隧道講義多媒體課件

+現(xiàn)代隧道工程技術(shù)與應(yīng)用徐林生教授、博導(dǎo)1+現(xiàn)代隧道工程技術(shù)與應(yīng)用122小團山隧道昆明端3小團山隧道昆明端3沙坪壩隧道洞門設(shè)計一號方案4沙坪壩隧道洞門設(shè)計一號方案4沙坪壩隧道洞門設(shè)計二號方案5沙坪壩隧道洞門設(shè)計二號方案5沙坪壩隧道洞門設(shè)計三號方案6沙坪壩隧道洞門設(shè)計三號方案6尤特酈山隧道7尤特酈山隧道7雙山隧道洞門設(shè)計方案一8雙山隧道洞門設(shè)計方案一8圖27－2斜拉橋的引橋工程9圖27－2斜拉橋的引橋工程9圖26規(guī)劃線的懸索大橋（跨度2200m，通航凈高82m）10圖26規(guī)劃線的懸索大橋（跨度2200m，通航凈高8正在施工的位居世界第一的鋼拱橋——L=550m，跨越黃浦江的盧浦大橋（中承式系桿拱）圖28盧浦大橋建成后的全景11正在施工的位居世界第一的鋼拱橋圖28盧浦大南京市玄武湖隧道12南京市玄武湖隧道12第一章緒論1.1隧道施工概述一、我國公路隧道建設(shè)狀況

公路習(xí)慣修法：“逢山開路、遇水架橋”山嶺公路隧道的優(yōu)點：①提高公路等級和行車舒適性；②縮短行車?yán)锍?，減少汽車損耗，節(jié)約能源和運費；③降低越嶺公路高程，保證常年通車；④減少人為公路病害和水土流失；⑤節(jié)約土地，保護生態(tài)環(huán)境。13第一章緒論1.1隧道施工概述13水底隧道優(yōu)點：①不侵占水道航道的凈空，不影向航運；②不受惡劣自然氣侯環(huán)境影響，能全天侯通行；③少拆遷或不拆遷，降低工程綜合造價；④結(jié)構(gòu)耐久性好，維護保養(yǎng)費用低；⑤對周圍生態(tài)環(huán)境干擾影響??；⑥容易做到“一洞多用”，便于綜合布設(shè)和維修城市越江供水電氣管道等；⑦抵御常規(guī)戰(zhàn)爭能力較強。14水底隧道優(yōu)點：①不侵占水道航道的凈空，不影向航運；14

跨越黃浦江的越江通道設(shè)施——溝通上海浦西與浦東新區(qū)（已建和正建的：6橋、7隧，未計入地鐵越江）15跨越黃浦江的越江通道設(shè)施——溝通上海浦西與浦東新區(qū)1沉管隧道縱斷面圖16沉管隧道縱斷面圖16

越江沉管法隧道17越江沉管法隧道17上海外環(huán)線沉管隧道進出口洞門18上海外環(huán)線沉管隧道進出口洞門18圖19－2－119圖19－2－119沉管的預(yù)制20沉管的預(yù)制20沉管的出運21沉管的出運21圖19－4－122圖19－4－122沉管的安裝23沉管的安裝23

隧道缺點:建設(shè)費用較高；施工難度較大。

截止2005年底，公路隧道已達(dá)2889座，總長度1527公里，其中特長隧道111座（其中5Km以上特長隧道32座、最長的秦嶺終南山隧道長達(dá)18.02Km）。發(fā)展趨勢：長、大、深、群24隧道缺點:建設(shè)費用較高；施工難度較大。截止二、隧道施工與特點

隧道施工特點:①地下隱蔽工程，未知因素較多，施工經(jīng)驗很重要；②作業(yè)空間有限，工作面狹窄，施工工序間有一定干擾；③施工作業(yè)的循環(huán)性較強，需按一定順序?qū)嵤?；④施工作業(yè)的綜合性較強；⑤施工過程中圍巖-支護結(jié)構(gòu)物理力學(xué)的性能動態(tài)變化。⑥晝夜均可施工作業(yè)，但工作環(huán)境條件相對較差。

隧道施工包括隧道施工方法、施工技術(shù)和施工管理三個方面。25二、隧道施工與特點隧道施工特點:25隧道施工方法：⒈鉆爆法（礦山法）：包括傳統(tǒng)礦山法、新奧法⒉掘進機法（無鉆爆法）：包括TBM方法、盾構(gòu)法⒊淺埋及軟土隧道施工方法：包括明挖法、淺埋暗挖法、地下連續(xù)墻法、盾構(gòu)法

⒋水底隧道施方法：包括沉管法（預(yù)制砼管段沉埋法）、盾構(gòu)法和鉆爆法26隧道施工方法：⒈鉆爆法（礦山法）：包括傳統(tǒng)礦山法、新奧法262727四臂鑿巖臺車28四臂鑿巖臺車28三線大跨雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工29三線大跨雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工293030CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)31CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)313232TBM隧道掘進機33TBM隧道掘進機33TBM出碴34TBM出碴34TBM控制室35TBM控制室35TBM施工的隧道和整體道床36TBM施工的隧道和整體道床363737盾構(gòu)掘進施工中38盾構(gòu)掘進施工中383939地下鐵道區(qū)間隧道及其上、下行線間的連接通道

地鐵區(qū)間隧道和越江隧道盾構(gòu)法施工40地下鐵道區(qū)間隧道及其上、下行線間的連接通道地鐵區(qū)間隧上海崇明越江隧道工程設(shè)計41上海崇明越江隧道工程設(shè)計41地連墻的“圍護－支撐結(jié)構(gòu)”系統(tǒng)42地連墻的“圍護－支撐結(jié)構(gòu)”系統(tǒng)42市區(qū)商業(yè)街下方的地下連續(xù)墻逆作法施工地鐵車站深、大基坑施工43市區(qū)商業(yè)街下方的地下連續(xù)墻逆作法施工地鐵車站深、大基坑施工方法選擇應(yīng)考慮的基本因素:①施工單位施工能力、人員素質(zhì)、設(shè)備條件、管理水平;②隧道水文與工程地質(zhì)條件；③隧道類型與斷面積大??；④隧道埋深條件；⑤施工工期；⑥周圍環(huán)境條件。隧道施工作業(yè)方式:順序作業(yè)、平行作業(yè)、流水作業(yè)44施工方法選擇應(yīng)考慮的基本因素:①施工單位施工能力、人員素質(zhì)

順序作業(yè)：就是按工藝流程和施工步驟的先后順序組織施工操作。缺點：整個工期長；專業(yè)隊施工不連續(xù)，易形成窩工；工作面空閑時間長、未充分利用。平行作業(yè)：根據(jù)需要，可將較長的線型工程作業(yè)面分成幾段或幾個工點分別同時按程序施工，即同時開工、齊頭平進、同時完成。它可以縮短工期，、充分利用工作面，但消耗的機具和勞動力較多。流水作業(yè)：將工程劃分成若干施工段，某一工種的工人隊先在第一施工段完成第一道工序，再轉(zhuǎn)移到第二段完成同一道工序；同樣，另一工種的工人隊緊跟其后45順序作業(yè)：就是按工藝流程和施工步驟的先后順序組織依次在各施工段完成下一道工序，如此類推直至完成。

優(yōu)點：前一工序可迅速為后一工序讓出工作面，從而加快了工程進度；各施工隊在各施工段上連續(xù)均衡施工，可以合理地使用勞力、材料和設(shè)備，避免出現(xiàn)短期的使用高峰現(xiàn)象；工人連續(xù)進行同一種工作，也有利于保證施工質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)效率。46依次在各施工段完成下一道工序，如此類推直至完成。優(yōu)點隧道施工技術(shù)：主要是研究解決隧道各種施工方法所需要的技術(shù)方案和技術(shù)措施，特殊不良地質(zhì)地段的施工手段，隧道施工過程中的爆破、襯砌、支護、通風(fēng)、防塵、防瓦斯有害氣體，以及照明、水風(fēng)電的作業(yè)方式與操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、要求，圍巖變化的監(jiān)控量測方法等。施工技術(shù)應(yīng)確保所選擇的施工方法的具體實施。隧道施工技術(shù)應(yīng)用須遵循的基本原則：①施工過程中應(yīng)充分保護和利用好圍巖；②允許并限制圍巖的可控變形；47隧道施工技術(shù)：主要是研究解決隧道各種施工方法所需要的③圍巖變形控制主要通過支護結(jié)構(gòu)的支護阻力效應(yīng)來達(dá)到。④實時跟蹤監(jiān)控量測技術(shù)手段；⑤實施柔性噴錨支護措施，必要時可采用工字鋼、格柵鋼拱架補強加勁措施或臨時仰拱、超前支護等措施。⑥施工過程中要密切注意圍巖-支護結(jié)構(gòu)體系的動態(tài)變化情況，特別是地下水較豐富時；⑦及時封閉拱墻部位的圍巖，必要時也可封閉掌子面；⑧二次襯砌砼的施筑順序應(yīng)采用先墻后拱的施工順序。⑨遵循預(yù)設(shè)計-施工-地質(zhì)預(yù)報-監(jiān)控量測-反饋修正預(yù)設(shè)計的科學(xué)程序。48③圍巖變形控制主要通過支護結(jié)構(gòu)的支護阻力效應(yīng)來達(dá)到。④實時隧道施工管理：主要是指如何按著施工組織設(shè)計的原則、施工方案和工進度要求組織施工。包括技術(shù)管理，計劃與進度的動態(tài)管理，施工質(zhì)量管理，施工安全管理，施工成本控制與管理等。1.2隧道施工與成本隧道施工成本是指在其施工過程中施工耗費總和的貨幣表現(xiàn)形式。隧道施工成本主要包括直接費用和間接費用兩大部分，直接費用主要包括人工費、材料費、機械費和水電費、利稅等，間接費用主要為管理費。49隧道施工管理：主要是指如何按著施工組織設(shè)計的原則、施影響隧道施工成本的主要因素：①合理施工方法的選擇；②超挖與處理狀況；③施筑不當(dāng)引發(fā)坍方的處理；④噴筑混凝土施工質(zhì)量；⑤施工作業(yè)順序；⑥材料供應(yīng)、采購、管理、使用;⑦非直接生產(chǎn)性管理機構(gòu)、管理人員與車輛因素；⑧隧道施工地質(zhì)條件的變化。50影響隧道施工成本的主要因素：①合理施工方法的選擇；50

綜上所述，隧道施工過程中考慮得越周密、細(xì)致，那么預(yù)見性可能就越強，出現(xiàn)問題時就能夠及時地處治，從而降隧道施工的風(fēng)險性，將損失減少到最低限度。所以，隧道施工方法、施工技術(shù)、施工管理三個方面應(yīng)進行整體優(yōu)化與控制，才可能達(dá)到控制施工成本的目的，以最少的投入，取得最佳的經(jīng)濟效益。51綜上所述，隧道施工過程中考慮得越周密、細(xì)致，1.3隧道施工組織與管理要點①建立正常的循環(huán)作業(yè)；②明確多種作業(yè)的形式和關(guān)系；③根據(jù)隧道工程規(guī)模和合同工期要求組織掘進工作面；④健全現(xiàn)場施工調(diào)度系統(tǒng)；⑤動態(tài)組織與管理；⑥健全各種責(zé)任制度；⑦加強施工過程中的分工協(xié)作。施工要點：愛護圍巖、內(nèi)實外美、重視環(huán)境、動態(tài)施工521.3隧道施工組織與管理要點①建立正常的循環(huán)作業(yè)；521.4隧道施工常遇到的問題①施工中缺乏完善、有效的地質(zhì)超前預(yù)報方法與技術(shù)；②對“保護圍巖、愛護圍巖”的認(rèn)識不足，造成不應(yīng)有的損傷和松馳或坍方；③施工機械化程度不高；④支護襯砌結(jié)構(gòu)偷工減料，隱患較多；⑤隧道滲漏水現(xiàn)象較普遍，防排水問題是薄弱環(huán)節(jié)；⑥質(zhì)檢體制不完善，缺乏有效的檢測方法和手段；531.4隧道施工常遇到的問題①施工中缺乏完善、有效的地質(zhì)超前⑦施工作業(yè)環(huán)境條件欠佳；⑧施工人員現(xiàn)場應(yīng)變處理能力不強，一旦出現(xiàn)不良施工災(zāi)害時常束手無策，不能及時整治；⑨施工干擾普遍存在，缺少統(tǒng)一協(xié)調(diào)和動態(tài)管理。54⑦施工作業(yè)環(huán)境條件欠佳；⑧施工人員現(xiàn)場應(yīng)變處理能力不強，一旦1.5國外公路隧道技術(shù)概況與發(fā)展趨勢①復(fù)合式柔性襯砌設(shè)計技術(shù)；②圍巖穩(wěn)定監(jiān)測與信息反饋分析技術(shù)；③扁平大斷面公路隧道設(shè)計與施工技術(shù)；④山嶺公路隧道防排水技術(shù)；⑤通風(fēng)專用設(shè)備靜電吸塵技術(shù)；⑥交通監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)；⑦公路隧道特殊修筑方法（TBM、盾構(gòu)與沉管法）551.5國外公路隧道技術(shù)概況與發(fā)展趨勢①復(fù)合式柔性襯砌設(shè)計技1.6科技攻關(guān)及目標(biāo)⑴初期支護結(jié)構(gòu)與支護效果：①錨桿結(jié)構(gòu)型式與支護效果；②噴射砼層變形特征與受力分析；③型鋼支撐（工字鋼、格柵鋼拱架)的合理結(jié)構(gòu)型式與支護效果;④超前支護(錨桿、小導(dǎo)管、管棚)力學(xué)分析與支護效果⑵二次襯砌砼受力特性研究: