹。對(duì)地下水的處理理方法:分類時(shí)不直接考考慮水的影響,而是根據(jù)水的影影響程度降低圍圍巖等級(jí);c、工程活動(dòng)造成成的人為因素施工等人為因素素也是造成圍巖巖失穩(wěn)的重要條條件,其中尤以坑道尺尺寸、形狀以及及施工中所采用用的開挖方法等等影響更為顯著著.坑道尺寸和形狀狀:同一類圍巖中,坑道跨度越大,圍巖穩(wěn)定性越差差,破碎程度相對(duì)加加大.——圓形和橢圓形最最為有利.施工中所采用的的開挖方法:同一類巖體中,不同的開挖方法法對(duì)隧道圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性的影響各各不相同.因此,圍巖分類是建立立在相應(yīng)開挖方方法的基礎(chǔ)上.隧道圍巖分類方方法主要有以下下幾種:(1)以巖石強(qiáng)度作作為單一巖性指指標(biāo)的分類法.(2)以巖石構(gòu)造和和巖性特征為代代表的分類法.(3)與地質(zhì)勘察手手段相聯(lián)系的分分類法.(4)以多種因素的的組合分類法.(5)以工程對(duì)象為為代表的分類法法.(3)隧道圍巖分分類的方法按裂隙間距將巖巖體分類圍巖受地質(zhì)構(gòu)造造影響程度等級(jí)級(jí)劃分等級(jí)地質(zhì)構(gòu)造作用特征輕微圍巖地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)小,無斷裂,單斜構(gòu)造,節(jié)理不發(fā)育.較重圍巖地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)大,斷層或褶曲鄰近地段,可有小斷層,節(jié)理較發(fā)育.嚴(yán)重圍巖地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)較強(qiáng)烈,褶曲軸部或斷層影響帶內(nèi),軟巖多見扭曲及拖拉現(xiàn)象,節(jié)理發(fā)育.很嚴(yán)重?cái)鄬悠扑閹?nèi),節(jié)理很發(fā)育,巖體呈碎石、角礫狀,有的甚至呈粉末泥土狀。巖石強(qiáng)度劃分巖石類別單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度Rb/MPa代表性巖石硬質(zhì)巖石極硬巖>601.花崗巖、閃長巖、玄武巖;2.礫巖、砂巖、石灰?guī)r、白云巖;3.片麻巖、石英巖、大理巖、板巖、片巖等.硬質(zhì)巖30~60軟質(zhì)巖石軟質(zhì)巖5~301.凝灰?guī)r等;2.泥礫巖、泥質(zhì)砂巖、泥巖、煤等;3.云母片巖或千枚巖等.極軟巖<5在鐵路隧道圍巖巖分類中,對(duì)地下水的處理理采取降級(jí)的方方法:整體狀巖石不考考慮降級(jí);塊狀硬巖和整體體狀軟巖,根據(jù)影響程度調(diào)調(diào)整圍巖類別,產(chǎn)生局部坍塌,或軟化結(jié)構(gòu)面時(shí)時(shí)降1級(jí);碎石狀松散結(jié)構(gòu)中中夾有泥質(zhì)充填物物,可根據(jù)地下水型判判斷它對(duì)圍巖的影影響程度降1~2級(jí).特殊含水層,如飽和狀態(tài)或較大大承壓水流另作處處理.地下水對(duì)圍巖分類類的影響圍巖級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ彈性波(縱波)速度Vp,km/sec>4.53.5~4.52.4~4.01.5~3.01.0~2.0<1.0彈性波傳播速度速速度分類根據(jù)分類因素和指指標(biāo),將隧道圍巖共分為為六類,給出了主要的工程程地質(zhì)特征、巖體體強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)特征征和完整性等指指標(biāo).并預(yù)測了隧隧道開挖后后,可能出現(xiàn)塌塌方等失穩(wěn)穩(wěn)的部位和和地段,給出了相應(yīng)應(yīng)的工程措措施的意見見.鐵路隧道圍圍巖分類圍巖級(jí)別圍巖主要工程地質(zhì)條件圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)(單線)彈性縱波速度vp(km/s)主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅰ硬質(zhì)巖(單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc>60Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微,節(jié)理不發(fā)育,無軟弱面(或夾層);層狀巖層為厚層,層間結(jié)合良好。呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)圍巖穩(wěn)定,無坍塌,可能產(chǎn)生巖爆>4.5圍巖級(jí)別圍巖主要工程地質(zhì)條件圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)(單線)彈性縱波速度vp(km/s)主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅱ硬質(zhì)巖(Rc>30Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響較重,節(jié)理較發(fā)育,有少量軟弱面(或夾層)和貫通微張節(jié)理,但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不至產(chǎn)生滑動(dòng);層狀巖層為中層或厚層,層間結(jié)合一般,很少有分離現(xiàn)象,或?yàn)橛操|(zhì)巖偶夾軟質(zhì)巖。呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)暴露時(shí)間長,可能會(huì)出現(xiàn)局部小坍塌;側(cè)壁穩(wěn)定;層間結(jié)合差的平緩巖層,頂板易塌落3.5~4.5軟質(zhì)巖(Rc≈30Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微,節(jié)理不發(fā)育,層狀巖層為厚層,層間結(jié)合良好。呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)圍巖級(jí)別圍巖主要工程地質(zhì)條件圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)(單線)彈性縱波速度vp(km/s)主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅲ硬質(zhì)巖(Rc>30Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重,節(jié)理發(fā)育,有層狀軟弱面(或夾層);但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不至產(chǎn)生滑動(dòng);層狀巖層為薄層或中層,層間結(jié)合差,多有分離現(xiàn)象;或?yàn)橛?、軟質(zhì)巖石互層。呈塊(石)碎(石)狀鑲嵌結(jié)構(gòu)拱部無支護(hù)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)小坍塌;側(cè)壁基本穩(wěn)定;爆破震動(dòng)過大易坍。2.5~4.0軟質(zhì)巖(Rc≈5~30Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響較嚴(yán)重,節(jié)理較發(fā)育,層狀巖層為薄層、中層或厚層,層間結(jié)合一般。呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)圍巖級(jí)別圍巖主要工程地質(zhì)條件開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)彈性縱波速度主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅳ硬質(zhì)巖(Rc>30Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響很嚴(yán)重,節(jié)理很發(fā)育,層狀軟弱面(或夾層)已基本破壞。呈碎石)狀壓碎結(jié)構(gòu)拱部無支護(hù)時(shí),可產(chǎn)生較大坍塌;側(cè)壁有時(shí)失去穩(wěn)定。1.5~3.0軟質(zhì)巖(Rc≈5~30Mpa):受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重,節(jié)理發(fā)育。呈塊石)碎(石)狀鑲嵌結(jié)構(gòu)土體:1.具壓密或成巖作用的粘土、粉土及砂類土;2.黃土(Q1、Q2);3.一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石土、卵石土、大塊石土1和2呈大塊狀壓密結(jié)構(gòu),3呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)圍巖級(jí)別圍巖主要工程地質(zhì)條件開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)(單線)彈性縱波速度vp(km/s)主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅴ巖體:軟巖巖體破碎至極破碎;全部極軟巖及全部極破碎巖(包括受構(gòu)造影響嚴(yán)重的破碎帶)呈角碎狀松散結(jié)構(gòu)圍巖易坍塌,處理不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)大坍塌,側(cè)壁經(jīng)常小坍塌;淺埋時(shí)易出現(xiàn)地表下沉或塌至地表1.0~2.0土體:一般第四系堅(jiān)硬、硬塑粘性土,稍密及以上、稍濕或潮濕的碎石土、卵石土、圓礫土、角礫土、分土及黃土(Q3、Q4)非粘性土呈松散結(jié)構(gòu),粘性土及黃土呈松軟結(jié)構(gòu)圍巖級(jí)別圍巖主要工程地質(zhì)條件開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)(單線)彈性縱波速度vp(km/s)主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅵ巖體:受構(gòu)造影響很嚴(yán)重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶粘性土呈易蠕動(dòng)的松軟結(jié)構(gòu),砂性土呈潮濕松散結(jié)構(gòu)圍巖極易坍塌變形,有水時(shí)土砂常與水一齊涌出;淺埋時(shí)易塌至地表<1.0(飽和狀態(tài)的土<1.5)土體:軟塑狀粘性土、飽和的粉土、砂類土等第四部分隧隧道施工方方法(1)隧道及地地下工程技技術(shù)與地理理、地質(zhì)、、水文、巖巖土等學(xué)科科緊密相關(guān)關(guān)。在地層層中的走向向、埋深、、長度、結(jié)結(jié)構(gòu)類型、、建筑方式式及進(jìn)、出出口布置等等會(huì)受到所所處地形、、地貌、地地層產(chǎn)狀、、地質(zhì)構(gòu)造造、巖土屬屬性和地表表、地下水水系的影響響。(2)隧道及地地下工程建建筑的主要要工作介質(zhì)質(zhì)是巖土和和地下水,,所以隧道道及地下工工程除一般般的工程建建筑學(xué)和工工程力學(xué)外外,工程地地質(zhì)學(xué)、巖巖土力學(xué)及及水力學(xué)占占有突出的的位置。(3)隧道及地地下工程的的實(shí)施對(duì)周周邊環(huán)境產(chǎn)產(chǎn)生影響,,尤其是對(duì)對(duì)地層原始始狀態(tài),地地表、地下下水系及與與之緊密聯(lián)聯(lián)系的各種種物體的影影響。(4)施工速度度慢,工期期長,常常常為控制工工程。(5)施工環(huán)境境差,施工工還可能進(jìn)進(jìn)一步惡化化。1、隧道及地地下工程技技術(shù)特點(diǎn)(1)充分保護(hù)護(hù)巖體,盡盡量減小對(duì)對(duì)它的擾動(dòng)動(dòng)。(2)為了充分分發(fā)揮圍巖巖的承載能能力,應(yīng)允允許并控制制圍巖的變變形。(3)施工中應(yīng)應(yīng)盡快使支支護(hù)結(jié)構(gòu)閉閉合,成為為封閉的環(huán)環(huán)形支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)。斷面面形狀盡可可能圓順。。(4)在施工各各階段進(jìn)行行現(xiàn)場量測測監(jiān)視,及及時(shí)反饋來來指導(dǎo)施工工和修改設(shè)設(shè)計(jì)。(5)為了防水水及承受后后續(xù)載荷,,宜采用復(fù)復(fù)合式襯砌砌。2、隧道施工工的基本原原則管超前嚴(yán)嚴(yán)注注漿短短開挖挖強(qiáng)支護(hù)快快封封閉勤勤量測測少擾動(dòng):減減少擾動(dòng)次次數(shù),強(qiáng)度度,范圍,,持續(xù)時(shí)間間;早噴錨:使使圍巖不致致因過度變變形而失效效,變形適適度發(fā)展,,充分發(fā)揮揮圍巖自承承能力;緊封閉:噴噴錨封閉,,避免巖石石長時(shí)間暴暴露而強(qiáng)度度衰減,阻阻止圍巖過過度變形。??斐森h(huán):使使初期支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)快速速形成封閉閉環(huán),加強(qiáng)強(qiáng)了初期支支護(hù)結(jié)構(gòu)整整理受力性性能和穩(wěn)定定。勤量測:評(píng)評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài),,判斷其動(dòng)動(dòng)態(tài)發(fā)展趨趨勢,及時(shí)時(shí)調(diào)整開挖挖及支護(hù);;3、隧道施施工方法及及其選擇隧道施工=施工方法法+施工技技術(shù)+施工工管理(1)工程地質(zhì)質(zhì)和水文地地質(zhì)條件。。(2)施工技術(shù)術(shù)和機(jī)械裝裝備狀況。。(3)施工中動(dòng)動(dòng)力和原材材料供應(yīng)情情況。(4)工程投資資與運(yùn)營后后的社會(huì)、、經(jīng)濟(jì)效益益。(5)施工安全全狀況。(6)環(huán)境控制制的要求。。4、選擇施工工方法時(shí)考考慮的因素素5、新奧奧法施工程程序6、新奧法法施工方法法分類(1)按照照開挖斷面面的大小和和位置劃分分:全斷面法、、臺(tái)階法、、分部開挖挖法。分部開挖法法:環(huán)形開開挖預(yù)留核核心土法、、CD法、、CRD法法、單側(cè)壁壁導(dǎo)坑法、、雙側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法、中中洞法、PBA法隧道及地下下工程施工工方法是指指開挖、支支護(hù)、構(gòu)筑筑等基本作作業(yè)的具體體實(shí)施手段段、工藝流流程和技術(shù)術(shù)措施。施工方法和和適用條件件全斷面法臺(tái)階法臺(tái)階法臺(tái)階法(環(huán)環(huán)形開挖預(yù)預(yù)留核心土土)核心土臺(tái)階法人工開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑法施工CD法(中壁隔隔墻法)CRD法(交叉叉中壁隔隔墻法))臨時(shí)仰拱拱臨時(shí)中隔連拱隧道道中洞法法施工.鉆爆開挖挖(常規(guī)規(guī)爆破、機(jī)械開挖(全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM、搖臂式掘進(jìn)機(jī)、挖掘機(jī);沉埋管;頂進(jìn)管;鉆爆法全斷面掘掘進(jìn)機(jī)((TBM)全斷面掘掘進(jìn)機(jī)((TBM)掘進(jìn)機(jī)5、施施工方法法選擇原原則(1)嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)行行《鐵路路隧道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》、《《鐵路隧隧道施工工規(guī)范》》和《鐵鐵路隧道道錨噴構(gòu)構(gòu)筑法技技術(shù)規(guī)則則》,并并嚴(yán)格按按施工設(shè)設(shè)計(jì)圖組組織施工工。(先先錨后噴噴)(2)硬硬巖隧道道采用全全斷面開開挖法施施工。(3)盡盡快形成成一次支支護(hù)封閉閉斷面的的加速施施工做法法,是防防止變形形、坍方方的重要要手段,,因此軟軟弱地層層采用臺(tái)臺(tái)階法施施工,或或小斷面面分部開開挖施工工。(4)及及時(shí)噴射射混凝土土,及時(shí)時(shí)加設(shè)短短錨桿是是加固圍圍巖、提提高圍巖巖承載能能力的重重要措施施。(5)大大斷面、、多跨洞洞的施工工方法,,宜采用用中隔墻墻法(CD法))、中隔隔墻交叉叉臺(tái)階法法(CRD法))、雙側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑坑法(眼眼鏡工法法);連連拱隧道道優(yōu)先采采用中洞洞法。(6)隧隧道施工工遵循“管超前,,嚴(yán)注漿漿,短進(jìn)進(jìn)尺,強(qiáng)強(qiáng)支護(hù),,早封閉閉,勤量量測”十八字方方針,安安全、穩(wěn)穩(wěn)妥的施施工。(7)對(duì)對(duì)于溶巖巖地層、、軟弱地地段,易易坍塌段段,認(rèn)真真做好超超前支護(hù)護(hù)工作,,實(shí)施短短進(jìn)尺,,強(qiáng)支護(hù)護(hù),早封封閉、早早成環(huán),,在必要要時(shí)根據(jù)據(jù)監(jiān)控量量測信息息及時(shí)施施工全斷斷面模注注襯砌,,以策安安全。(8)隧隧道復(fù)合合式襯砌砌按錨噴噴構(gòu)造法法施工要要求進(jìn)行行監(jiān)控量量測設(shè)計(jì)計(jì)、布點(diǎn)點(diǎn)和監(jiān)測測,及時(shí)時(shí)分析處處理量測測數(shù)據(jù),,并將結(jié)結(jié)果反饋饋到設(shè)計(jì)計(jì)和施工工過程中中。(9)加加強(qiáng)施工工技術(shù)管管理,合合理安排排工序循循環(huán)和關(guān)關(guān)鍵工序序的作業(yè)業(yè)循環(huán),,組織均均衡生產(chǎn)產(chǎn)。.按照隧道設(shè)計(jì)計(jì)輪廓線一次次爆破成型的的施工方法——全斷面法。。(1)全斷斷面開挖法適適應(yīng)于單線隧隧道Ⅰ~Ⅳ級(jí)級(jí)圍巖、雙線線隧道Ⅰ~ⅢⅢ級(jí)圍巖施工工中,在整個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)斷面內(nèi)內(nèi)一次鉆孔、、裝藥、堵塞塞、連線起爆爆完成整個(gè)斷斷面的開挖、、并以裝碴、、運(yùn)輸機(jī)械完完成出碴作業(yè)業(yè)的方法。6、全斷面法.(2)全斷面面開挖法適宜宜配備全斷面面作業(yè)臺(tái)車、、裝碴機(jī)械、、自卸汽車、、梭式礦車及及大型牽引機(jī)機(jī)車、混凝土土攪拌站、混混凝土輸送車車、混凝土輸輸送泵、襯砌砌臺(tái)車及混凝凝土噴射機(jī)等等。(3)根據(jù)圍圍巖穩(wěn)定程度度可以不設(shè)錨錨桿或設(shè)短錨錨桿。也可以以先出碴后初初次支護(hù),但但一般先施作作拱部初次支支護(hù),以防止止圍巖松動(dòng)脫脫落.(4)全斷面法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn):工序少,相互干擾少,工序集中,便于工作空間大,機(jī)械化程度高能充分發(fā)揮機(jī)械效率,便于組織大型機(jī)械化作業(yè),進(jìn)度快。開挖面大,能發(fā)揮深孔鉆爆的作用。全斷面法...臺(tái)階法包括長臺(tái)階階法、短臺(tái)階法和和超短臺(tái)階長長臺(tái)階法—L>5B;短臺(tái)階法—(1.0~1.5)B<L<5B超短臺(tái)階法—L<1.0B選擇施工法的依依據(jù):初支形成閉合斷斷面的時(shí)間要求求;上斷面施工所用用場地的要求。。軟弱圍巖以前者者為主,圍巖較好時(shí)僅考考慮后者。7、臺(tái)階法.將斷面分成上半半斷面和下半斷斷面兩部分進(jìn)行行開挖,上、下斷面相距距較遠(yuǎn).當(dāng)隧道長長度較短短時(shí),可將上半半斷面全全部挖通通后,再進(jìn)行下下半斷面面施工,即半斷面面法.長臺(tái)階法法的作業(yè)業(yè)順序?yàn)闉?開挖、支支護(hù)上半半斷面開挖支護(hù)護(hù)下半斷斷面初支穩(wěn)定定后敷設(shè)設(shè)防水層層和建造造內(nèi)層襯襯砌.適用條件:全斷面施工時(shí)開挖挖面不能自穩(wěn),但拱底不需封閉斷斷面,且基礎(chǔ)承載載力較好的情況可可用長臺(tái)階法.(1)長臺(tái)階法(多多用二臺(tái)階開挖))上下斷面平行作業(yè)業(yè),其作業(yè)順序與長臺(tái)臺(tái)階法相同.由于閉合時(shí)間短,有利于控制隧道收收斂速度和量值,適用于Ⅲ~Ⅳ級(jí)圍巖,是新奧法施工中的的主要方法。缺點(diǎn)是上臺(tái)階出碴碴對(duì)下半斷面施工工干擾大,不能全部平行作業(yè)業(yè).初次支護(hù)斷面閉合合要在距開挖面30m以內(nèi),變形、下沉顯著時(shí)時(shí),要提前閉合.(2)短臺(tái)階法(采用二二臺(tái)階、三臺(tái)階開開挖).二臺(tái)階法(半斷面面法).二臺(tái)階法(半斷面面法).三臺(tái)階法短臺(tái)階法10-15m10-15m上臺(tái)階僅超前下臺(tái)臺(tái)階3~5m,交替作業(yè).全斷面閉合合時(shí)間短,更有利于控控制圍巖變變形.注意:在軟弱圍所有臺(tái)階施工應(yīng)注意:①下半斷面的開挖要在上半斷面初支基本穩(wěn)定后進(jìn)行;②下邊墻開挖后必須立即噴射混凝土,并按規(guī)定做初支;③量測工作要及時(shí),必要時(shí)做仰拱.(3)超短臺(tái)階法法(微臺(tái)階階法)超短臺(tái)階法3-5m3-5m環(huán)形開挖預(yù)預(yù)留核心土土法單側(cè)壁導(dǎo)坑坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑法CD、CRD法中洞法PBA法8、分部開挖挖法在軟弱圍巖巖中修建淺淺埋大跨度度坦拱隧道道,開挖成成型的關(guān)鍵鍵在拱部。。通常拱部采采用長管棚棚預(yù)加固周周邊圍巖,,長管棚與與洞外的套套拱連成一一體。在長長管棚的掩掩護(hù)下,以以頂設(shè)導(dǎo)坑坑先行、環(huán)環(huán)形分部開開挖.以錨噴和工工字鋼架為為初期支護(hù)護(hù),充分利利用核心土土的支承能能力,架設(shè)設(shè)木支撐,,形成三重重支護(hù);及早施作二二次襯砌,,盡快使其其封閉成環(huán)環(huán);用全過程的的監(jiān)控量測測反饋信息息修改設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)、改改進(jìn)施工措措施。從而而嚴(yán)格控制制圍巖變形形和地表沉沉降。(1)環(huán)行開挖預(yù)預(yù)留核心土土頂設(shè)導(dǎo)坑環(huán)環(huán)形開挖預(yù)預(yù)留核心土土頂設(shè)導(dǎo)坑環(huán)環(huán)形開挖預(yù)預(yù)留核心土土工藝流程程圍巖相對(duì)承承載交好,,可以將端端面將斷斷面分成環(huán)環(huán)行拱部、、上部核心心土和下部部臺(tái)階等三三個(gè)部分.根據(jù)斷面的的大小,環(huán)行拱部又又可分成幾幾塊交替開開挖.環(huán)行開挖進(jìn)進(jìn)尺為0.5~1.0m,不宜過長.上部核心土土和下臺(tái)階階的距離:雙線隧道—1D;單線隧道—2D.施工順序:人工或單臂臂掘進(jìn)機(jī)開開挖環(huán)行拱拱部(通常不設(shè)錨錨桿)→架鋼支撐、、噴混凝土土→開挖核核心土和下下臺(tái)階→接接長鋼支撐撐和噴混凝凝土、封底底→根據(jù)變變形做二襯襯.環(huán)形開挖預(yù)預(yù)留核心土土環(huán)形開挖預(yù)預(yù)留核心土土法主要優(yōu)優(yōu)點(diǎn):與超短臺(tái)階階相比,臺(tái)階長度可可加長,減少施工干干擾;與側(cè)壁導(dǎo)坑坑法相比,機(jī)械化程度度高,施工速度快快.主要問題:⑴圍巖受多次次影響;⑵分塊多,全封閉時(shí)間間長;以上兩點(diǎn)都都可能使圍圍巖變形增增大.因此,常結(jié)合輔助助工法對(duì)工工作面及其其前方巖體體進(jìn)行預(yù)支支護(hù)或預(yù)加加固。一般是將斷斷面分成三三部分:側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑、、上臺(tái)階、、下臺(tái)階。。側(cè)壁導(dǎo)坑寬寬度一般不不超過0.5B,高度以起起拱線為宜宜。導(dǎo)坑與臺(tái)階階的距離以以不發(fā)生干干擾為原則則,短隧道道中也可先先挖通導(dǎo)坑坑,然后再再開挖臺(tái)階階。施工作業(yè)順順序:側(cè)壁導(dǎo)坑開開挖并初次次支護(hù)→上上臺(tái)階開挖挖并初支拱拱部(一側(cè)側(cè)在導(dǎo)坑初初支上,另一側(cè)在下下臺(tái)階上))→下臺(tái)階階開挖及初初期支護(hù)((另一側(cè)邊邊墻初支)),底部初初支,全斷斷面閉合→→拆除導(dǎo)坑坑臨空部分分的初支→→建造二襯襯。該法適用于于斷面跨度度大、地表表沉陷難以以控制的軟軟弱松散圍圍巖中。(2)單側(cè)壁導(dǎo)坑坑法單側(cè)壁導(dǎo)坑坑施工應(yīng)遵遵循隧道施施工質(zhì)量、、驗(yàn)收規(guī)范范。同時(shí)應(yīng)應(yīng)注意以下下幾點(diǎn):1、雙洞開挖挖時(shí),后行行洞靠先行行洞側(cè)的圍圍巖實(shí)際上上是處于懸懸空狀態(tài),,這部分圍圍巖經(jīng)開挖挖已擾動(dòng)過過一次,如如果后行洞洞的施工方方法不當(dāng),,可能對(duì)圍圍巖造成嚴(yán)嚴(yán)重二次擾擾動(dòng),并導(dǎo)導(dǎo)致先行洞洞洞壁破壞壞。為此應(yīng)應(yīng)弱爆破、、強(qiáng)支護(hù)、、勤量測。。結(jié)合具體體工程情況況,認(rèn)真分分析,精心心施工。2、中壁墻的的撤除,必必須待圍巖巖完全穩(wěn)定定后方可進(jìn)進(jìn)行。3、控制隧道道超欠挖,,由于拱頂頂分兩次開開挖,很易易造成拱超超欠挖嚴(yán)重重,因此必必須提高測測量精度,,鉆眼精度度。特別是是周邊眼的的精度,為為快速襯砌砌提供條件件。隧道跨度很很大,地表表沉陷要求求嚴(yán)格,圍圍巖條件特特別差時(shí)采采用。雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑法引起的的地表沉陷陷僅為短臺(tái)臺(tái)階的1/2。導(dǎo)坑的寬度度不超過1/3B。工法原理::雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑工法是一一項(xiàng)邊開挖挖邊支護(hù)的的施工技術(shù)術(shù)。其原理理是:就是利用兩兩個(gè)中隔壁壁把整個(gè)隧隧道大斷面分成左中右右3個(gè)小斷面施施工,左、、右導(dǎo)洞先先行,中間間斷面緊跟跟其后;初期支護(hù)仰仰拱成環(huán)后后,拆除兩兩側(cè)導(dǎo)洞臨臨時(shí)支撐,,形成全斷斷面。兩側(cè)側(cè)導(dǎo)洞皆為為倒鵝蛋形形,有利于于控制拱頂頂下沉。該該方法主要要適用于粘粘性土層、、砂層、砂砂卵層等地地層。(3)雙側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法—眼鏡工法一般將斷面面分成四塊塊:左、右右側(cè)壁導(dǎo)坑坑1、上部部核心土2、下臺(tái)階階(3)。。導(dǎo)坑尺尺寸側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑尺寸應(yīng)應(yīng)本著充分分利用臺(tái)階階的支撐作作用,并考考慮機(jī)械設(shè)設(shè)備和施工工條件而定定。但寬度度不宜超過過斷面最大大跨度的1/3。高高度以到起起拱線為宜宜。導(dǎo)坑可可分二次開開挖和支護(hù)護(hù)。導(dǎo)坑與與臺(tái)階的距距離沒有硬硬性規(guī)定,,但一般應(yīng)應(yīng)以導(dǎo)坑施施工和臺(tái)階階施工不發(fā)發(fā)生干擾為為原則,所所以在短隧隧道中可先先挖通導(dǎo)坑坑,而后再再開挖臺(tái)階階。上、下下臺(tái)階的距距離則視圍圍巖情況參參照短臺(tái)階階法或超短短臺(tái)階法擬擬定。左、、右側(cè)導(dǎo)坑坑錯(cuò)開的距距離,應(yīng)根根據(jù)開挖一一側(cè)導(dǎo)坑所所引起的圍圍巖應(yīng)力重重分布的影影響不致波波及另一側(cè)側(cè)已成導(dǎo)坑坑的原則確確定(一般般控制在2倍洞徑))。雙側(cè)壁導(dǎo)坑加加強(qiáng)工藝雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法施工步驟施工作業(yè)順序序?yàn)椋孩匍_挖一側(cè)導(dǎo)導(dǎo)坑,并及時(shí)時(shí)地將其初次次支護(hù)閉合。。
②相隔適適當(dāng)距離后開開挖另一側(cè)導(dǎo)導(dǎo)坑,并建造造初次支護(hù)。。
③開挖上上部核心土,,建造拱部初初次支護(hù),拱拱腳支承在兩兩側(cè)壁導(dǎo)坑的的初次支護(hù)上上。
④開挖挖下臺(tái)階,建建造底部的初初次支護(hù),使使初次支護(hù)全全斷面閉合。。
⑤拆除導(dǎo)導(dǎo)坑臨空部分分的初次支護(hù)護(hù)。
⑥建造造二次襯砌。。適用范圍:雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法開挖適用于于圍巖較差的的Ⅴ級(jí)圍巖條件下下的行車隧道道開挖,在淺淺埋大跨度隧隧道施工時(shí),,采用雙側(cè)壁壁導(dǎo)坑法能夠夠控制地表下下沉,保持掌掌子面的穩(wěn)定定,安全可靠靠。優(yōu)缺點(diǎn)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法所引起的地地表沉陷僅為為短臺(tái)階法的的1/2。雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑法雖然開挖挖斷面分塊多多,擾動(dòng)大,,初次支護(hù)全全斷面閉合的的時(shí)間長,但但每個(gè)分塊都都是在開挖后后立即各自閉閉合的,所以以在施工中間間變形幾乎不不發(fā)展。雙側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑法施施工安全,但但速度較慢,,成本較高。。1、側(cè)壁壁導(dǎo)坑形形狀宜近近于橢圓圓形斷面面,導(dǎo)坑坑斷面寬寬度宜為為整個(gè)斷斷面寬度度的1/3.2、側(cè)壁壁導(dǎo)坑、、中槽宜宜采用短短臺(tái)階法法開挖。。各部開施工要點(diǎn)點(diǎn):(4)CD、CRD法法交叉中壁壁橫隔墻墻(簡稱稱CRD法),,與中隔隔墻法((簡稱CD法))兩者既既有聯(lián)系系,又有有區(qū)別。。都用于于軟弱地地層中,,而且應(yīng)應(yīng)用于大大斷面隧隧道。CD法是是用用鋼鋼支撐和和噴射混混凝土的的隔壁分分割開進(jìn)進(jìn)行開挖挖的方法法,CRD是用用隔壁和和仰拱((臨時(shí)仰仰拱)把把斷面上上下、左左右分割割進(jìn)行開開挖的方方法,是是在地質(zhì)質(zhì)條件要要求分部部開挖及及時(shí)封閉閉的條件件下采用用。因此此CRD法與CD法的的區(qū)別是是:CD法必必須單側(cè)側(cè)先行成成環(huán),方可開開挖另一一側(cè);CRD法法在施工工過程中中的每一一步,都都要求用用臨時(shí)仰拱拱封閉斷面。CRD法法和CD法適用用于雙線線Ⅳ級(jí)、、Ⅴ級(jí)、、Ⅵ級(jí)圍圍巖及三三線大跨跨度隧道道,地質(zhì)質(zhì)條件困困難,圍圍巖軟弱弱,覆蓋蓋層薄,,含水量量大,基基底承載載力低等等條件,,適宜采采用人工工風(fēng)鎬開開挖,或或采用弱弱爆破松松動(dòng),人人工風(fēng)鎬鎬開挖。。CD工法法和CRD工法法在施工工中尤其其要考慮慮時(shí)空效效應(yīng),每每一步開開挖必須須快速,,必須及及時(shí)步步步成環(huán),,消除由由于工作作面應(yīng)力力松弛而而增大沉沉降值的的現(xiàn)象。。臨時(shí)中隔隔壁臨時(shí)橫撐撐CD法CD法CD法施工步步驟圖1CD法施工步步驟圖2CRD法(交叉叉中壁隔隔墻法))臨時(shí)仰拱拱臨時(shí)中隔隔壁CRD法開挖分分步圖CD法開開挖分步步圖CRD施施工步驟驟圖1CRD施施工步驟驟圖2(5)連連拱隧道道(小凈凈距隧道道)中洞洞法連拱隧道道采用中中洞法完完成中連拱隧道道中洞法法施工中隔墻連拱隧道道的特點(diǎn)點(diǎn)連拱隧道道就是將將兩隧道道之間的的巖體用用混凝土土取代,,或者說說是將兩兩隧道相相鄰的邊邊墻連接接成一個(gè)個(gè)整體,,形成雙雙洞拱墻墻相連的的一種結(jié)1)位置選選擇自由由度大,,適用于于地形復(fù)復(fù)雜,線線路布設(shè)設(shè)極為困困難的情情況。2)洞口引引線占地地面積少少,接線線難度小小,尤其其應(yīng)用于于城市中中時(shí),可可大大減減少拆遷遷,降低低工程費(fèi)費(fèi)用。3)較深挖挖高邊坡坡穩(wěn)定,,由此可可減少營營運(yùn)中的的安全隱隱患。4)便于公公路橋隧隧相連。。1、中洞洞完成開開挖和中中隔墻施施工后,,進(jìn)行側(cè)側(cè)洞施工工;2、側(cè)側(cè)洞多采采用側(cè)壁壁導(dǎo)坑法法施工;;
3、、側(cè)洞開開挖前必必須進(jìn)行行中隔墻墻臨時(shí)支支撐保護(hù)護(hù),或進(jìn)進(jìn)行局部部回填;;
4、、單側(cè)洞洞全斷面面初期支支護(hù)成環(huán)環(huán)超前另另一側(cè)不不小于2倍洞徑徑,方可可施工另另一側(cè)洞洞開挖;;
5、、加強(qiáng)中中隔墻頂頂部“V”形區(qū)區(qū)防水處處理。6、襯襯砌的施施作時(shí)間間,當(dāng)圍圍巖變形形較大時(shí)時(shí),應(yīng)盡盡快施作作襯砌;;當(dāng)圍巖巖完整性性較好時(shí)時(shí),為了了避免爆爆破震動(dòng)動(dòng)的影響響,可在在開挖及及支護(hù)施施作完成成一段時(shí)時(shí)間后再再做襯砌砌。中洞法施施工要點(diǎn)點(diǎn):7、現(xiàn)場圍圍巖、支支護(hù)、襯襯砌的變變形和應(yīng)應(yīng)力量測測極為重重要,其其目的是是檢測先先行洞結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全性,,并評(píng)價(jià)價(jià)后行洞洞施工的的穩(wěn)定性性以及加加固措施施的有效效性。量量測計(jì)劃劃要按這這一目的的來制訂訂,量測測結(jié)果要要及時(shí)指指導(dǎo)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)的的修正和和施工方方法的變變更。8、先行洞洞圍巖在在先行洞洞施工時(shí)時(shí)產(chǎn)生變變形,在在后行洞洞施工時(shí)時(shí)會(huì)再次次出現(xiàn)松松弛變形形,針對(duì)對(duì)先行洞洞圍巖變變形的影影響,要要考慮加加強(qiáng)支護(hù)護(hù),增大大襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)的剛剛性,如如采用鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu),控制制水平位位移值。。9、后行10、后行洞圍圍巖在先行行洞造成的的臨空面會(huì)會(huì)產(chǎn)生較大大變形,針針對(duì)后行洞洞圍巖變形形的影響,,要考慮采采取超前加加固地層,,分割開挖挖面,早期期閉合斷面面,加強(qiáng)支支護(hù),強(qiáng)化化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)礎(chǔ)等措施加加固開挖面面,改良前前方地層。。11、中隔墻容容易產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)力集中,,中隔墻的的下沉或中中隔墻上覆覆的圍巖的的塑性化均均可能會(huì)給給圍巖體或或襯砌帶來來不利影響響,可以考考慮采取加加固改良地地層或加強(qiáng)強(qiáng)支護(hù),防防止圍巖松松弛或下沉沉。12、連拱隧道道施工,首首先進(jìn)行中中導(dǎo)洞開挖挖,施工作作中隔墻,,然后進(jìn)行行主洞開挖挖,如圖所所示。主洞洞開挖時(shí)可可以采取側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑超超前開挖法法,當(dāng)?shù)刭|(zhì)質(zhì)條件較好好時(shí),也可可采取中導(dǎo)導(dǎo)坑超前開開挖法,支支護(hù)和襯砌砌均應(yīng)加強(qiáng)強(qiáng)。連拱隧道中中洞法施工工中洞先行貫貫通,保證證連拱中隔隔墻施工連拱隧道中中洞法施工工連拱隧道中中洞法施工工連拱隧道中中洞法施工工連拱隧道中中洞法施工工連拱隧道中中洞法施工工傳統(tǒng)礦山法法的變化方方案也很多多,包括全全斷面法、、臺(tái)階法、、側(cè)壁導(dǎo)坑坑法等。傳統(tǒng)礦山法法與新奧法法除施工原原則不同外外,具體作作業(yè)上也有有不同:1.不強(qiáng)調(diào)錨噴噴支護(hù),采采用鋼木支支撐;2.不強(qiáng)調(diào)及早早閉合支護(hù)護(hù)環(huán);3.多采用厚度度較大的單單層襯砌,,較少采用用復(fù)合襯砌砌;4.不進(jìn)行施工工量測。9、傳統(tǒng)統(tǒng)的礦山法法(1)漏斗棚架架法下導(dǎo)坑漏斗斗棚架法—導(dǎo)坑先墻后后拱法。它它是硬巖層層中修筑隧隧道的一種種基本傳統(tǒng)統(tǒng)方法,也也是我國80年代以前修修建鐵路隧隧道采用最最廣泛的方方法之一。。漏斗管棚法法的優(yōu)點(diǎn)::①便于人力力、小型機(jī)機(jī)具開挖;;②挑頂、擴(kuò)擴(kuò)挖的石碴碴通過漏斗斗裝車,效效率高;③工作面多多,可平行行作業(yè),進(jìn)進(jìn)度快。漏斗管棚法法的缺點(diǎn)::①棚架消耗耗大量木材材和鋼材;;②圍巖擾動(dòng)動(dòng)大,拱頂頂暴露時(shí)間間長,適用用于Ⅳ~Ⅵ類圍巖③干擾大。。(2)上、下導(dǎo)導(dǎo)坑先拱后后墻法又稱拱圈支支撐法,是是軟地層中中修筑隧道道的一種基基本的傳統(tǒng)統(tǒng)的方法。。也是以往往我國修建建鐵路隧道道應(yīng)用最廣廣泛的方法法之一。上下導(dǎo)坑先先拱后墻法法的優(yōu)點(diǎn)::拱部暴露時(shí)時(shí)間短,開開挖馬口、、灌注邊墻墻都是在拱拱圈保護(hù)下下進(jìn)行,安安全性好,,適用于Ⅱ、Ⅲ類圍巖。上下導(dǎo)坑先先拱后墻法法的缺點(diǎn)::襯砌整體性性差,開挖挖兩個(gè)導(dǎo)坑坑成本高、、速度慢。。第五部分輔輔助施工工工法新奧法或礦礦山法施工工中,可能遇到開開挖工作面面不能自穩(wěn)穩(wěn)或地面沉沉降過大的的情況,必須采用施施工輔助措措施對(duì)地層層進(jìn)行預(yù)支支護(hù)或預(yù)加加固.鐵路隧道施施工中常采采用的輔助助措施有:○超前地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)?!鹆艉诵男耐痢A(yù)支護(hù)?!饑娚浠旎炷练忾]閉開挖工作作面——預(yù)支護(hù)?!鹋R時(shí)仰仰拱封底——預(yù)支護(hù)?!鸪板^錨桿、插板板——預(yù)支護(hù)?!鸪靶⌒?dǎo)管注漿漿——小管棚支護(hù)護(hù)?!鸪按蟠髮?dǎo)管注漿漿——大管棚支護(hù)護(hù)。1、地質(zhì)超超前預(yù)報(bào)(一)概述述1、超前地地質(zhì)預(yù)報(bào)是是地質(zhì)勘察察工作的延延續(xù),在復(fù)復(fù)雜地質(zhì)情情況下,滿滿足施工安安全需要的的一門學(xué)科科,是工程程地質(zhì)學(xué)的的一部分,,覆蓋了物物理探測、、地質(zhì)、鉆鉆探、試驗(yàn)驗(yàn)多領(lǐng)域。。2、施工地地質(zhì)超前預(yù)預(yù)報(bào)是利用用一定的技技術(shù)手段收收集隧道所所在巖體的的有關(guān)資料料,并運(yùn)用用相應(yīng)的地地質(zhì)理論和和災(zāi)害發(fā)生生的規(guī)律進(jìn)進(jìn)行分析,,從而對(duì)施施工掌子面面前方巖體體情況和成成災(zāi)可能性性作出預(yù)報(bào)報(bào)。3、超前地地質(zhì)預(yù)報(bào)是是隧道信息息化施工的的重要組成成部分,必必須納入正正常施工工工序,根據(jù)據(jù)信息及時(shí)時(shí)調(diào)整施工工方法和采采取相應(yīng)的的技術(shù)措施施。(二)超前前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)方法目前國內(nèi)外外超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報(bào)手段段分為:常常規(guī)地質(zhì)法法、超前導(dǎo)導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法法、超前鉆鉆探預(yù)報(bào)法法、物探法法。1、常規(guī)法法:地質(zhì)素素描、地層層分界線、、構(gòu)造線地地下和地表表相關(guān)性分分析、地質(zhì)質(zhì)做圖法等等;2、超前導(dǎo)導(dǎo)坑法:平平行導(dǎo)坑法法、正洞導(dǎo)導(dǎo)坑法;3、超前鉆鉆探預(yù)報(bào)法法:深孔水水平鉆探、、5-8m加深炮孔孔探測及孔孔內(nèi)攝影;;4、物探法法:TSP地震波反反射法、地地質(zhì)雷達(dá)、、紅外線探探測等。(三)TSP超前地地質(zhì)預(yù)報(bào)技技術(shù)(TunnelSeismicPrediction))1、原理::利用地震震波在不均均勻地質(zhì)中中產(chǎn)生的反射波特性來預(yù)報(bào)報(bào)隧道掌子子面前方及及周圍臨近近區(qū)域的地地質(zhì)情況,,可以檢測測掌子面前前方巖性的的變化,如如不規(guī)則體體、不連續(xù)續(xù)面、斷層層和破碎帶帶。2、數(shù)據(jù)采采集:通過過激發(fā)隧道一一側(cè)邊墻等等間距炮孔孔,產(chǎn)生地震震波向周圍圍方向傳遞遞,從掌子子面前方任任一波阻抗抗差異界面面反射的信信號(hào)及直達(dá)達(dá)波信號(hào)將將被2個(gè)三三分量檢波波器接受,,該過程所所需時(shí)間需需要約1小小時(shí),然后后利用TSPwin軟件處理理分析波場場規(guī)律,自自動(dòng)整理出出二維、三三維成果圖圖,并由相相應(yīng)密度值值,計(jì)算出出預(yù)報(bào)區(qū)內(nèi)內(nèi)巖體物理理力學(xué)參數(shù)數(shù),進(jìn)而可可劃分出圍圍巖工程類類別。地層或斷層入射波前反射波前震源檢波器檢波器隧道TSP超前前探測原理理3、特點(diǎn)(1)預(yù)報(bào)報(bào)范圍從100m到150m;(2)操作作簡單,對(duì)對(duì)工作環(huán)境境無要求,,成果豐富富,對(duì)施工工過程無防防礙;(3)2小小時(shí)內(nèi)完成成隧道內(nèi)量量測準(zhǔn)備工工作,正常常情況下一一次量測采采集數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)間為60分鐘;(4)對(duì)不不良地質(zhì)體體的地質(zhì)性性質(zhì)判斷一一般較準(zhǔn)確確,分辨率率可達(dá)到1m,預(yù)報(bào)報(bào)的距離誤差小小于10%,對(duì)地質(zhì)體體規(guī)模識(shí)別別準(zhǔn)確度達(dá)達(dá)85%以以上;(5)通過過專業(yè)的WIN分析析軟件,專專業(yè)的技術(shù)術(shù)人員可以以迅速的完完成數(shù)據(jù)處處理、評(píng)估估工作等。。4、現(xiàn)場數(shù)數(shù)據(jù)采集作作業(yè)方法TSP現(xiàn)場數(shù)據(jù)采采集示意圖圖(1)按隧隧道每掘進(jìn)進(jìn)80—120m預(yù)預(yù)報(bào)一次((圍巖完整整時(shí)選擇120m,,圍巖破碎碎或地質(zhì)復(fù)復(fù)雜時(shí)選擇擇80m))。(2)接收收器2個(gè),,隧道左右右側(cè)各1個(gè)個(gè),鉆孔直直徑43——45mm,孔深2m,沿徑徑向向上傾傾斜5-10度,布布置高度距距離開挖底底面1.5m,距離離掌子面50—55m。(3)炮孔21—24個(gè)個(gè),根據(jù)巖層層的走向、傾傾向和隧道的的夾角,在夾夾角為銳角一一側(cè)布置,鉆鉆孔直徑32—38mm,孔深1.5m,向下下傾斜10-20度,布布置高度距離離開挖底面1.0m,5、數(shù)據(jù)處理理及提交的資資料:(1)對(duì)采集集的資料及時(shí)時(shí)進(jìn)行選擇多多種參數(shù)進(jìn)行行多次處理,,并對(duì)比分析析各次處理結(jié)結(jié)果,求得合合理的結(jié)論。。(2)提交以下資資料:TSP現(xiàn)場場數(shù)據(jù)記錄表;縱縱、橫波原始波形形記錄。對(duì)數(shù)和算算術(shù)坐標(biāo)的頻譜分分布圖至少兩種參參數(shù)的:帶預(yù)波結(jié)結(jié)果,Radon變換結(jié)果,PS波分離結(jié)果,極極度偏移圖,二維維結(jié)果圖,巖石參參數(shù)表。縱橫波速速度曲線和密度,,泊松比曲線和推推斷解釋的地質(zhì)剖剖面。極度偏移,,二維結(jié)果,縱橫橫波速度曲線和密密度,泊松比曲線線,地質(zhì)剖面的橫橫坐標(biāo)一律采用里里程??v橫波曲線線、密度泊松比曲曲線、動(dòng)態(tài)楊氏模模量曲線以及地質(zhì)質(zhì)縱、橫剖面共享享一個(gè)2D圖幅,,需要時(shí)可提供不不良地質(zhì)體的3D建模圖。(四)地質(zhì)雷達(dá)1、原理:通過特特定儀器發(fā)送脈沖沖形式的高頻電磁磁波,電磁波在介介質(zhì)中傳播,當(dāng)遇遇到存在電性差異異的地下目標(biāo)體,,如空洞、分界面面等時(shí),電磁波便便發(fā)生反射,返回回由接手收天線接接受。在對(duì)接收到的反射射電磁波波形、強(qiáng)強(qiáng)度、雙程時(shí)間進(jìn)進(jìn)行處理分析,達(dá)達(dá)到探測識(shí)別目標(biāo)標(biāo)物體的目的。2、特點(diǎn)(1)電磁反射波波法(地質(zhì)雷達(dá))),能夠預(yù)測隧道道施工中的不良和和特殊地質(zhì)問題,,分辨率高,精度度高,預(yù)報(bào)距離一般在25-30米左右。利用高頻電磁脈脈沖波的反射,中中心工作頻率100MHz;(2)操作簡單,,對(duì)工作環(huán)境無要要求,對(duì)施工過程程無防礙;(3)正常情況下下一次量測采集數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)間為30分分鐘;(4)對(duì)不良地質(zhì)質(zhì)體的地質(zhì)性質(zhì)判判斷一般精度較高,分辨率可達(dá)到20cm,預(yù)報(bào)的的距離誤差小于10%,對(duì)地質(zhì)體體規(guī)模識(shí)別準(zhǔn)確度度達(dá)85%以上;;(5)通過專業(yè)的的RADAN6.0分析軟件,,專業(yè)的技術(shù)人員員可以迅速的完成成數(shù)據(jù)處理等。3、收據(jù)采集方法法(1)有效探測距距離在完整灰?guī)r地地段按25m控制制,兩次預(yù)報(bào)的重重復(fù)長度約5m。。用于隧底復(fù)查時(shí)時(shí),有效探測深度度不小于10m。。(2)超前預(yù)報(bào)的的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集主主要是在掌子面上上進(jìn)行,采集前應(yīng)應(yīng)對(duì)掌子面進(jìn)行平平整處理,達(dá)測線線在掌子面上呈“井”字形布置;(3隧道左、右邊邊墻各布置一條測測線,隧底布置兩兩條測線。對(duì)于雙雙線或多線隧道,,隧底應(yīng)布置多條條測線,線間距以以3~4m為宜。。(4)在掌子面附近應(yīng)沒沒有其它的金屬物物體,避免影響檢檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性性;而且被測體表表面不能為高導(dǎo)體體。4、提交成果資料料:測線布置圖;現(xiàn)場場數(shù)據(jù)記錄表,異異常處的單支曲線線,原始波形剖面面,時(shí)間剖面;解解釋參數(shù)和解釋結(jié)結(jié)果。隧底復(fù)查的雷達(dá)圖圖件坐標(biāo):橫--里程,縱--深深度。超前預(yù)報(bào)的雷達(dá)圖圖件坐標(biāo):橫--距離,縱--里里程。(五)紅外探測法法1、工作原理:利利用巖層向外部發(fā)發(fā)射紅外波段的電電磁波,并形成紅紅外輻射場,場就就有密度、能量、、方向等信息特性性,將巖層內(nèi)部的的地質(zhì)信息采集出出來。干燥無水的的地層和含水地層層所發(fā)射的紅外輻輻射場強(qiáng)度不同,,因此根據(jù)巖層紅紅外輻射場強(qiáng)的變變化值就可以確定定地表淺層是否存存在隱伏的含水體體。紅外探測技術(shù)術(shù)就是根據(jù)這一原原理,根據(jù)紅外輻輻射場的變化,提提前確定水、瓦斯斯等隱蔽災(zāi)害源的的存在。2、特點(diǎn)(1)采用紅外探探測技術(shù),應(yīng)用HY303紅外探探測儀可完成對(duì)地地下水體、瓦斯和和天然氣等不良地地質(zhì)體的預(yù)報(bào)、探探測工作;(2)地下水體體的分布探測掘進(jìn)過程中對(duì)前方方探測,可了解前前方20-30m范圍內(nèi),是否存存在含水構(gòu)造;對(duì)頂板上方探測,,可了解上覆地層層富水狀態(tài);對(duì)底板下方探測,,可確定下方潛潛伏水體,以預(yù)防防滯后突水;對(duì)兩旁外側(cè)探測,,可確定兩旁外側(cè)側(cè)是否則存在隱伏伏水體或含水構(gòu)造造。2、預(yù)留留核心土土圍巖軟弱弱、破碎碎,掌子子面不穩(wěn)穩(wěn)定時(shí),,采用預(yù)預(yù)留核心心土,保保護(hù)掌子子面穩(wěn)定定,并達(dá)達(dá)到保護(hù)護(hù)周邊圍圍巖穩(wěn)定定的效果果。核心土3、噴射射混凝土土封閉開開挖面圍巖軟弱弱、破碎碎,掌子子面不穩(wěn)穩(wěn)定時(shí),,采用噴噴射混凝凝土封閉閉開挖面面,保護(hù)護(hù)掌子面面穩(wěn)定,,并達(dá)到到保護(hù)周周邊圍巖巖穩(wěn)定的的效果。。開挖掘進(jìn)進(jìn)前,在開挖面面頂部一一定范圍圍內(nèi),沿坑道設(shè)設(shè)計(jì)輪廓廓線,向巖體內(nèi)內(nèi)打入一一排縱向向錨桿(或型鋼,或小鋼管管),以形成一一道頂部部加固的的巖石棚棚.然后,在此棚保保護(hù)下進(jìn)進(jìn)行開挖挖,至一定距距離后(在尚未開開挖的巖巖體中必必須保留留一定的的超前長長度),重復(fù)上述述步驟,如此循環(huán)環(huán)前進(jìn).超前錨桿桿、插板板、小導(dǎo)導(dǎo)管的長長度宜3~8m,環(huán)向距離離不宜大大于0.5m.外插角不不應(yīng)超過過5o,孔位偏差差不超過過100mm.頂入鉆孔孔的錨桿桿長度不不小于管管長的90%.超前錨桿桿適用于于土砂質(zhì)質(zhì)地層、、膨脹性性地層、、裂隙發(fā)發(fā)育的巖巖體,以及斷層層破碎帶帶.4、超前錨錨桿、插插板5、臨時(shí)時(shí)仰拱6、小導(dǎo)導(dǎo)管小導(dǎo)管超前小導(dǎo)導(dǎo)管注漿漿工藝注漿要點(diǎn)點(diǎn):要點(diǎn)一一:現(xiàn)場場實(shí)施和和多數(shù)工工藝流程程中省略略了噴射射掌子面面封閉和和管口封封堵工序序;鉆鉆孔前必必須對(duì)掌掌子面、、周邊2-5m范圍開挖挖面進(jìn)行行噴射混混凝土封封閉,噴噴射厚度度5-10cm(至少首首輪施作作)。要要點(diǎn)點(diǎn)二:加加強(qiáng)注漿漿參數(shù)的的控制,,保證注注漿質(zhì)量量;要要點(diǎn)三三:嚴(yán)嚴(yán)格兩輪輪之間搭搭接長度度。導(dǎo)管管搭接功功能,一一方面保保證支護(hù)護(hù)超前拱拱的連續(xù)續(xù)性,另另一方面面其到后后輪導(dǎo)管管注漿止止?jié){墻的的作用。。要要點(diǎn)四::必要時(shí)時(shí)采取雙雙液漿,,快速凝凝結(jié),使使管底形形成止?jié){漿墻,保保證漿液液回流擴(kuò)擴(kuò)散。開挖掘進(jìn)前,在工作面上半半斷面,沿坑道設(shè)計(jì)周周邊,用大型水平鉆鉆機(jī)打出一排排大直徑的鉆鉆孔,并向鉆孔內(nèi)壓壓入厚壁鋼管管(為增加剛度可可壓入混凝土土).在地層中建立立一個(gè)臨時(shí)支支撐棚,在其防護(hù)下進(jìn)進(jìn)行全斷面或或分部開挖.管棚長度可達(dá)達(dá)幾十米,但每節(jié)長以4~6m為宜.管壁厚10~30mm,管徑以80~180mm為宜.鉆孔直徑一般般應(yīng)較管徑大大20~30mm,縱向搭接長長度不小于于1.5.上仰角度一一般為1~2o.管棚適用于于松軟地層層中修筑淺淺埋隧道,而地面沉陷陷要求又很很嚴(yán)格的情情況下.7、超前大管管棚長管棚施工工示意圖主要適用地地層:穿越軟弱地地層、破碎碎帶;隧道出入口口、淺覆蓋蓋地帶;下穿河床、、湖底或海海底;下穿高速公公路、鐵路路及各種建建筑物地基基;城市地下軌軌道交通如如地鐵的車車站等。管棚作用機(jī)機(jī)理先成孔后下下管潛孔錘沖擊擊跟管鉆進(jìn)進(jìn)定向鉆進(jìn)先成孔后下下管利用地質(zhì)水水平鉆機(jī)及及特制鉆桿桿先打設(shè)水水平孔,水水平孔形成成后,將鉆鉆桿抽出,,然后將工工作管即管管棚管頂入入。此方法法的應(yīng)用范范圍主要針針對(duì)地層自自穩(wěn)性較好好,不易塌塌孔的圍巖巖。當(dāng)鉆桿桿打到設(shè)計(jì)計(jì)深度抽回回后,在頂頂入管棚管管的過程中中已成的孔孔如果易塌塌,頂入管管棚管就會(huì)會(huì)遇到困難難。為了便便于將管棚棚管頂入,,打設(shè)的水水平孔的孔孔徑要比頂頂入的管棚棚管大一些些。在鉆孔孔時(shí)此方法法一般會(huì)引引起較大的的地面沉降降,所以下下完管棚管管后要盡快快注漿潛孔錘跟管管鉆進(jìn)跟管鉆進(jìn)的的成孔和下下管同時(shí)完完成。這樣樣避免了先先成孔后下下管其中間間歇時(shí)間的的塌孔問題題。可分為為水鉆和風(fēng)風(fēng)鉆兩種。。水鉆是采采用泥漿護(hù)護(hù)壁,將管管棚管作先成孔后下下管已成孔管棚鉆機(jī)長管棚施工工示意圖大管棚超前前支護(hù)大管棚施工工工藝流程程三通一平→→人員設(shè)備備進(jìn)場→鋪鋪設(shè)"H"鋼軌道→設(shè)設(shè)備組裝調(diào)調(diào)試→埋設(shè)設(shè)孔口管→→調(diào)試鉆機(jī)機(jī)(方位、、傾角)→→鉆具組裝裝進(jìn)孔→沖8、旋噴樁旋噴樁分水水平旋噴樁樁和豎直旋旋噴樁,是是采用高壓壓旋噴將漿漿液壓注入入地層達(dá)到到改善圍巖巖目的。旋噴方式::分為單管管法,雙重重管、多重重管旋噴材料::325#或425#普通硅酸鹽鹽水泥漿,,雙液漿,,化學(xué)漿液液等機(jī)械選型::70改進(jìn)型鉆機(jī)機(jī)(5.5KW+8.5KW)Y-2型液壓泵。注入水泥—水玻璃以及外加加劑組成的漿液液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)應(yīng),將巖層顆粒粒間存在的水強(qiáng)強(qiáng)迫擠出,使顆顆粒間的空隙充充滿漿液并使其其固結(jié),達(dá)到改改良圍巖的目的的9、深孔注漿拱部土體水平旋旋噴加固示意圖圖深孔注漿工藝流流程止?jié){墻施工測量、定位孔眼鉆孔調(diào)整鉆孔方向及角度壓水試驗(yàn)注漿觀測記錄泵排量和注漿壓力變化情況深孔注漿孔眼布布置止水帷幕導(dǎo)向向管及止?jié){墻墻施工(深孔孔注漿)深孔注漿技術(shù)參數(shù)數(shù)注漿長度:每環(huán)15~45m;每次開挖長度:11~41m(保證止?jié){巖盤長4m);注漿液擴(kuò)散半徑::2.5m;注漿材料:PO42.5水泥、濃度Be40水玻璃,模數(shù)為2.0~3.0,鋁粉膨脹劑,,特殊配方CT-1、CT-2外加劑;漿液比例:水::水泥(重量比))水泥漿:水玻璃漿液(體積比)1:1;鋁粉摻入量為水泥重量的0.1%;外加劑CT-1、CT-2摻入量為水泥重量的2.5%;注漿凝固時(shí)間:漿液凝固時(shí)間為20~180S;注漿壓力:1~1.5Mpa。深孔注漿立體示意意圖小導(dǎo)管施工加密,,間距20cm-40cm,長度2.5m-4.5m,每榀格柵一環(huán),位置為拱部和邊墻墻全包,小導(dǎo)外插角45°,并注入1:1水泥漿以固結(jié)隧道道輪廓處1.5m范圍土體,并在上上臺(tái)階開挖時(shí)增設(shè)設(shè)臨時(shí)仰拱,以達(dá)達(dá)到早封閉的目的的。10、小導(dǎo)管加密注漿漿(非超前支護(hù))小導(dǎo)管加密注漿小導(dǎo)管施工照片第六部分不不良地質(zhì)隧道施施工不良地質(zhì)地段是指滑坡、崩塌、、巖堆、偏壓地層層、巖溶、高地應(yīng)應(yīng)力、高強(qiáng)度地層層、松散地層、軟軟土地段等不利于于隧道工程的不良良地質(zhì)環(huán)境。一、不良和特殊地地質(zhì)地段概念特殊地質(zhì)地段是指膨脹地層、軟軟弱黃土地層、含含水未固結(jié)圍巖、、溶洞、斷層、巖巖爆、流沙等地段段以及瓦斯溢出地地層等。1、不良和特特殊地質(zhì)地地段施工一一般規(guī)定特殊地質(zhì)地地段隧道施工,,以“先治治水、短開開挖、弱爆爆破、強(qiáng)支支護(hù)、早襯襯砌、勤檢檢查、穩(wěn)步步前進(jìn)”為為指導(dǎo)原則則。(1)隧道選選擇施工方方法(2.選擇支護(hù)方方法注意事事項(xiàng)(2)加強(qiáng)監(jiān)控控和量測工工作(3)爆破后如如開挖工作作面有坍塌塌可能時(shí),,應(yīng)在清除除危石后及及時(shí)噴射混混凝土護(hù)面面。(4)錨噴支護(hù)后后仍不能提提供足夠的的支護(hù)能力力時(shí),應(yīng)及及早裝設(shè)鋼鋼拱架支撐撐加強(qiáng)支護(hù)護(hù)。(5)采用臨時(shí)時(shí)支護(hù)時(shí),,對(duì)不宜采采用錨噴支支護(hù)的特殊殊地質(zhì)地段段,應(yīng)用構(gòu)構(gòu)件支撐作作臨時(shí)支護(hù)護(hù),支撐要要有足夠的的強(qiáng)度和剛剛度,能承承受開挖后后的圍巖壓壓力。(6)圍巖出現(xiàn)底底部壓力,,產(chǎn)生底膨膨現(xiàn)象或可可能產(chǎn)生沉沉陷時(shí)應(yīng)加加設(shè)底梁、、底部錨桿桿、隨底仰仰拱;(7)當(dāng)圍巖極為為松軟破碎碎時(shí),應(yīng)采采用先護(hù)后后挖,暴露露面應(yīng)用支支撐封閉嚴(yán)嚴(yán)密;根據(jù)據(jù)現(xiàn)場條件件,可結(jié)合合管棚或超超前錨桿
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