隧道工程施工方法及注意问题精讲.ppt

隧道工程,第七组 汇报：张坤 成员：王菲 赵成 晏涛 张坤 吴宏伟 万联邦,隧道施工方法,隧道施工方法,一、隧道施工方法,隧道施工过程和方法是多种多样的，目前在我们经常采用的矿山法中大致有全断面法、台阶法和分部开挖法三大类。 在当前的施工实践中，采用最多的方法是台阶法，其次是全断面法。在大断面隧道中，单侧壁导坑(中隔壁法)和双侧壁导坑(眼镜法)采用较多。,一、 隧道工程的施工特点 1. 施工全过程受制于地质条件 2. 大型的隐避工程 3. 施工环境较差 4. 多地处偏远山区，交通不便。 5. 狭长建筑物，工作面很少。 6. 施工不受气候影响,隧道施工方法, 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,二、影响施工方法的主要因素,第6章 隧道施工方法,新奥法,一、隧道施工应遵循的基本原则,(1) 因为围岩是隧道的主要承载单元，所以要在施工中充分 保护和爱护围岩 (2) 为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形 (3) 变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的 (4) 在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计 (5) 在选择支护手段时，一般应选择能大面积的、牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段 (6) 要特别注意，隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过程 (7) 在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为 重要的,(8) 在隧道施工过程中，必须建立设计施工检验地质预测量测反馈修正设计的一体化的施工管理系统，以不断地提高和完善隧道施工技术 上述隧道施工的基本原则可扼要地概括为：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。 在实际施工过程中，这些原则也不是一成不变的，应该结合实际情况进行完善和提高。,新奥法,二、新奥法施工工序,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。,全断面法,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. 施工顺序,隧道施工方法,钻爆作业循环：,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,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,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,台阶法,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. 选择台阶长度的条件,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,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) 短台阶法,隧道施工方法,上台阶长度仅为35m。 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大。 适用于：软弱破碎围岩(、级围岩), 超短台阶法,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：,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。,隧道施工方法,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。,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。,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：,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：,传统矿山法与新奥法施工的区别,隧道施工方法,辅助坑道,辅助坑道的意义,长大隧道施工过程中，因受工期或其他因素的影响，常常采用辅助坑道来增加工作面，将隧道分割成几个段，形成“长隧短做”，以加快施工速度，改善施工条件。 设置辅助坑道一般会使隧道施工的工程造价增高，但从大局考虑，他能充分配合隧道的施工，形成紧密的联系，因此在一定程度上有利于施工。,辅助坑道,第一节 横洞,一、横洞 横洞是在隧道侧面修筑的与之相交的坑道。当隧道傍山沿河、侧向覆盖层较薄时，就可以考虑设置横洞。 横洞布置见图7-11-1。 一般情况下，横洞不长，故较经济，因此在地形条件允许时，宜优先考虑采用横洞来增辟工作面。 横洞与隧道的联接形式有双联式或单连式(见表7-11-1)，相交处用半径不小于12m的曲线联接。,辅助坑道,第二节 平行坑道,一、平行导坑 对于长大越岭隧道，由于地形限制，或因机具设备条件、运输道路等条件的限制，无法选用横洞、竖井、斜井等辅助坑道时，为加快施工速度，及超前地质勘察，可采用平行导坑方案,二、平行导坑在隧道施工中的作用,1、提前探明隧道施工前方地质情况。此法可以提前进洞，进行地质勘探。 2、加快正洞施工进度。平行导坑通过横通道与正洞联系。为正洞施工开辟工作面。 3、施工排水。平行坑道先于正洞施工，且地面高程低于正洞地面，起到排水作用,辅助坑道,4、施工通风。平行坑道，横通道以及正洞形成一个完整的巷道式通风系统，有较好的通风效果。 5、作为主要的运输巷道以及布设管线路巷道。 此外，平行坑道与正洞之间形成闭合测量导线网，有利于提高测量精度。,三、平行导坑设计要点,设于地下水流向隧道的一侧。平行导坑与正洞之间的最小净距离，应视地质条件、施工方法、导坑跨度等因素确定。 1、平行导坑益设于地下水源的一侧，以便于平行导坑拦截地下水。 2、平行导坑与隧道的净距，应根据其地质条件一般为15-20m 3、平行导坑的纵坡应与隧道的纵坡一致，其底部高程应低于隧道底部高程0.2-0.6m，以利于隧道的排水与运输 4、为了便于调车与出渣进料，应设置反向横通道 5、横通道一般与正洞斜交，交角在400-450,辅助坑道,四、平行导坑施工要点,1、平行坑道内部应单独安放风水管路，采用高效的有轨运输 2、平行坑道的施工，应配合较强的设备和专业的施工队伍，以确保培训开发的超前进行的正确行。 3、平行坑道和横通道的交叉口应与平行坑道掘进时一次挖成。 4、平行坑道易优先适用锚杆支护。,辅助坑道,第三节 斜井,斜井是在隧道侧面上方开挖的与之相连的倾斜坑道。,一、斜井设计施工应注意以下事项：,1、当隧道埋深不大，地质条件较好，隧道侧面有沟谷等低洼地形时，可采用斜井作为辅助坑道。斜井的平、剖面如图7-11-3所示。 2、斜井长度一般不超过200m,3、斜井井口位置不应设在洪水淹没处。 4、斜井与隧道正洞的平面联接形式有单联式、斜双联式和正交双联式三种。采用单联式时，斜井与正洞中线的平面交角不宜小于40，此联接方式施工比较简单，多在用皮带运输机或梭式矿车出渣时采用。图7-11-4为斜交双联式，特点是在对着斜井的井底车站前方，有一段安全岔线。,辅助坑道,第四节 竖井,一、竖井的设计要求,1、竖井的位置选择：竖井应设置在较低处或者沟谷两侧，以防止洪水危害 2、竖井的断面：一般可采用圆形和矩形，圆形断面受力条件好，承载围岩力大，但断面利用率低，