隧洞施工-鉆爆法隧洞施工（水利工程施工課件）

隧洞施工目錄12鉆爆法隧洞施工TBM法隧洞施工任務(wù)1隧洞施工方案的確定隧洞斷面結(jié)構(gòu)及所穿越的地帶圍巖性質(zhì)不同，其施工方法也不同，通常有鉆爆法、TBM掘進(jìn)機(jī)法和盾構(gòu)法等類型。隧洞施工的主要作業(yè)內(nèi)容包括：開挖、出渣、襯砌或支護(hù)、灌漿等。為創(chuàng)造良好施工環(huán)境加快施工進(jìn)度，以妥善解決好以下輔助作業(yè)內(nèi)容：通風(fēng)、散煙、除塵；風(fēng)水、電供應(yīng)；排水。隧洞施工程序1、平洞施工工作面的確定

一般情況下，平洞開挖至少有進(jìn)出口兩個(gè)工作面，如果洞線較長，工期緊迫，則應(yīng)考慮開挖施工支洞或豎井等來增加工作面。工作面的數(shù)目可按下式進(jìn)行估算：1、平洞施工工作面的確定式中：[T]為平洞施工的限定期，月；L為平洞的全長，m；N為工作面的數(shù)目；

1、平洞施工工作面的確定

V為平洞施工的綜合進(jìn)度指標(biāo)M/月；Lmax為施工支洞（或豎井）的最大長度，m；v施工支洞（或豎井）的綜合指標(biāo)m/月。在確定工作面的數(shù)目和位置時(shí)，還應(yīng)結(jié)合平洞沿線的地形地質(zhì)條件，洞內(nèi)外運(yùn)輸?shù)缆泛褪┕龅夭贾?，支洞或豎井的工程量和造價(jià)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來選擇。2、隧洞開挖方法1963年，由奧地利學(xué)者L臘布茲維奇教授命名的“新奧地利隧道施工法（NewAustriaTunnelingMethod）”,簡稱“新奧法（NATM）”正式出臺。它是以控制爆破或機(jī)械開挖為主要掘進(jìn)手段，以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法，把理論、量測和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的一種施工方法。其核心是及時(shí)支護(hù)，充分利用圍巖的自穩(wěn)能力提高圍巖與支護(hù)的共同作用。應(yīng)用新奧法施工必須遵循的基本原則是：（1）圍巖是隧洞的主要承載單元，要在施工中充分保護(hù)和愛護(hù)圍巖。（2）容許圍巖有可控制的變形，充分發(fā)揮圍巖的結(jié)構(gòu)作用。（3）變形的控制主要是通過支護(hù)阻力（即各種支護(hù)結(jié)構(gòu)）的效應(yīng)達(dá)到的。應(yīng)用新奧法施工必須遵循的基本原則是：（4）在施工中，必須進(jìn)行實(shí)地量測監(jiān)控，及時(shí)提出可靠的、足夠數(shù)量的量測信息，以指導(dǎo)施工和設(shè)計(jì)。（5）在選擇支護(hù)手段時(shí)，一般應(yīng)選擇能大面積牢固的與圍巖緊密接觸的、能及時(shí)施設(shè)和應(yīng)變能力強(qiáng)的支護(hù)手段。（6）要特別注意，隧洞施工過程是圍巖力學(xué)狀態(tài)不斷變化的過程。應(yīng)用新奧法施工必須遵循的基本原則是：（7）在任何情況下，使隧洞斷面能在較短時(shí)間內(nèi)閉合是極為重要的。在巖石隧洞中，因圍巖的結(jié)構(gòu)作用，開挖面能夠“自封閉”。而在軟弱圍巖中，則必須改變“重視上部，忽視底部”的觀點(diǎn)，應(yīng)盡量采用能先修筑仰拱（或臨時(shí)仰拱）或底板的施工方法，使斷面及早封閉。應(yīng)用新奧法施工必須遵循的基本原則是：（8）在隧洞施工過程中，必須建立設(shè)計(jì)一施工檢驗(yàn)—地質(zhì)預(yù)測—量測反饋—修正設(shè)計(jì)的一體化的施工管理系統(tǒng)，以不斷提高和完善隧洞施工技術(shù)。以上隧洞施工的基本原則可扼要地概括為：“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測、緊封閉”。

新奧法施工工序框圖隧洞開挖方法實(shí)際上是指開挖成形方法，按開挖隧洞的橫斷面分部情況來分，開挖方法可分為全斷面開挖法、斷面分部法（臺階開挖法、導(dǎo)洞開挖法）。平洞的開挖方法平洞開挖●全斷面開挖是將平洞整個(gè)斷面一次開挖成洞。該法適用于斷面較小,圍巖堅(jiān)固穩(wěn)定(f≥8~10),配有充足大型開挖襯砌設(shè)備的平洞開挖。洞徑小于10m的平洞：宜優(yōu)先采用全段面開挖方法?！駭嗝娣植块_挖該法適用于圍巖較差、洞徑過大的平洞開挖。(在Ⅳ類圍巖中開挖大斷面平洞時(shí),應(yīng)采用分部開挖方法,并及時(shí)做好支護(hù)工作。)●臺階法開挖當(dāng)洞徑或洞高在10m以上，一般應(yīng)采用臺階法開挖。分為正臺階法和反臺階法開挖。上部斷面掌子面鉆爆布孔與全斷面法基本相同；下部臺階的鉆爆因有兩個(gè)臨空面，效果較好。在斷面中先開挖導(dǎo)洞，然后再在其基礎(chǔ)上擴(kuò)大至整個(gè)斷面的開挖方法。該法可進(jìn)一步探明地質(zhì)情況；并有利于圍巖穩(wěn)定；有利于解決排水問題和改善通風(fēng)條件?！駥?dǎo)洞法開挖全斷面開挖法是按設(shè)計(jì)開挖斷面一次開挖成型見下圖。1-全斷面法開挖的工作面；2-錨噴支護(hù)；3-模筑混凝土襯砌

2.1全斷面開挖法全斷面法適用于斷面較小,圍巖堅(jiān)固穩(wěn)定(f≥8~10),洞徑小于10m的平洞，配有充足大型開挖襯砌設(shè)備的平洞開挖。一般情況下，循環(huán)進(jìn)尺可采用以下數(shù)值：①在Ⅰ～Ⅲ類圍巖中，用手持鑿巖機(jī)鉆孔時(shí)為2～4m；用架鉆臺車或多臂鉆車鉆孔時(shí)為3～5m。②在Ⅳ、Ⅴ類圍巖中，應(yīng)適當(dāng)減少循環(huán)進(jìn)尺。2.1全斷面開挖法18平洞的開挖方法斷面分部開挖斷面分部開挖●臺階法開挖●導(dǎo)洞法開挖正臺階法開挖反臺階法開挖上導(dǎo)洞法開挖下導(dǎo)洞法開挖上下導(dǎo)洞法開挖2.2臺階開挖法

臺階開挖法一般是將設(shè)計(jì)斷面分成上、下斷面(或上、中、下斷面)分次開挖成形的開挖方法。有正臺階法和反臺階法。洞徑或洞高在10m以上，應(yīng)采用臺階法開挖。2.2.1正臺階法在大斷面平洞施工中應(yīng)用較為普遍，其上層開挖高度一般為6~8m。正臺階法2.2臺階開挖法2.2.2反臺階法用于穩(wěn)定性較好的巖層中施工，將整個(gè)隧洞斷面分成幾層，在底層先開挖較寬的下導(dǎo)坑，再由下向上分部擴(kuò)大開挖，進(jìn)行上層鉆眼時(shí)，需設(shè)立工作平臺或采用漏洞棚架，后者可供裝碴之用，如下圖所示。2.2.2反臺階法2.3導(dǎo)洞開挖法先開挖斷面的一部分作為導(dǎo)洞，再逐次擴(kuò)大開挖隧洞的整個(gè)斷面。用于隧洞斷面較大,地質(zhì)條件或施工條件,采用全斷面開挖有困難時(shí)的一種施工方法。導(dǎo)洞斷面不宜過大，以能適應(yīng)裝碴機(jī)械裝碴、出碴車輛運(yùn)輸、風(fēng)水管路安裝和施工安全為度。2.3導(dǎo)洞開挖法導(dǎo)洞可增加開挖爆破時(shí)的自由面，有利于探明隧洞的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，并為洞內(nèi)通風(fēng)和排水創(chuàng)造條件。導(dǎo)洞開挖后，擴(kuò)挖可以在導(dǎo)洞全長挖完之后進(jìn)行，也可以和導(dǎo)洞開挖平行作業(yè)。根據(jù)地質(zhì)條件、地下水情況、隧洞長度和施工條件，確定采用下導(dǎo)洞、上導(dǎo)洞或中心導(dǎo)洞等，如圖所示。圍巖較穩(wěn)定時(shí)，可采用下導(dǎo)洞法；圍巖穩(wěn)定性差時(shí)，多采用上導(dǎo)洞法或上下導(dǎo)洞法；隧洞斷面大、地下水豐富時(shí)，多采用上下導(dǎo)洞法。2.3導(dǎo)洞開挖法

隧洞施工任務(wù)2隧洞鉆孔爆破施工鉆孔爆破法一直是地下建筑的巖體開挖的主要施工方法，根據(jù)鉆爆設(shè)計(jì)圖進(jìn)行鉆孔施工，其主要工序有：測量放線布孔、鉆孔、清孔裝藥，聯(lián)接網(wǎng)路、起爆、通風(fēng)排煙、危石處理、清渣、支護(hù)。1、炮孔布置炮孔布置首先應(yīng)確定施工開挖線，然后進(jìn)行炮孔布置，隧洞爆破通常將開挖斷面上的炮孔分區(qū)布置且分區(qū)順序起爆，逐步擴(kuò)大完成一次爆破開挖。

鉆爆法開挖掏槽孔在開挖面上炸出槽腔，為后續(xù)炮孔的爆破創(chuàng)造出新的臨空面。通常布置在開挖斷面的中下部；加密布孔和裝藥；在整個(gè)段面上最先起爆。崩落孔布置在掏槽孔外側(cè)、周邊孔內(nèi)側(cè)。由中心往周邊逐層順序起爆，以崩落大部分開挖巖體，也為后續(xù)起爆的周邊孔創(chuàng)造臨空面。周邊孔沿?cái)嗝嬖O(shè)計(jì)開挖邊線布置。最后起爆，炸出平整的開挖輪廓。

1、炮孔布置1.1掏槽孔布置掏槽孔的作用是將開挖面上某一部位的巖石掏出一個(gè)槽，以形成新的臨空面，為其余炮孔的爆破創(chuàng)造有利條件。掏槽炮孔一般要比其他的孔深10~20cm，布置在開挖斷面的中下部，加密布孔和裝藥，在整個(gè)斷面上最先起爆。根據(jù)坑道斷面、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等條件，掏槽孔排列形式有很多種，總的可分成斜孔掏槽和直孔掏槽兩大類，如圖所示。

斜孔掏槽形式（a）錐形掏槽；（b）水平楔形掏槽；（c）垂直楔形掏槽；(d)單向傾斜掏槽

1.1掏槽孔布置斜孔掏槽的優(yōu)點(diǎn)是可以按巖層的實(shí)際情況選擇掏槽方式和掏槽角度，容易把巖石拋出，而且所需掏槽孔數(shù)較少，掏槽體積大，易將巖石拋出，有利于其他炮眼的爆破。缺點(diǎn)是孔深受坑道斷面尺寸的限制，不便于多臺鉆機(jī)同時(shí)鑿巖。

1.1掏槽孔布置直孔掏槽的優(yōu)點(diǎn)是鑿巖作業(yè)比較方便，不需隨循環(huán)進(jìn)尺的改變而變化掏槽形式，僅需改變炮孔深度；直孔掏石渣拋擲距離也可縮短。所以目前現(xiàn)場多采用直孔掏槽。缺點(diǎn)是炮孔數(shù)目和單位用藥量較多，炮孔位置和鉆孔方向也要求高度準(zhǔn)確，才能保證良好的掏槽效果，技術(shù)比較復(fù)雜。1.2輔助孔的布置輔助孔（又稱崩落孔）的作用是進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽體積和增大爆破量，并為周邊孔創(chuàng)造有利的爆破條件。其布置主要是解決炮孔間距E和最小抵抗線W問題，這可以由工地經(jīng)驗(yàn)決定。一般取E/W=60%～80%為宜。輔助眼應(yīng)由內(nèi)向外，逐層布置，逐層起爆，逐步接近開挖斷面輪廓形狀。1.3光爆孔布置光爆孔（又稱周邊孔）的作用是爆破后使坑道斷面達(dá)到設(shè)計(jì)的形狀和規(guī)格。周邊孔原則上沿著設(shè)計(jì)輪廓均勻布置，間距和最小抵抗線應(yīng)比輔助孔小，以便爆出較為平順的輪廓。1.3光爆孔布置孔底應(yīng)根據(jù)巖石的抗爆破性來確定其位置，應(yīng)將炮孔方向以3%~5%的斜率外插，這一方面是為了控制超欠挖，另一方面是為了便于下次鉆孔時(shí)容易落鉆開孔。一般對于松軟巖層，孔底應(yīng)落在設(shè)計(jì)輪廓線上；對于中硬巖及硬巖，孔底應(yīng)落在設(shè)計(jì)輪廓線以外10~15cm。此外，為保證開挖面平整，輔助孔及周邊孔的深度應(yīng)使其孔底落在同一垂直面上，必要時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度。1.3光爆孔布置周邊孔的爆破，在很大程度上影響到開挖輪廓的質(zhì)量和對圍巖的擾動(dòng)破壞程度，可采用光面爆破或預(yù)裂爆破。特別當(dāng)巖質(zhì)較軟或較破碎時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)開挖輪廓面鉆爆施工。2、鉆孔隧洞工程中常使用的鑿巖機(jī)有風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)。另外還有電動(dòng)鑿巖機(jī)和內(nèi)燃鑿巖機(jī)，但較少采用。鉆頭直接連接在鉆桿前端（整體式）或套裝在鉆桿前端組合式），鉆桿尾則套裝在鑿巖機(jī)的機(jī)頭上，鉆頭前端則鑲?cè)胗操|(zhì)高強(qiáng)耐磨合金鋼鑿刃。鑿刃起著直接破碎巖石的作用，它的形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、加工工藝是否合理都直接影響鑿巖效率和其本身的磨損。鉆孔爆破法的施工程序:鉆孔

2、鉆孔常用鉆頭的鉆孔直徑有38mm、40mm、42mm、5mm、48mm等，用于鉆中空孔眼的鉆頭直徑可達(dá)102mm，甚至更大。超過50mm的鉆孔施工時(shí)，則需要配備相應(yīng)型號和鉆孔能力的鉆機(jī)施工。鉆頭和鉆桿均有射水孔,壓力水即通過此孔清洗巖粉。2、鉆孔鉆頭構(gòu)造如圖所示。

鉆頭形式3、清孔裝藥首先要對炮孔參數(shù)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，測量炮孔位置、炮孔深度是否符合設(shè)計(jì)要求。然后對鉆好的炮孔進(jìn)行清碴和排水。可用長柄掏勺掏出孔內(nèi)留有的巖碴，再用布條纏在掏勺上，將孔內(nèi)的存水吸干，或用壓氣管通入孔底，利用壓氣將孔內(nèi)的巖碴和水分吹出。3、清孔裝藥待準(zhǔn)備工作完畢并確認(rèn)炮孔合格后，即可進(jìn)行裝藥工作。裝藥時(shí)一定要嚴(yán)格按照預(yù)先計(jì)算好的每個(gè)炮眼裝藥量裝填?？偟难b藥長度不宜超過眼深2/3。用木制炮棍壓緊，以增加炮眼的裝藥密度。鉆孔爆破法的施工程序:裝藥及堵塞雷管加工堵塞炮孔用砂袋裝藥及堵塞起爆網(wǎng)絡(luò)連接3、清孔裝藥在有水或潮濕的炮孔中，應(yīng)采取防水措施或改用防水炸藥。當(dāng)采用導(dǎo)爆索起爆時(shí)，應(yīng)該用膠布將導(dǎo)爆索與每個(gè)藥卷緊密貼合，才能充分發(fā)揮導(dǎo)爆索的引爆作用。4、堵塞常用的堵塞材料有砂子、黏土、巖粉等。小直徑炮孔則常用炮泥堵塞。炮泥是用砂子和黏土混合配制而成的，其質(zhì)量比為3:1，再加上20%的水?；旌暇鶆蚝笤偃喑芍睆缴孕∮谂谘壑睆降呐谀喽巍６氯麜r(shí)將炮泥段送入炮眼，用炮棍適當(dāng)加壓搗實(shí)。4、堵塞炮孔堵塞長度可以是全部堵塞，也可以是部分堵塞，堵塞一般不能小于最小低抗線，堵塞應(yīng)是連續(xù)的，中間不能間斷。5、起爆起爆前，應(yīng)專人檢查包括裝藥，核對起爆炮孔數(shù)、起爆網(wǎng)路，確認(rèn)無誤后，方可實(shí)施起爆。5、起爆爆破指導(dǎo)人員要確認(rèn)周圍安全警戒工作完成，并發(fā)布放炮信號后，方可發(fā)起爆命令，警戒人員應(yīng)在規(guī)定警戒點(diǎn)進(jìn)行警戒，在未確認(rèn)撤除警戒前不應(yīng)該擅離職守；起爆后，確認(rèn)炮孔全部起爆，經(jīng)檢查后方可發(fā)出解除警信號，撤除警戒人，如發(fā)現(xiàn)盲炮，要采取安全防范措施后，才能解除警戒信號。鉆孔爆破法的施工程序:起爆

光面爆破后的半孔巖面爆破瞬間起爆6、通風(fēng)散煙起爆后即可進(jìn)行通風(fēng)散煙，待散煙結(jié)束作業(yè)人員方可進(jìn)行洞內(nèi)作業(yè)。鉆孔爆破法的施工程序:通風(fēng)散煙7、安全檢查與處理

在通風(fēng)散煙后，應(yīng)檢查隧洞周圍特別是拱頂是否有粘連在圍巖母體上的危石。對這些危石以前常采用長撬棍處理，但不安全，條件許可時(shí)，可以采用輕型的長臂挖掘機(jī)進(jìn)行危石的安全處理。鉆孔爆破法的施工程序：安全檢查與處理

用挖掘機(jī)清理松散巖面8、初期支護(hù)

當(dāng)圍巖質(zhì)量或自穩(wěn)性較差時(shí)，為預(yù)防塌方或松動(dòng)掉塊產(chǎn)生安全事故，必須對暴露圍巖進(jìn)行臨時(shí)的支撐或支護(hù)。臨時(shí)支撐的形式很多，有木支撐、鋼支撐、鋼筋混凝土支撐、噴泥凝土和錨桿支撐?？筛鶕?jù)地質(zhì)條件，材料來源及安全經(jīng)濟(jì)等要求來選擇。關(guān)于噴錨支護(hù)詳見“單元5項(xiàng)目1任務(wù)3噴錨支護(hù)”。鉆孔爆破法的施工程序:初期支護(hù)

巖石破碎地段的錨噴支護(hù)9、

出渣運(yùn)輸出渣運(yùn)輸是隧道開挖中費(fèi)力費(fèi)時(shí)的工作，所花時(shí)間約占循環(huán)時(shí)間的1/3-1/2，它是控制掘進(jìn)速度的關(guān)鍵工序，在大斷面洞室中尤為突出。因此，必須制訂切實(shí)可行的施工組織措施，規(guī)劃好洞內(nèi)外運(yùn)輸線路和棄渣場地，通過計(jì)算選擇配套的運(yùn)輸設(shè)備，擬定裝渣運(yùn)輸設(shè)備的調(diào)度運(yùn)輸方式和安全運(yùn)行措施。鉆孔爆破法的施工程序:出渣運(yùn)輸

隧洞施工

任務(wù)3

錨噴支護(hù)

噴錨支護(hù)是噴混凝土支護(hù)、錨桿支護(hù)、噴混凝土錨桿支護(hù)、噴混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)支護(hù)和噴混凝土錨桿鋼拱架支護(hù)等不同支護(hù)型式的統(tǒng)稱。噴錨支護(hù)是地下工程施工中對圍巖進(jìn)行保護(hù)與加固的主要新型技術(shù)措施，亦是新奧地利隧道工程法(即:新奧法)的主要支護(hù)措施。

新奧法施工中，錨噴支護(hù)一般分兩期進(jìn)行：①初期支護(hù)，在洞室開挖后，適時(shí)采用薄層的噴混凝土支護(hù)，建立起一個(gè)柔性的“外層支護(hù)”，必要時(shí)可加錨桿或鋼筋網(wǎng)、鋼拱架等措施，同時(shí)通過量測手段，隨時(shí)掌握圍巖的變形與應(yīng)力情況。初期支護(hù)是保證施工早期洞室安全穩(wěn)定的關(guān)鍵。新奧法施工中，錨噴支護(hù)一般分兩期進(jìn)行：②二期支護(hù)，待初期支護(hù)后且圍巖變形達(dá)到基本穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)行二期支護(hù)，如復(fù)噴混凝土、錨桿加密，也可采用模注混凝土，進(jìn)一步提高其耐久性、防水性、安全系數(shù)及表面平整度等。1、圍巖破壞形式與錨噴類型選擇由于圍巖條件復(fù)雜多變，其變形、破壞的形式與過程多有不同

，各類支護(hù)措施及其作用特點(diǎn)也就不相同。在實(shí)際工程中，盡管圍巖的破壞形態(tài)很多，但總體上，圍巖破壞表現(xiàn)為局部性破壞和整體性破壞兩大類。

1、圍巖破壞形式與錨噴類型選擇1.1局部性破壞局部性破壞的表現(xiàn)形式包括開裂、錯(cuò)動(dòng)、崩塌等，多發(fā)生在受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)面切割的堅(jiān)硬巖體中。

1、圍巖破壞形式與錨噴類型選擇1.1局部性破壞

對于局部性破壞，噴錨類型通常采用錨桿支護(hù)，有時(shí)根據(jù)需要加噴混凝土支護(hù)。利用錨桿的抗剪與抗拉能力，可以提高圍的c、φ值及對不穩(wěn)定巖體進(jìn)行懸吊。1、圍巖破壞形式與錨噴類型選擇而噴混凝土支護(hù)，其作用則表現(xiàn)在：①填平凹凸不平的壁面，以避免過大的局部應(yīng)力集中；②封閉巖面，以防止巖體的風(fēng)化；③堵塞巖體結(jié)構(gòu)面的滲水通道、膠結(jié)已松動(dòng)的巖塊，以提高巖層的整體性；④提供一定的抗剪力。1、圍巖破壞形式與錨噴類型選擇1.2整體性破壞整體性破壞也稱強(qiáng)度破壞，是大范圍內(nèi)巖體應(yīng)力超限所引起的一種破壞現(xiàn)象。表現(xiàn)為大范圍塌落、邊墻擠出、底鼓、斷面大幅度縮小等破壞形式。1、圍巖破壞形式與錨噴類型選擇1.2整體性破壞對于整體性破壞，常采用復(fù)式噴混凝土與系統(tǒng)錨桿支護(hù)相結(jié)合的方法，噴混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)支護(hù)和噴混凝土、錨桿鋼拱架支護(hù)等不同支護(hù)復(fù)合型式，這樣不僅能夠加固圍巖，而且可以調(diào)整圍巖的受力分布。2、

錨桿支護(hù)錨桿是用金屬（主要是鋼材）或其他高抗拉性能材料制作的桿狀構(gòu)件，配合使用某些機(jī)械裝置、膠凝介質(zhì)，按一定施工工藝，將其錨固于地下洞室圍巖的鉆孔中，起到加固圍巖、承受荷載、阻止圍巖變形的目的。在工程中，按錨桿與圍巖的錨固方式，基本上可分為集中錨固和全長錨固兩類。2、

錨桿支護(hù)楔縫式錨桿和脹殼式錨桿是屬于集中錨固的兩種錨桿，如下圖中（a）、（b）所示。它們是由錨桿端部的楔瓣或脹圈擴(kuò)開以后所提供的嵌固力而得到錨固的。

（6-2）（a）楔縫式錨桿；（b）脹殼式錨桿；（c）螺紋或竹節(jié)鋼筋砂漿錨桿；（d）中空螺紋或竹節(jié)鋼筋砂漿錨桿；（e）波浪形鋼筋砂漿錨桿；(f)倒U.形.鋼.筋.砂漿錨桿.；（g）鋼管砂漿錨桿1-楔塊；2-錨桿；3-墊板；4.-螺帽；5-錐形螺帽；6-脹圈；7-突頭；8-水泥砂漿.或樹脂2、

錨桿支護(hù)全長錨固的錨桿有砂漿錨桿和樹脂錨桿等，如上圖中（c）、（d）、（e）、（f）、（g）所示，它們是由水泥砂漿或樹脂在桿體和錨孔間抽提供的摩擦力和粘結(jié)力而得到錨固的。全長錨固的錨桿由于錨固可靠耐久（這在松軟巖體中效果尤為顯著），工程建設(shè)中使用較多。2、

錨桿支護(hù)其中，由水泥砂漿膠結(jié)的螺紋鋼筋錨桿，由.于施工簡使，經(jīng)濟(jì)可靠，使用更為普遍。根據(jù)圍巖變形與破壞的特性，從發(fā)揮錨桿不同作用考慮，錨桿在洞室的布置有局部（隨機(jī)）錨桿和系統(tǒng)錨桿。2.1局部（隨機(jī)）錨桿主要用來加固危石，防止掉塊。錨桿參數(shù)按懸吊理論計(jì)算。懸吊理論認(rèn)為不穩(wěn)定巖體的重量（或滑動(dòng)力）應(yīng)全部由錨桿承擔(dān)，即：

式中：n為錨桿根數(shù)；d為錨桿的計(jì)算直徑，cm；Rg為錨桿的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，N/cm2；γ為危巖密度，kg/m3；V為危巖的體積，m3；g為重大加速度，m/s2。對于洞室側(cè)壁有滑動(dòng)傾向的危巖，上式右邊項(xiàng)應(yīng)為危巖的滑動(dòng)力和抗.滑力的代數(shù)和。為了保證危巖的有效錨固，錨桿應(yīng)錨入穩(wěn)定巖體，錨入深度應(yīng)滿足下.式要求：

L1≥式中：L1為錨桿錨入穩(wěn)定巖體的深度，cm；t為砂漿與錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度，N/cm2。因此，加固危巖的錨桿總長度應(yīng)為：L=L1+L2+L3

式中.：L為錨桿的總長度，cm；L2為錨桿穿過危巖的長度，cm；L3為錨桿外露的長度，一般取5~15cm。2.2系統(tǒng)錨桿一般按梅花形排列，連續(xù)錨固在洞壁內(nèi)。它們將被結(jié)構(gòu)面切割的巖塊串聯(lián)起來，保持與加強(qiáng)巖塊的聯(lián)鎖、咬合和嵌固效應(yīng)，使分割的圍巖組成一體，形成一連續(xù)加固拱，提高圍巖的承載能力。2.2系統(tǒng)錨桿系統(tǒng)錨桿不一定要錨入穩(wěn)定巖層。當(dāng)圍巖破碎時(shí)，用短而密的系統(tǒng)錨桿，同樣可取得較好的錨固效果。錨桿施工應(yīng)按施工工藝嚴(yán)格控制各工序的施工質(zhì)量。水泥砂漿錨桿的施工，可以先壓注砂漿后安設(shè)錨桿，也可以先安設(shè)錨桿后壓漿。其施工順序主要包括：鉆孔、鉆孔清洗、壓注砂漿和安設(shè)錨桿等。3、噴混凝土施工噴混凝土是將水泥、砂、石和外加劑（速凝劑）等材料，按一定配比拌和后，裝入噴射機(jī)中，用壓縮空氣將混合料壓送到噴頭處，與水混合后高速噴到作業(yè)面上，快速凝固在被支護(hù)的洞室壁面，形成一種薄層支護(hù)結(jié)構(gòu)。3.1噴混凝土材料噴混凝土的原材料與普通混凝土基本相同，但在技術(shù)要求上有一些差別。（1）水泥噴混凝土的水泥以選用普通硅酸鹽水泥為好，水泥標(biāo)號應(yīng)不低于42.5。3.1噴混凝土材料2）砂子一般采用堅(jiān)硬潔凈的中、粗砂，平均粒徑0.35~0.5cm。砂子過粗，容易產(chǎn)生回彈；過細(xì)，不僅會增加水泥用量，而且會增加混凝土的收縮，降低混凝土的強(qiáng)度。砂子的含水率對噴射工藝有很大影響。3.1噴混凝土材料含水率過低，混合料在管中中容易分離，造成堵管，噴射時(shí)粉塵較大；含水率過高，集料有可能發(fā)生膠結(jié)。工程實(shí)踐證明中砂或中粗砂的含水率以4%~6%為宜。3.1噴混凝土材料（3）石料。碎石，卵石都可以用作噴混凝土的粗骨料。石料粒徑為5.~20mm，其中大于15mm的顆粒宜控制在20%以下，以減少回彈，保證輸料管路的暢通。石料使用前應(yīng)經(jīng)過篩洗。3.1噴混凝土材料（4）水。噴混凝土用水與一般混凝土對水的要求相同。地下洞室中的混濁水和一切含酸、堿的侵蝕水不能使用。（5）速凝劑。為加快噴混凝土凝結(jié)硬化過程，提高早期強(qiáng)度，增加一次噴射的厚度，提高噴混凝土在潮濕含水地段的適應(yīng)能力，需在噴混凝土中摻和速凝劑。速凝劑應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其初凝時(shí)間不小于5min，終凝時(shí)間不大于10min。圖6-11不同噴射方式的工藝流程圖（a）干噴法；（b）濕噴法；（c）水泥裹砂法3.2噴混凝土施工3.3施工技術(shù)要求為了保證噴混凝土的質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制有關(guān)的施工參數(shù)，注意以下施工技術(shù)要求。（1）風(fēng)壓。正常作業(yè)時(shí)噴射機(jī)工作室內(nèi)的風(fēng)壓，一般為0.2Mpa。風(fēng)壓過大，噴射速度高，混凝土回彈量大，粉塵多，水泥耗量大；風(fēng)壓過小，則混凝土不密實(shí)。3.3施工技術(shù)要求（2）水壓。噴頭處的水壓必須大于該處風(fēng)壓，并要求水壓穩(wěn)定，保證噴射水具有較強(qiáng)的穿透集料的能力。水壓不足時(shí)，可設(shè)專用水箱，用壓縮空氣加壓，以保證集料能充分濕潤。3.3施工技術(shù)要求（3）噴射方向和噴射距離。噴頭與受噴面應(yīng)盡量垂直，偏角宜控制在20°以內(nèi)，利用噴射料束抑阻集料的回彈，以減少回彈量。噴頭與受噴面的距離，與風(fēng)壓和噴射速度有關(guān)。據(jù)試驗(yàn)，當(dāng)噴射距離為1.0m左右時(shí)，對于提高噴射質(zhì)量、減少集料回彈都比較理想。3.3施工技術(shù)要求（4）噴射區(qū)段和噴射順.序。噴射作業(yè)應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行，區(qū)段長度一般為4~6m。噴射時(shí)，通常先墻后拱，自下而上，先凹后凸，順序進(jìn)行，以防濺落的灰漿粘附于未噴巖面，影響噴混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。3.3施工技術(shù)要求（5）噴射分層和間歇時(shí)間。當(dāng)噴混凝土設(shè)計(jì)厚度大于10cm時(shí)，一般應(yīng)分層噴射。一次噴射厚度，邊墻控制在6~10cm，頂拱3~6cm，局部超挖處可稍厚2~3cm，摻速凝劑時(shí)可厚些，不摻時(shí)應(yīng)薄些。一次噴射太厚，容易因自重而引起分層脫落或與巖面脫開；一次噴射太薄，若噴射厚度小于最大骨粒粒徑，則回彈率又會迅速提高。3.3施工技術(shù)要求分層噴射時(shí)，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，但也不宜間隔過久，若終凝1~2h后再進(jìn)行噴射，應(yīng)用風(fēng)水清洗混凝土表面，以利層間結(jié)合。3.3施工技術(shù)要求當(dāng)噴混凝土緊跟開挖面進(jìn)行時(shí)，從混凝土噴完到下一次循環(huán)放炮的時(shí)間間隔，一般不小于4h，以保證噴混凝土強(qiáng)度有一定增長，避免引起爆震動(dòng)裂縫。3.3施工技術(shù)要求（6）噴混凝土的養(yǎng)護(hù)。噴混凝土單位體積的水泥用量比較大，凝結(jié)硬化快，為使混凝土強(qiáng)度均勻增長，減少或防止不正常的收縮，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。一般噴完后2~4h開始灑水養(yǎng)護(hù)，并保持混凝土的濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

隧洞施工任務(wù)4隧洞襯砌施工在地下洞室開挖成型時(shí)進(jìn)行的臨時(shí)支護(hù)(即一次支護(hù))的基礎(chǔ)上，為了保持運(yùn)行過程中的圍巖穩(wěn)定，防止風(fēng)化，同時(shí)防止?jié)B漏，形成整齊平順的洞室輪廓，保證建筑物的正常使用，往往還需進(jìn)行二次支護(hù)。鋼筋混凝土襯砌是常用的二次支護(hù)形式。隧洞混凝土和鋼筋混凝土襯砌的施工，有現(xiàn)澆、預(yù)填骨料壓漿和預(yù)制安裝等方法?，F(xiàn)澆襯砌施工，與一般混凝土及鋼筋混凝土施工基本相同。但由于地下洞室空間狹窄，工作面小，而且作業(yè)方式和組織形式有其自身特點(diǎn)。1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序平洞的襯砌，在縱向通常要分段進(jìn)行澆筑。當(dāng)結(jié)構(gòu)上設(shè)有永久伸縮縫時(shí)，可以利用永久縫分段。當(dāng)永久縫間距過大或無永久縫時(shí)，則應(yīng)設(shè)施工縫分段。分段長度一般為4~18m，視平洞斷面大小、圍巖約束特性以及施工澆筑能力等因素而定。1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序分段澆筑的順序有：①跳倉澆筑；②分段流水澆筑；③分段留空當(dāng)澆筑等不同方式，如下圖中（a）、（b）、（c）所示。平洞分段澆筑的順序1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序

當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí)，采用肋拱肋墻法施工，這是一種開挖與襯砌交替進(jìn)行的跳倉澆筑法。對于無壓平洞，結(jié)構(gòu)上

按允許開裂設(shè)計(jì)，也可采用滑動(dòng)模板連續(xù)施工方法進(jìn)行澆筑，以加快襯砌施工，但施工工藝必須嚴(yán)格控制。1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序（a）跳倉澆筑（先澆①，③，⑤，…段，后澆②，④，⑥，…段）；（b）分段流水澆筑（在大段I，II，III，…之間進(jìn)行流水作業(yè)）；（c）分段留空當(dāng)澆筑（空當(dāng)約寬1m、最后澆筑）；（d）在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)施工縫；（e）在內(nèi)分較小部位設(shè)施工縫1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序1-止水；2-分縫；3-空當(dāng)；4-頂拱；5-邊拱（邊墻）；6-底拱（底板）①，②，…，⑨-分段序號；I，II，III一流水段號。1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序

襯砌施工在橫斷面上也常分塊進(jìn)行。一般分成底拱（底板）、邊拱（邊墻）和頂拱三塊。

橫斷面上澆筑的順序，正常情況是先底拱（底板），后邊拱（邊墻）和頂拱，其中邊拱（邊墻）和頂拱，可以連續(xù)澆筑，也可以分塊澆筑，視模板型式和澆筑能力而定。在地質(zhì)條件較差時(shí)，可以先澆筑頂拱，再澆筑邊拱（邊墻）和底拱（底板）；有時(shí)為了滿足開挖與襯砌平行作業(yè)的要求，隧洞底板還未清理成形以前先澆好邊拱（邊墻）和頂拱，最后澆筑底拱（底板）。

1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序1、平洞襯砌的分縫分塊及澆筑順序后兩種澆筑順序，由于在澆筑頂拱、邊拱（邊墻）時(shí)，混凝土體下方無支托，應(yīng)注意防止襯砌的下移和變形，并做好分塊接頭處反縫的處理，必要時(shí)反縫要進(jìn)行灌漿。2、平洞襯砌模板

平洞襯砌模板的型式依隧洞洞型、斷面尺寸、施工方法和澆筑部位等因素而定。2、平洞襯砌模板對底拱而言，當(dāng)中心角較小時(shí)，可以像底板澆筑那樣，不用表面模板，只立端部擋板，混凝土澆筑后用型板將混凝土表面刮成弧形即可。當(dāng)中心角較大時(shí)，一般采用懸掛式弧形模板，如下圖所示。目前，使用牽引式拖模連續(xù)澆筑或底拱模板臺車分段澆筑底拱也獲得了廣泛應(yīng)用。澆筑邊拱（邊墻）、頂拱時(shí)，常用桁架式或鋼模臺車。

底拱模板1-倉面板；2-模板桁架；3-桁架支柱；4-板形模板；5-縱梁（架在倉面板支撐上）。2、平洞襯砌模板

桁架式模板，由桁架和面板組成，如下圖所示。在洞外先將桁架拼裝好，運(yùn)入洞內(nèi)就位后，再隨著混凝土澆筑面的上升，逐次安設(shè)模板。

桁架式模板（a）邊拱桁架式模板；（b）頂拱杵架式模板；1-桁架式模板；2-工作平臺或腳手架2、平洞襯砌模板鋼模臺車是一種可移動(dòng)的多功能隧洞襯砌模板車。根據(jù)需要，它可作頂拱鋼模、邊拱墻鋼模以及全斷面模板使用，如圖所示。鋼模臺車簡圖鋼模臺車

模板臺車使用靈活，周轉(zhuǎn)快，重復(fù)使用次數(shù)多。用臺車進(jìn)行鋼模的安裝、運(yùn)輸和拆卸一部臺車可配幾套鋼模板進(jìn)行流水作業(yè)，施工效率高。鋼模臺車針梁式鋼模臺車簡圖（單位：mm）1-針梁；2-鋼模；3-支座液壓千斤頂；4-抗浮液壓千斤頂；5-行走系統(tǒng)；6-混凝土襯砌；7-行走梁框；8-手動(dòng)螺蛤千斤頂3、襯砌的澆筑

隧洞襯砌多采用二級配混凝土。對中小型隧洞，混凝土一般采用斗車或軌式混凝土攪拌運(yùn)輸車，由電瓶車牽引運(yùn)至澆筑部位；對大中型隧洞，則多采用3~6m3的輪式混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸。在澆筑部位，通常用混凝土泵將混凝土壓送并澆入倉內(nèi)。常用的混凝土泵有柱塞式、風(fēng)動(dòng)式和擠壓式等工作方式。它們均能適應(yīng)洞內(nèi)狹窄的施工條件，完成混凝土的運(yùn)輸和澆筑，能夠保證混凝土的質(zhì)量。3、襯砌的澆筑

泵送混凝土的配合比，應(yīng)保證有良好的和易性和流動(dòng)性，其坍落度一般為8~16cm。

3、襯砌的澆筑

混凝土澆搗因襯砌洞壁厚度與采用的模板形式不同而已，當(dāng)洞壁厚度較大時(shí)，作業(yè)人員可以進(jìn)入倉內(nèi)用振搗棒進(jìn)行澆搗，當(dāng)洞壁較薄，人不能進(jìn)入倉內(nèi)時(shí)，可在模板不同位置流進(jìn)料窗口，并由此窗口插入振搗器進(jìn)行振搗。如果是臺車，也可以在臺車上安裝附著式振搗器進(jìn)行振搗。由窗口振搗時(shí)，隨著澆筑混凝土面的抬升可封堵窗口再由上層窗口進(jìn)料和振搗。

4、襯砌的封拱

平洞的襯砌封拱是指頂拱混凝土即將落筑完畢前，將拱頂范圍內(nèi)未充滿混凝土的空隙和預(yù)留的進(jìn)出口窗口進(jìn)行澆筑、封堵填實(shí)的過程。封拱工作對于保證襯砌體與圍巖緊密接觸，形成完整的拱圈是非常重要的。封拱方法多采用封拱盒法和混凝土泵封拱。封拱盒封拱，如圖所示。

封拱盒封拱示意圖（a）人工退出窗口時(shí)的混凝土澆筑面；（b）裝側(cè)模后預(yù)留方孔；（c）用封拱盒封拱1-已澆混凝土；2-?？颍?-封拱部位；4-封拱盒；5-進(jìn)料活門；6-活動(dòng)封門板；7-頂架；8-千斤頂。

4、

襯砌的封拱

在封拱前，先在拱頂預(yù)留一小窗口，盡量把能澆筑的四周部分澆好，然后從窗口退出人和機(jī)具，并在窗口四周立側(cè)模，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，將側(cè)模拆除，鑿毛之后安裝封拱盒。封堵時(shí)，先將混凝土料從盒側(cè)活門送入，再用千斤頂頂起活動(dòng)封門板，將盒內(nèi)混凝土壓入待封部位即告完成。

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