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隧道施工方法 1.新奥法施工方法 2.传统矿山法与新奥法的对比 3.洞口段施工方法 4.明洞施工方法 5.辅助施工措施 6.特殊地质地段的隧道施工 6.1 6.1 概述概述 6.1.1 6.1.1 隧道工程的施工特点隧道工程的施工特点 1. 1. 施工全过程受制于地质条件施工全过程受制于地质条件 2. 2. 大型的隐避工程大型的隐避工程 3. 3. 施工环境较差施工环境较差 4. 4. 多地处偏远山区，交通不便。多地处偏远山区，交通不便。 5. 5. 狭长建筑物，工作面很少。狭长建筑物，工作面很少。 6. 6. 施工不受气候影响施工不受气候影响 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1. 隧道施工主要方法 矿山法 传统矿山法 新奥法 明挖法 掘进机法 盾构法 沉管法 顶进法 本章介绍：矿山法 、明挖法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.1.2 6.1.2 隧道施工方法及其选择隧道施工方法及其选择 工程的重要性 工程地质与水文地质条件 施工技术水平、机械设备情况 施工中动力和原材料供应情况 工程投资与运营后的社会效益和经济效益 对环境的保护要求 施工单位的习惯做法 2.2.影响施工方法的主要因素影响施工方法的主要因素 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 新奥法与传统矿山法的关键异同点： 相同： 均采用钻爆法施工。 不同： 对围岩的处理不同。 新奥法施工的基本原则： “少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。 12字口诀，务必理解渗透！ 6.2 6.2 新奥法施工方法新奥法施工方法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 全断面一次开挖法 1. 适应条件 、级围岩 大型施工机具(钻孔台车、模板台车等) 经济性考虑：中长隧道。 6.2.1 6.2.1 全断面法全断面法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 表示方法： 横断面工序图、 纵断面工序展开图 习惯标注方法： 阿拉伯字1、2、3.表示挖掘; 罗马字、.表示支护； 2. 2. 施工顺序施工顺序 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 量测 台车就位 钻眼装药、放炮 找顶 出碴 锚喷 通风 钻爆作业循环： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 工序少，管理方便； 进度快大型机械、爆破效果好； 对围岩扰动少爆破1次； 要求地质条件较好。 问题： 地质条件变差时，大型机械怎么办？ 3.施工特点 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 三条主要作业线： (1) 开挖作业线 钻孔台车、装药台车、大型装碴机与运载车 (2) 锚喷作业线 混凝土喷射机、喷射机械手、运输进料设施 (3) 模注混凝土衬砌作业线 混凝土拌合、混凝土输送、防水层作业、衬砌模 板 4.机械化施工的关键 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1. 特点 将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖； 随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地 层，因而是在现场使用的主导方法。 2.种类 长台阶法 短台阶法 超短台阶法 6.2.2 台阶法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 (1) 初期支护闭合环的时间要求 围岩越差，闭合时间要求越短，台阶必须缩短。 (2) 施工机械的效率 效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可适当 加长。 原则： 希望初期支护尽快闭合。 围岩不好时，应以条件为主； 围岩较好时，应以条件为主。 3. 3. 选择台阶长度的条件选择台阶长度的条件 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 长台阶法 台阶长度L5B，B为洞室的宽度。 甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。 特点：进度快，仅次于全断面法。 适用于：级围岩。 4. 施工工序 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 台阶缩短： （11.5）B L5B, 特点： 支护闭合时间加快，围岩稳定性增加； 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。 适用于：、级围岩 (2) (2) 短台阶法短台阶法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 答：上台阶存碴面积减小，往下台阶推碴次数增多。 解决办法：增加平行作业的时间，有利于加快进度。 皮带运输机 过渡坡道 、钢结构跳板(仰拱先做) 、石碴坡道(仰拱后做)见下面的相片 问题： 台阶缩短对施工进度有何不利？ 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 上台阶长度仅为上台阶长度仅为3 35m5m。 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工 干扰大。干扰大。 适用于：软弱破碎围岩软弱破碎围岩(、级围岩级围岩) ) 超短台阶法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后 才能进行； 开挖后要及时喷砼，暴露时间愈长愈不安全； 量测要及时，当位移速度加快时，应立即采取措 施。 短台阶施工注意： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 将3种台阶法放在一起比较： 区别主要在台阶长度。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 答：反台阶法答：反台阶法 速度快速度快 不安全不安全 淘汰淘汰 问题：能否下台阶先进？问题：能否下台阶先进？ 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1. 环形开挖留核心土法 特点： 留核心土支顶工作面，稳定性优于超短台阶法： 进度慢。 适用于：土质或易坍塌的软弱围岩；小型施工机具。 6.2.3 6.2.3 分部开挖法分部开挖法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 核心土 工字钢 临时工作平台 环形开挖留核心土法的变化方案：环形开挖留核心土法的变化方案： 核心土留在下台阶，减少开挖工序核心土留在下台阶，减少开挖工序 课堂讨论：课堂讨论：变化方案与原方案的比较？变化方案与原方案的比较？ 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 特点： 洞室开挖跨度减小，有利于围岩稳定； 导坑要闭合，增加了材料用量； 进度慢。 适用于：断面跨度大，对地表沉陷有控制要求的软弱。 2.2.单侧壁导坑法单侧壁导坑法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 特点： 双导坑，使洞室最大开挖跨度更小，稳定性增加； 耗材增加； 进度慢。 适用于：对地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道。 3.3.双侧壁导坑法双侧壁导坑法( (眼镜工法眼镜工法) ) 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1.双侧导坑的开挖是对开还是错开？为什么？ 答：应错开挖，间距710m。 避免在同一断面上同时开挖的总跨度过大。 2.导坑尺寸如何确定？ 答：应满足施工要求，但宽度不宜超过断面最 大跨度的1/3。 问题： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.3.1传统矿山法简介 传统矿山法有： 全断面法 台阶法 漏斗棚架法 蘑菇形法 上下导坑先拱后墙法，等。 仅选择传统矿山法中具有代表性的上下导坑法 予以介绍，以资与新奥法施工对照。 6.3 6.3 传统矿山法传统矿山法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 上下导坑先拱后墙法上下导坑先拱后墙法 优点： 有拱圈保护，安全； 有两个导坑，有利于通风、排水与运输。 缺点： 两个导坑增加了造价； 边墙须开挖马口，进度慢。 适应于：、级围岩。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 名词解释： 挖马口在“先拱后墙法”施工中，开挖边墙的工序。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 定义：先行开挖，能为后续开挖提供施工便利的 坑道。 为后续工作面创造临空面，提高爆破效果； 查明前方地质情况； 排除地下水； 铺设“三管两线”水管、压缩风管、通风管 ；电线、运输线； 改善施工通风条件。 导坑的作用： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 相同： 均属于钻爆法。 不相同：对围岩的认识和处理上不同。 对照表6-2解释： 6.3.2 传统矿山法与新奥法施工的区别 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.4.1 洞口段的概念 指洞口浅埋段，即开挖可能给洞口地表造成不良影响的范围。 6.4 洞口段施工方法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1.覆盖浅、地质差， 地表水汇集。 2.进洞顺利与否，对工程的展开影响甚大。 洞口段施工注意事项: 先清理洞口边仰坡有可能滑塌的表土及危石。 刷坡应自上而下逐段开挖。 不采用深眼大爆破开挖边仰坡。 洞门厚度内的衬砌应与洞身衬砌同时施工，连成整体。 端墙砌筑与回填应两侧对称同时进行，以防衬砌产生偏压。 洞口应设置加强衬砌段，其长度一般不小于10m。 洞口段特点： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 影响施工方法的因素： 施工机具配备情况 洞外相邻建筑的影响 地形条件 地质条件-最为重要！ 按地质条件，有以下几种施工方法： 1. 全断面法进洞 适应于：、级围岩。 注意事项： 初始1020m区段的开挖，应将爆破进尺控制在23m。 6.4.2 进洞方法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 视地质条件，严格控制爆破进尺： 、级围岩短台阶 爆破进尺1.5m2.5m；网、锚、喷支护。 、级围岩短台阶 爆破进尺在1.5m以内；超前锚杆(或小导管)，钢拱架。 、级围岩超短台阶 进尺0.51.0m；不爆破，人工或机械挖掘。 问题：、级围岩能否用台阶法进洞？ 答：可以，前提是在不具备全断面进洞的条件下(无大型机具) 用长台阶法，但初始段爆破进尺仍应控制在23m内。 2. 台阶法进洞 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 当围岩很差，超短台阶法往往还不够安全，可用: 环形开挖留核心土法(前已述) 侧壁导坑法(前已述) 下导坑法 3. 其它进洞方法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 超前锚杆超前锚杆 超前小导管超前小导管 管棚等管棚等 简介管棚进洞法简介管棚进洞法： 适用于：适用于： 软弱地层等。软弱地层等。 (4)预支护法进洞 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 现场管棚：现场管棚： 管棚及套拱 管棚及套拱 适用于：覆盖层薄、边仰坡不稳、偏压等。 方法： 在洞口处先作一段明洞，抵紧仰坡坡脚，在明 洞上及时回填以加固仰坡，然后暗挖进洞。 4. 明洞法进洞 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.5 6.5 明洞施工方法明洞施工方法 6.5.1 6.5.1 先墙后拱法先墙后拱法 全称为全称为“ “全部明挖先墙后拱法全部明挖先墙后拱法” ”。 适用于：适用于：临时边坡能暂时稳定的对称式明洞。临时边坡能暂时稳定的对称式明洞。 优点：优点：衬砌整体性好，施工空间大，有利于施工。衬砌整体性好，施工空间大，有利于施工。 缺点：缺点：土方开挖量大，刷坡较高。土方开挖量大，刷坡较高。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.5.2 先拱后墙法 适用于：不宜大范围开挖边仰坡的情况。 优点：土石方开挖量较小，刷坡较低。 缺点：衬砌整体性较差，边墙防水层施作不方便。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 辅助施工措施：对地层进行预支护或预加固。 预支护： 预留核心土 超前锚杆 管棚，等。 预加固： 地层注浆 地表锚喷加固。 预支护兼预加固：超前小导管注浆 6.6 辅助施工措施 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.6.1 超前锚杆 特点：形成超前于工作面的围岩加固棚。 适用于：软弱破碎地层。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 超前锚杆 表6-3 超前锚锚杆(或小钢钢管)设计设计 参数 围围岩级别级别 锚锚杆直径 (mm) 小钢钢管直径 (mm) 锚锚杆长长度 (m) 环环向间间距 (cm) 外插角 锚锚杆小钢钢管 2025 3235 3050 510510 18224060 注：外插角指锚锚杆或小钢钢管与隧道纵纵向开挖轮轮廓线线的夹夹角； 锚锚杆或小钢钢管的长长度应应与实际实际 掘进进循环长环长 度一起考虑虑； 中空锚锚杆目前的最小直径为为25mm。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.6.2 管棚 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 特点：管径粗(外径为70180mm) 。 施作要点： (1) 单根长46m，总长可至数十米。 (2) 一环管棚长度一般不小于10m。 (3) 可向管内注入水泥砂浆，以增加其刚度。 (4) 钢管的尾部需架设在钢拱架上，并焊死； (5) 相邻两榀钢拱架间以拉筋相连 。 (6)与岩壁之间，环向每隔2m应用楔子楔紧。 优点：在所有预支护措施中，管棚支护能力最强。 缺点：施工技术较复杂，造价较高。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 单根钢管构造： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.6.3 超前小导管注浆 特点：预支护+预加固，支护效果强于超前锚杆。 适用于：软弱破碎地层。 步骤：喷砼封闭开挖面；钻孔；插入小导管；导管注浆。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 小导管构造： 3842mm无缝钢管，单根长35m， 管壁注浆孔，孔径68mm,孔距1520cm。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 小导管 钢拱架 注浆材料水泥浆，或水泥水玻璃浆；注浆材料水泥浆，或水泥水玻璃浆； 注浆压力注浆压力0.50.51.01.0MPaMPa。 单根导管浆液扩散半径，按下式计算：单根导管浆液扩散半径，按下式计算： b-b-导管中至中间距导管中至中间距. . 单根导管注浆量单根导管注浆量 ： l l导管长度，导管长度，m m； n n 围岩空隙率，围岩空隙率，% % 。 注浆效果检查：取岩芯，达设计要求后才能进行开挖。注浆效果检查：取岩芯，达设计要求后才能进行开挖。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 小导管设计注意事项： 6.6.4 6.6.4 预注浆加固地层预注浆加固地层 1. 1. 注浆方法注浆方法 渗入性注浆渗入性注浆 劈裂性注浆劈裂性注浆 压密性注浆压密性注浆 高压喷灌注浆高压喷灌注浆 2. 2. 钻孔机械和灌注管钻孔机械和灌注管 钻机钻机 注浆管：注浆管： 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 隧道注浆方法隧道注浆方法: : 超前小导管注浆(见前)； 超前长导管注浆，图a； 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 地表注浆,图b； 由平导内向正洞周围注浆，图c，等。 而采用得最多的仍是超前小导管注浆。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 3. 3. 注浆数量控制注浆数量控制 现场注浆试验； 公式计算作参考： 注浆总数量 (6-3) 式中： A注浆范围岩的体积； n围岩空隙率，%； 浆液充填系数，一般取0.70.9； 注浆材料损耗系数，通常在0.1左右。 式中的 就是地层充填率。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 目的：稳定边仰坡。 适用于：覆盖层薄或高大边仰坡。 1. 地表锚喷预加固类型与加固方法 洞边仰坡网、锚、喷(相片) 地表网锚喷 6.6.5 地表锚喷加固 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 洞门上方陡坎加固 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 锚杆加固范围： 经验方法 加固宽度B(12)b，b为隧道开挖宽度； 加固长度为浅埋段长度。 破裂面估算法：用一院法计算破裂角。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 喷层厚510cm； 锚杆直径1622cm，长度36m， 间距12m； 钢筋网：筋径68mm，40cm40cm的网格； (4)在洞门一定范围内，宜尽量将地表锚杆插入拱 部衬砌中。 2. 地表锚喷加固经验参数 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7 6.7 特殊地质地段的隧道施工特殊地质地段的隧道施工 特殊地质地段：特殊地质地段： 膨胀土、软弱黄土、溶洞、断层、流沙、膨胀土、软弱黄土、溶洞、断层、流沙、 岩爆，瓦斯地层等。岩爆，瓦斯地层等。 施工注意施工注意: : 制订针对性强的施工方案。制订针对性强的施工方案。 施工总原则：施工总原则： “ “先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬 砌、勤检查、稳步前进砌、勤检查、稳步前进” ”。 充分考虑采用预支护、预加固措施。充分考虑采用预支护、预加固措施。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1.1.膨胀土围岩的特性膨胀土围岩的特性 膨胀土：膨胀土：土中粘土成分主要由蒙脱石等亲水性矿物组成土中粘土成分主要由蒙脱石等亲水性矿物组成 。 特点：特点： 明显的塑性流变特性，开挖后塑性变形大。明显的塑性流变特性，开挖后塑性变形大。 初期围岩变形大，且变形发展速度快。初期围岩变形大，且变形发展速度快。 膨胀压力将使得围岩压力显著增加。膨胀压力将使得围岩压力显著增加。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7.16.7.1膨胀土围岩膨胀土围岩 2. 2. 膨胀土围岩对隧道施工的危害膨胀土围岩对隧道施工的危害 围岩裂缝围岩裂缝 隧道下沉隧道下沉 围岩鼓出围岩鼓出( (包括底鼓包括底鼓) )、坍塌、坍塌 衬砌变形和破坏衬砌变形和破坏 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 3. 3. 隧道在膨胀土围岩中的施工要点隧道在膨胀土围岩中的施工要点 加强观查与量测加强观查与量测 合理选择施工方法合理选择施工方法： 短台阶或超短台阶法短台阶或超短台阶法 单侧壁导坑法单侧壁导坑法 环形开挖留核心土法环形开挖留核心土法 眼镜工法等眼镜工法等 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 4. 4. 隧道在膨胀土围岩中的基本施工原则隧道在膨胀土围岩中的基本施工原则 施工基本原则：施工基本原则：应尽量减少对围岩的扰动应尽量减少对围岩的扰动 和防止水的浸湿。和防止水的浸湿。 注意两点：注意两点： 尽量不用爆破，而是采用风镐、液压镐等尽量不用爆破，而是采用风镐、液压镐等 开挖机械。开挖机械。 尽可能缩短围岩暴露时间，及时支护。尽可能缩短围岩暴露时间，及时支护。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 4. 4. 膨胀土隧道的支护结构膨胀土隧道的支护结构 初期支护：初期支护： 网、锚、喷联合支护网、锚、喷联合支护 喷射钢纤维混凝土喷射钢纤维混凝土( (取消钢筋网取消钢筋网) ) 辅助施工措施：辅助施工措施： 超前锚杆超前锚杆 超前小导管注浆超前小导管注浆 管棚、钢支撑等。管棚、钢支撑等。 衬砌：衬砌：必须设仰拱。必须设仰拱。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7.2 6.7.2 黄土黄土 1. 1.黄土分类及其对隧道施工的影响黄土分类及其对隧道施工的影响 黄土节理黄土节理 在隧道开挖时，土体顺着节理张松或剪断在隧道开挖时，土体顺着节理张松或剪断 。 隧道顶部极易产生隧道顶部极易产生“ “塌顶塌顶” ”； 侧壁普遍出现掉土。侧壁普遍出现掉土。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 黄土冲沟地段黄土冲沟地段 隧道沿黄土冲沟或隧道沿黄土冲沟或塬边塬边( (四边陡、顶上平的四边陡、顶上平的 黄土高地黄土高地) )地段穿过，且覆盖较薄或偏压较地段穿过，且覆盖较薄或偏压较 大时，容易发生较大的坍塌或滑坡现象。大时，容易发生较大的坍塌或滑坡现象。 黄土溶洞与陷穴黄土溶洞与陷穴 这是黄土地区经常见到的现象。这是黄土地区经常见到的现象。 隧道若在其上方，则有基础下沉的危害；隧道若在其上方，则有基础下沉的危害； 隧道若在其下方，常有发生冒顶的危险；隧道若在其下方，常有发生冒顶的危险； 隧道若在其邻侧，则有可能承受偏压。隧道若在其邻侧，则有可能承受偏压。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 水对黄土隧道施工的影响水对黄土隧道施工的影响 黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施 工可顺利进行。工可顺利进行。 当土受水浸湿后则呈不同程度的湿陷性，当土受水浸湿后则呈不同程度的湿陷性， 会突然发生下沉现象，极容易造成隧道坍会突然发生下沉现象，极容易造成隧道坍 塌。塌。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 2.2.黄土隧道的施工方法黄土隧道的施工方法 施工原则：施工原则： “ “短开挖、少扰动、强支护、实短开挖、少扰动、强支护、实 回填、严治水、勤量测回填、严治水、勤量测” ”。 开挖方法：开挖方法：短、超短台阶法、环形开挖留短、超短台阶法、环形开挖留 核心法。核心法。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7.36.7.3溶洞溶洞 岩溶：岩溶：可溶性岩层，如石灰岩、白云岩等可溶性岩层，如石灰岩、白云岩等 ，在水的作用下产生沟槽、空洞以及地表，在水的作用下产生沟槽、空洞以及地表 陷穴等现象。陷穴等现象。 溶洞：溶洞：溶洞是岩溶现象的一种。溶洞是岩溶现象的一种。 1. 1. 溶洞的类型及其对隧道施工的影响溶洞的类型及其对隧道施工的影响 溶洞类型：溶洞类型： 死、干、小型溶洞：较容易处理死、干、小型溶洞：较容易处理 活、湿、大型溶洞：较难处理。活、湿、大型溶洞：较难处理。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 对隧道施工影响：对隧道施工影响： 溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；溶洞岩质破碎，容易发生坍塌； 溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使 隧道基底难于处理；隧道基底难于处理； 溶洞涌泥危及施工。溶洞涌泥危及施工。 2. 2. 隧道遇到溶洞时的工程对策隧道遇到溶洞时的工程对策 处理溶洞的方法：处理溶洞的方法：“ “引、堵、越、绕引、堵、越、绕” ”四种。四种。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 引引 注意：注意：遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜 堵。堵。 方法：方法：暗管、涵管或小桥等，暗管、涵管或小桥等，见图见图6-196-19。 堵堵 对象：对象：已停止发育、跨径较小，无水的溶洞已停止发育、跨径较小，无水的溶洞 。 方法：方法： 混凝土、浆砌或干砌片石回填封闭，混凝土、浆砌或干砌片石回填封闭，见图见图6-6- 2020； 隧顶溶洞，锚喷加固，必要时注浆加固与堵隧顶溶洞，锚喷加固，必要时注浆加固与堵 水，并加设隧道护拱及拱顶回填，见水，并加设隧道护拱及拱顶回填，见 图图6-216-21 。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 越越 现象现象1 1： 隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞。隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞。 方法：方法：加深该侧的边墙基础加深该侧的边墙基础( (图图6-22)6-22)。 现象现象2 2：隧道底部遇有较大溶洞并有流水。隧道底部遇有较大溶洞并有流水。 方法：方法：在隧底以下砌筑圬工承重墙，跨越在隧底以下砌筑圬工承重墙，跨越 而过，承重墙内套设涵管引排溶洞水而过，承重墙内套设涵管引排溶洞水( (图图6-6- 23)23)。 现象现象3 3：隧道过墙部位遇到较大、较深的溶隧道过墙部位遇到较大、较深的溶 洞，加深边墙基础困难。洞，加深边墙基础困难。 方法：方法：在边墙下或隧底以下筑拱跨过在边墙下或隧底以下筑拱跨过( (图图6-6- 24)24)。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 绕绕 若溶洞处理耗时，可采用迂回导坑绕过溶洞若溶洞处理耗时，可采用迂回导坑绕过溶洞 ，继续隧道前方的施工，继续隧道前方的施工, ,同时处理溶洞。同时处理溶洞。 3. 3. 溶洞地段施工的注意事项溶洞地段施工的注意事项 多作物探超前预报，如地质雷达。多作物探超前预报，如地质雷达。 穿过溶洞时，细查溶洞顶部，及时处理危穿过溶洞时，细查溶洞顶部，及时处理危 石。石。 严格控制爆破药量，减少对围岩的扰动。严格控制爆破药量，减少对围岩的扰动。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7.4 6.7.4 岩爆岩爆 岩爆：岩爆：岩体中聚集的高弹性应变能因隧道岩体中聚集的高弹性应变能因隧道 开挖而发生的一种应力突发现象。开挖而发生的一种应力突发现象。 岩爆形成的两个条件：岩爆形成的两个条件： (1)(1)地层的岩性条件。地层的岩性条件。结构基本完整的脆硬岩结构基本完整的脆硬岩 地层。多见于石英岩、花岗岩、正长岩、地层。多见于石英岩、花岗岩、正长岩、 闪长岩、花岗闪长岩、大理岩、片麻岩等闪长岩、花岗闪长岩、大理岩、片麻岩等 。 (2)(2)地应力条件。地应力条件。埋深大的隧道，因只有埋深埋深大的隧道，因只有埋深 大才足以形成高地应力，埋深超过大才足以形成高地应力，埋深超过700m700m的隧的隧 道发生岩爆的情况居多。道发生岩爆的情况居多。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 1. 1.隧道内岩爆的特点隧道内岩爆的特点 岩爆在发生前并无明显预兆，总是突然发岩爆在发生前并无明显预兆，总是突然发 生。生。 岩爆时，岩块自洞壁迸射而出，块度从几岩爆时，岩块自洞壁迸射而出，块度从几 厘米到几十厘米不等，甚至上吨重岩石从厘米到几十厘米不等，甚至上吨重岩石从 拱部弹落。拱部弹落。 岩爆多发生在新开挖工作面及其附近。岩爆多发生在新开挖工作面及其附近。 危险性：危险性： 伤害人员、损坏机械！伤害人员、损坏机械！ 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 2. 2. 岩爆的防治措施岩爆的防治措施 强化围岩强化围岩 出发点：出发点：给围岩一定的径向约束，使围岩的给围岩一定的径向约束，使围岩的 应力状态从平面转向三维。应力状态从平面转向三维。 方法：方法：锚喷加固、网锚喷联合、钢支撑网锚喷加固、网锚喷联合、钢支撑网 喷联合、注浆等。喷联合、注浆等。 弱化围岩弱化围岩 方法：方法： 往岩层中注水：可改变岩石的物理力学性往岩层中注水：可改变岩石的物理力学性 质，降低岩石的脆性和储存能量的能力。质，降低岩石的脆性和储存能量的能力。 解除围岩中的高地应力：预裂爆破、排孔解除围岩中的高地应力：预裂爆破、排孔 法、切缝法等。可消减围岩中的能量。法、切缝法等。可消减围岩中的能量。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 3. 3. 施工注意事项施工注意事项 超前地质预报：超前地质预报：平导超前、地质雷达等。平导超前、地质雷达等。 爆破方法：爆破方法：尽量采用能预先释放地应力的尽量采用能预先释放地应力的 方法，如预裂爆破、切缝法等。方法，如预裂爆破、切缝法等。 缩短爆破进尺：缩短爆破进尺：要尽快闭合支护。要尽快闭合支护。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7.56.7.5高地温高地温 1. 1.高地温的热源高地温的热源 火山热的热源火山热的热源 放射性元素裂变热的热源放射性元素裂变热的热源 2. 2. 隧道施工注意事项及措施隧道施工注意事项及措施 事项事项1 1：洞内温度应满足相关规定，不要超洞内温度应满足相关规定，不要超 过过3030。 措施：措施：主要措施为通风和洒水。主要措施为通风和洒水。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 事项事项2 2：防止高温地段的二衬开裂。：防止高温地段的二衬开裂。 措施：措施： (1) (1) 宜采用高炉矿碴水泥宜采用高炉矿碴水泥( (分离粉碎型水泥分离粉碎型水泥) )。 (2) (2) 用防水板和无纺布，将二衬与喷层隔离，可用防水板和无纺布，将二衬与喷层隔离，可 使二衬的收缩不受约束。使二衬的收缩不受约束。 (3) (3) 在防水板和二衬之间设置隔热材料，有助于在防水板和二衬之间设置隔热材料，有助于 隔断围岩热量。隔断围岩热量。 (4) (4) 适当缩短衬砌混凝土的浇筑长度。适当缩短衬砌混凝土的浇筑长度。 事项事项3 3：注意工人的劳动强度。注意工人的劳动强度。 措施：措施：根据隧道内的高温程度，合理确定劳根据隧道内的高温程度，合理确定劳 动工时。动工时。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 6.7.6 6.7.6 瓦斯地层瓦斯地层 1. 1. 瓦斯的基本性质瓦斯的基本性质 无色、无臭、无味的气体，极易使人窒息无色、无臭、无味的气体，极易使人窒息 死亡。死亡。 比重仅为空气的一半，扩散速度比空气大比重仅为空气的一半，扩散速度比空气大 1.61.6倍，很容易透过围岩裂隙渗入隧道倍，很容易透过围岩裂隙渗入隧道 不能自燃，但极易燃烧。不能自燃，但极易燃烧。 第第6 6章章 隧道施工方法隧道施工方法 2. 2. 瓦斯的燃烧和爆炸性瓦斯的燃烧和爆炸性 浓度小于浓度小于5%5%遇火源时，瓦斯只在火源附近遇火源时，瓦斯只在火源附近 燃烧而不爆炸；燃烧而不爆炸； 浓度在浓度在5%5%6%6%到到14%14%16%16%时，遇到火源具时，遇到火源具 有爆炸性；有爆炸性； 浓度大于浓度大于14%14%16%16%时，遇火能平静地燃烧时，遇火能平静地燃烧, , 一般不爆炸；一般不爆炸； 瓦斯燃烧时，一旦遇到障碍而受压缩，就瓦