隧道施工簡介開挖

第一講隧道一般施工辦法隧道一般是指：埋置于地層內工程建筑物，是人類利用地下空間一種形式。1）按照隧道所處地質條件分類：分為土質隧道和石質隧道。2）按照隧道長度分類：分為短隧道（鐵路隧道要求：L≤500m；馬路隧道要求：L≤500m）、中長隧道（鐵路隧道要求：500＜L≤3000m；馬路隧道要求500＜L＜1000m）、長隧道（鐵路隧道要求：3000＜L≤10000m；馬路隧道要求1000≤L≤3000m）和專長隧道（鐵路隧道要求：L＞10000m；馬路隧道要求：L＞3000m）。

一、隧道概念、作用、組成

1、隧道概念：1/433）按照國際隧道協(xié)會（ITA）定義隧道橫斷面積大小劃分標準分類：分為極小斷面隧道（2～3㎡）、小斷面隧道（3～10㎡）、中等斷面隧道（10～50㎡）、大斷面隧道（50～100㎡）和特大斷面隧道（大于100㎡）。4）按照隧道所在位置分類：分為山嶺隧道、水底隧道和都市隧道。5）按照隧道埋置深度分類：分為淺埋隧道和深埋隧道。6）按照隧道用途分類：分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。2/432、隧道作用：修建在山嶺地域可克服地形高程障礙，改善線形、提升車速、縮短里程節(jié)省燃料、節(jié)省時間、減少對植被破壞、保護生態(tài)環(huán)境、克服落石、塌方、雪崩、堆雪等危害。修建在都市可減少用地組成立交，處理交叉口交通擁擠堵塞進而疏導交通。修建在江河、海峽、港灣地域可不影響水路通航等好處。3/433、隧道組成：隧道組成份為：主體建筑如洞口構筑物（洞門），洞身，防排水，橫通道（人行、車行）。從屬建筑如通風、照明、安全、通訊設施等。4/43二、隧道施工基本概念隧道施工是指隧道及地下洞室施工辦法、施工技術、施工管理。

1、施工辦法隧道施工辦法選擇主要根據(jù)工程地質和水紋地質條件并結合隧道斷面尺寸、長短、襯砌類型、隧道使用功能施工單位技術水平、施工能力、設備配備能力綜合研究確定。根據(jù)隧道穿越地層不一樣情況和目前隧道施工辦法發(fā)展，隧道施工辦法可按下列方式分類：5/43隧道施工辦法山嶺隧道施工辦法淺埋及軟土隧道施工辦法水底隧道施工辦法礦山法（鉆爆法）掘進機法明挖法地下連續(xù)墻法蓋挖法淺埋暗挖法盾構法沉埋法盾構法傳統(tǒng)礦山法新奧法6/432、隧道施工技術隧道施工技術是研究處理上述多種隧道施工辦法所需技術方案和措施（如開挖支護、襯砌等施工方案及措施）隧道穿越特殊地質地段（如膨脹土、黃土、溶洞、塌方、流砂、高地溫、巖爆、瓦斯地層等）施工伎倆，隧道施工過程中通風、防塵、防有害氣體及照明風水電作業(yè)方式、辦法和對圍巖量測監(jiān)控辦法。7/433、隧道施工管理隧道施工管理主要處理施工組織設計（如施工方案選擇、施工技術措施、場地布置、進度控制、材料供應、勞力及機具安排等）和施工中技術管理、材料管理、質量管理、經濟管理、安全管理等問題。8/43三、山嶺隧道常規(guī)施工辦法山嶺隧道常規(guī)施工辦法稱為礦山法，因最早應用于采礦坑道而得名。作為施工辦法，人們習慣上將鉆爆開挖加鋼木構件支撐施工辦法稱為傳統(tǒng)礦山法。而把采取鉆爆開挖加錨噴支護施工辦法稱之為“新奧法”。9/431、傳統(tǒng)礦山法與新奧法區(qū)分傳統(tǒng)礦山法是建立在松弛荷載理論基礎上，而新奧法是建立在巖承理論基礎上。對坑道開挖后支護上，傳統(tǒng)礦山法是鋼、木構件支撐，且在施工中木支撐要更換，麻煩又不安全，且對圍巖擾動大，限制了其發(fā)展。而新奧法是以鋼支撐錨噴為支護伎倆，不需更換。二者相比不但僅是伎倆上不一樣，更主要是工程概念、力學概念和設計原理不一樣。10/43新奧法是一種詳細應用巖體動態(tài)性質較完整力學概念。它不是一種單純施工辦法，更不是一種支護辦法，也不能說使用了錨噴支護就以為采取新奧法了。新奧法內容及范圍相稱廣泛深入，它既包括了隧道工程設計，又包括了隧道工程施工，還包括了隧道及地下工程科研范圍大系統(tǒng)工程。新奧法應用巖體力學理論，以維護和利用圍巖自承能力為基點，采取錨噴為主要支護伎倆，能及時進行其支護，限制圍巖變形和松弛。使圍巖成為支護體系組成部分，并通過對圍巖與支護量測監(jiān)控，及時正確指導隧道及地下工程設計。11/432、新奧法施工程序、基本標準、施工辦法傳統(tǒng)礦山法已逐漸被淘汰，在此不再詳細介紹。施工工序見下列圖。施工準備確定施工方案開挖臨時支護檢查是否要加強檢查是否可撤換整體式厚襯砌竣工12/431）、新奧法施工程序、基本標準

①、施工程序施工準備確定施工方案開挖早期支護量測監(jiān)控必要時須超前支護或預先進行地層改良防水隔離層二次支護竣工是否符合管理基準？是否修正支護參數(shù)變化開挖辦法和次序修改施工方案13/43②、施工基本標準新奧法施工標準是少擾動、早支護、勤量測、緊封閉。少擾動，是指在進行隧道開挖時，要盡可能減少對圍巖擾動次數(shù)、擾動強度、擾動范圍和擾動連續(xù)時間。因此要求能用機械開挖就不用鉆爆法開挖；采取鉆爆法開挖時，要嚴格地進行控制爆破；盡可能采取大斷面開挖；根據(jù)圍巖類別、開挖辦法、支護條件選擇合理循環(huán)掘進進尺；自穩(wěn)性差圍巖，循環(huán)掘進進尺應短某些；支護要盡可能緊跟開挖面，縮短圍巖應力松弛時間。14/43早支護，是指開挖后及時施作早期錨噴支護，使圍巖變形進入受控制狀態(tài)。這樣做一方面是為了使圍巖不致因變形過度而產生坍塌失穩(wěn)；另一方面是使圍巖變形適度發(fā)展，以充足發(fā)揮圍巖自承能力。必要時可采取超前預支護措施。15/43勤量測，是指以直觀、可靠量測辦法和量測數(shù)據(jù)來精確評價圍巖（或圍巖加支護）穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動態(tài)發(fā)展趨勢，方便及時調整支護形式、開挖辦法，確保施工安全和順利進行。量測是當代隧道及地下工程理論主要標志之一，也是掌握圍巖動態(tài)變化過程伎倆和進行工程設計、施工根據(jù)。16/43緊封閉，一方面是指采取噴射混凝土等防護措施，避免圍巖因長時間暴露而致強度和穩(wěn)定性衰減，尤其是對于易風化軟弱圍巖。另一方面更為主要是指要適時對圍巖施作封閉性支護，這樣做不但能夠及時制止圍巖變形，并且能夠使支護和圍巖能進入良好共同工作狀態(tài)。17/432）、新奧法開挖辦法隧道工程采取新奧法施工時，常用施工辦法大體分為全斷面法、臺階法和分部開挖法三大類及若干變化方案，如下列圖所示（圖中錨噴襯砌，復合式襯砌施作程序略）。18/4319/4320/43概念：全斷面開挖法是按設計開挖斷面一次爆破成型A、全斷面法21/43施工次序：適應條件：22/4323/43特點：B、臺階法24/4325/43C、分部開挖法26/43(1)環(huán)形開挖留關鍵土法：27/4328/43三臺階七步法：是以弧形導坑開挖留關鍵土為基本模式，分上、中、下三個臺階七個開挖面，各部位開挖與支護沿隧道縱向錯開、平行推進隧道施工辦法。適用于開挖斷面為100～180平方米，具有一定自穩(wěn)條件Ⅳ、V級圍巖地段隧道施工。主要體現(xiàn)包括：黃土、強風化巖層(強風化泥巖、強風化泥質粉砂巖等)。29/4330/4331/43

三臺階七步法技術特點：1)施工空間大，方便機械化施工，能夠多作業(yè)面平行作業(yè)。部分軟巖或土質地段能夠采取挖掘機直接開挖，工效較高。2)在地質條件發(fā)生變化時，便于靈活、及時地轉換施工工序，調整施工辦法。3)適應不一樣跨度和多種斷面形式，早期支護工序操作便捷。4)在臺階法開挖基礎上，預留關鍵土，左右錯開開挖，利于開挖工作面穩(wěn)定。5)當圍巖變形較大或突變時，在確保安全和滿足凈空要求前提下，可盡快調整閉合時間。三臺階七步開挖法躲避了側壁導坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除臨時支護及受力轉換造成不安全原因，及時調整閉合時間，方便機械施工，利于施工工序轉換。施工標準：采取三臺階七步開挖法施工應盡可能縮