钻爆法隧道施工技术PPT课件

钻井法施工关键技术和要点，孙振川，2016年6月，大纲，一，先进地质预报二，先进支护三，开口工程四，钻井方法，五，初期支护六，防排水七，二次衬砌八，监测，一，先进地质预报，一，先进地质预报，地层地质构造不良地质地下水，一，预报内容-设计确认和验证， 不良地质岩溶、暗河、断层、节理密集带、破碎松散地层、高地应力、煤层、放射性、有害气体等影响工程正常施工的地层。 一、先进地质预报、二、预报要点是：一、先进地质预报、三、预报方法按预报原理分为四类(仅限山岳隧道)，地质勘探法(地质素描)先进钻探法先进基坑法(平导、辅助坑道)、一、先进地质预报、三、预报方法，基本流向形式！ 地质素描是施工地质的最基础工作，包括洞壁地质和掌面地质素描。 一般来说，地质草图是每3到5米绘制一次。 异常扇区被适当加密。 主要内容包括地层岩性、断层、皱纹、贯通性节理、特殊地层、涌水点、涌水量预测等。 一、先进地质预报、3、预报方法、物探：长距离采用TSP203 (一般地段150200m，风化地段100150m )，短程采用地质雷达(预报长度1020米)。 钻井：长距离钻井长度4050m，短距离56m。 长距离采用MK-5地质钻机或意大利产卡萨C6钻机(锚栓台车)，短程地质预报采用气动钻机。 一、先进地质预报、三、预报方法、长距离预报： 100m以上(物探)中长距离预报： 30-100m (物探、挖掘)短距离预报： 30m以下。 按(物探、钻井)预报长度分为3类：一、先进地质预报、四、预报方法选择、工程地质和水文地质复杂性合理选择单一方法或综合先进地质预报。 原则：有疑问探讨后，可以正确分析一、先进地质预报、五、地质预报工作流程、一、先进地质预报、六、地质预报要点；(1)研究资料，必要时追究(山区隧道实施难度高)地质问题和灾害风险的影响，制定预报方案；(2)按照地质复杂程度等级， 对不同地区、不同类型和等级的地区采取不同的预报方法：断层预报：性质、产状、富水状况、分布位置、规模、物质组成。 采用先进钻探法准确预报，辅助地质勘探法、物探法。 岩溶预报：分布位置、规模、填充物及岩溶水。 依据地质勘探法，以先进钻探法和“深炮洞”勘探为主，结合多种物探手段进行综合先进地质预报，开展隧道周围隐岩勘探。洞型岩溶、大型溶洞未填充、石土型岩溶填充、粉细砂型岩溶填充、一、先进地质预报、6、地质预报点、半填充大型溶洞、泥水岩溶填充、煤层气预报：揭示煤层分布位置、厚度、倾斜角，气体含量、气体压力、涌出量、气体释放初速、煤坚固性系数等预报依据地质调查法，以先进钻井法(MKD5S矿用钻井机)为主。 一、先进地质预报、六、地质预报要点、突水、突泥预报：查明突水、突泥(石)可能发生的地区位置(规模)、边界、填充物、水量、水压等。 一、先进地质预报、六、地质预报要点，以地质勘察法为依据，以先进钻探法为主，结合多种物探手段进行综合预报。 一、先进地质预报、6、地质预报要点、(7)洞内物质勘探：考虑到不良地质的多向性，TSP预报应在隧道两侧墙壁和洞顶同时进行(勘探基线应根据现场实际情况确定)。 (8)孔内预钻：一般配置35孔钻孔，揭示岩溶时，适当增加的钻头长度应为3050m。 二次搭接长度为58m。一、先进地质预报、六、地质预报要点，图3先进钻井布局图，一、先进地质预报、六、地质预报要点，(8)孔内先进钻井：在富水地区，特别是斜井、隧道逆坡工程地区进行先进钻井，应采取突防措施。 先行钻井应创建钻井位置、钻孔深度、钻井压力、钻井速度、冲洗液颜色、涌砂、空洞、振动、钻孔位置、冲击距离、冲击器声音变化等记录。 (9)“加深炮孔”勘探(挖轮廓线以外23m ) :在各种地质条件下可用于隧道地质先进勘探，特别适合岩溶发育区。 “炮孔加深”孔的数量、孔的位置、外推角取决于轮廓线和地质的复杂性以及安全岩盘的厚度。 一、先进地质预报、六、地质预报要点、一、先进地质预报、七、地质预报有关规定(铁建2010120号)、(一)施工图阶段被评为高风险和极大风险的软弱围岩和不良地质隧道，先进地质预报的责任主体单位是设计单位，其先进地质预报工作由设计单位组织实施。 其他隧道超前地质预报的责任主体单位为施工单位，超前地质预报由施工单位专家实施。 (2)软弱围岩和不良地质隧道应由设计部门进行专业先进地质预报设计，及时收集分析预报资料，完善设计方案，指导施工。 二、预支护、二、预支护、常用预支护类型、预锚预支管架、一、常用预支护模型在隧道开挖前沿隧道拱部挖出轮廓线，以一定的外插角度安装直径2025mm、长度35m的钢筋，进行围岩加固。 一般采用级围岩、较弱围岩、破碎围岩、拱部作为不稳定地层，不易形成孔时可采用自动怠速锚杆。 二、预支护、二、预支护、一、概要、一)支护参数根据地质条件、隧道断面大小及支护结构形式选择2 )沿隧道拱的周边布局，环距控制在40cm以下，外推角控制在1015。 3 )钻到设计孔的深度后，用吹管将碎屑吹到干净的孔中，适时配置钢筋，以免孔的位置崩塌。 4 )搁板的前进作用，一般不注浆。 二、预支护、二、预锚、(二)、施工要点、人工费用时，现场一般不使用！ 二、先行支护、三、先行小导管是在隧道开挖前，沿隧道拱部开挖轮廓线以一定的外插角度设置直径3260mm、长度2.56m的钢管，与钢结构并用一体化，必要时用小导管注浆加固围岩的支护方式。 用于级围岩、软弱破碎围岩或断层及其影响带、浅埋和开口等地区。 对岩爆控制有效果！ (1)、概要、(1)支护参数以地质条件、隧道断面大小、支护结构的形式选择。 2 )沿着隧道拱的周边布局，环节距在40cm以下，外插角被抑制在1015，用钻头或凿岩台车钻孔或直接打入。 3、先行小导管、二、先行支护、(2)、施工点、(3)、先行小导管、二、先行支护、(2)、施工点、3 )钻孔深度后，用吹管清孔吹出碎屑。 4 )设置加工后的钢管和钢管，注入时用塑料泥堵住喷嘴周围的间隙，用棉线堵住。 5 )钢管外露工作面不得超过15cm。 6 )浇注一般采用水泥单液浆或水泥砂浆，浇注压力控制在0.8MPa以内。 地层稳定时(粘性地层)可以不注浆！ 4、先行管架、2、先行支护是在隧道开挖前，在隧道开挖轮廓线外的纵向大致水平方向上设置直径为70mm以上、长度为10m以上的钢管，在钢管内填充砂浆并紧密填充，根据需要从长期管架注入隧道前方拱桥的土体进行加固，减少开挖时的土体沉降、塌陷适用于vvi级围岩、浅埋偏压、极破碎岩体，如开口堆积体、洞体坍塌方体、砂土质层、下穿建筑物、强膨胀性地层、断层破碎带等地区。(1)、概要、1 )长管架一般为1050m，钢管通过挂线(护套)连接，管架的纵向重叠长度为1.5m以上。 (请错开接头！ 中所述情节，对概念设计中的量体体积进行分析。 4、先行管架、2、先行支护、(2)、施工点、2 )管架钢管直径一般为70180cm，可根据需要选择更大直径的钢管，钢管的环节距为3050cm (可根据需要紧密排列)，管架外插角为15。 3 )如需注浆加固地层，注浆材料、注浆压力取决于地质情况，如有必要，在钢管内注浆水泥砂浆、混凝土或钢筋混凝土砂浆，提高钢管抗弯性能。 4、先行管架、2、先行支护、(2)、施工要点、4 )在孔内施工较长的管架时，一般将扩大洞室作为工作室设置，其截面、长度应满足钻头的作业要求，采用特殊技术或根据钻头的选择情况，不设置扩大洞室。三、开口工程、三、开口工程、隧道开口工程一般包括开口边、斜面开挖、防护、端壁、翼壁、防墙等洞门工程在内的开口边坡排水系统开口检测设备的设置、开口加固部及缓冲结构等。 隧道洞口地区一般地质条件差，地表水聚集，施工时应结合洞外场所及相邻工程情况，进行全面考虑、妥善安排和提前施工。 隧道洞口和洞口施工时应制定完善的进入计划高风险点！ (1)隧道洞口按“早入晚出”原则设计施工，避免高边坡、深路堑，尽量保护原有自然环境，有利于运营安全！ (2)洞口施工要检查地形地貌、支护、边坡保护、洞顶排水与洞内外沟沟通、楼梯检查等，天沟水不得进入路基排水沟。三、洞口工程、施工要点： (3)洞口土石方工程施工应自上而下分层开挖，分层防护。 边、坡地地质条件差时，采用防滑桩、钢管桩、旋喷桩、搅拌桩、锚杆、土钉、锚杆、地表注浆等方法加固洞口范围。 三、开口工程、施工要点： (4)隧道开口衬砌应用模板台车或衬砌台架一次性整体灌注。 (5)明洞应尽快施工，明暗交界处防水处理。 (6)明洞墙、拱桥混凝土须整体浇筑。 拱坝混凝土强度达到混凝土设计强度等级的100%时，可拆除明洞模板。 三、洞口工程、施工要点：四、开挖方法、四、开挖方法，根据工程、水文地质条件、断面大小、结构形式、机械布置等综合因素合理选择开挖方法，保证隧道工程安全、结构稳定。 钻井方法主要有全断面法、阶梯法，在特殊条件下(如开口沉积体、砂土质层、下穿构造物、强膨胀性地层、浅埋偏压、大跨度构造等必须严格控制变形)可采用环形预留岩心土、中间隔壁法、交叉中间隔壁法、两侧壁坑法等。 即施工方法的选择原则，四、挖掘方法、一、全剖面法、全剖面法是沿隧道设计剖面一次挖掘成形(包括仰拱)，实施初期支护和二次衬砌的隧道挖掘方法。 施工要点：1)尽量采用深孔爆破，加大循环，合理采用平行交叉作业工程，提高施工进度。 2 )立即施行气锚，围岩条件变化时调整施工方法。 施工要点：3)控制周边视角，提高光面爆破效果，减少超、下挖，减少围岩干扰，保证隧道施工安全。 四、钻井方法，一、全剖面法，涉及成本和安全！ 四、钻井方法、二、台阶法、台阶钻井法采用隧道设计剖面自上而下分两台或三台进行钻井，将台阶间距控制在一定水平，采用并行隧道钻井方法。 四、钻井方法、二、台阶法、一)根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般不得超过1倍钻井孔径(级围岩可适当加长)，台阶高度取决于地质状况、隧道断面大小和工程机械设备状况。施工要点：四、钻井方法、二、台阶法、二)台阶施工钢拱，必要时采取扩大拱、锚杆(管道)等措施，下行控制围岩和初期支护变形的台阶施工时，应保证整个首钢结构平整，螺栓牢固相连钢架一定不能掉在现场，悬在空中，或落在虚渣上。 施工要点：四、四、钻井方法、三、环形预留岩心土、环形预留岩心土是在挖掘上部圆弧导孔，留下岩心土上的平台，挖掘下部两侧墙壁、中部岩心土隧道挖掘方法(根据地质条件、截面大小，可进行两段或三段挖掘)是特殊条件下采用的工艺四、钻井方法、三、环形预留核心土法、四、钻井方法、三、环形预留核心土法、施工要点：一)环形钻井每周期长0.51m，钻井后立即实施气锚，安装钢结构支撑。 2 )钢结构接头的连接应紧密、牢固地在拱形、墙脚上设置锚(管道)。 3 )确保核心土是由围岩的稳定性决定的，施工容易。 4 )拱形导向孔、芯土、两侧侧壁的纵向间隔错开35m平行施工。 5 )后拱的初期支护应下楼立即实施。 全截面封闭衬圈不得超过手掌面两倍的孔径。 四、钻井方法、四、中间隔墙法(CD法)、中间隔墙法(CD法)是将隧道分左右开挖，隧道侧采用二层或三层开挖，初期支护和中间隔墙临时支护，隧道另一侧开挖，进行相应的初期支护的工艺，是特殊条件下采用的工艺。 四、钻井方法、四、中间隔壁法(CD法)、施工顺序图、四、钻井方法、四、中间隔壁法(CD法)、施工要点：一)左右部分的阶梯钻井高度由地质状况和隧道断面的大小决定。 2 )左右两侧的孔体的施工纵向的开口间距一般在15m以下。 3 )阶梯挖掘长度为35m，立即实施初期支护和中隔临时支护。 每个工作平面为每个循环尺寸一个拱的距离。 4 )另一侧开挖形成全断面时，必须立即完成全断面的初期支护封闭。 5 )中间隔壁作为弧形临时支护设置，隧道左右挖掘面初期支护连接顺畅，钢结构连接状态良好。 6 )根据监测信息，全断面初期的支护关闭稳定后，取下中间隔壁的临时支护，拆卸长度根据测定结果决定。 7 )拆除临时支护后，立即施行隧道二次衬砌。 四、钻井方法、四、中间隔壁法(CD法)、中间隔壁法(CD法)施工影像、四、钻井方法、五、交叉中间隔壁法(CRD法)、交叉中间隔壁法(CRD法)将大断面隧道左右分开施工，从上向下挖掘隧道侧的I和ii部分实施初期支护和临时支护关于环， 在挖掘隧道侧的iii和iv部分对环进行封闭的初期支护和临时支护的最后，分别挖掘隧道的左右底部，形成临时支护隧道的初期支护和网状稳定支护的形式的隧道挖掘方法，是在特殊条件下采用的工法。 四、钻井方法、五、交叉中间隔墙法(CRD法)、二、一、四、三、四、钻井方法、五、交叉中间隔墙法(CRD法)、施工点：一)隧道由左右支部、分区钻井、分区钻井高度按地质条件确定，各工作面为每循环一个钢结构的距离。 2 )每小断面挖长35m，立即施行初期支护、假中间隔壁和背拱，逐步环扎，必要时加固掌面。 3 )中间隔壁设置弧形临时支护，隧道左右部挖的临时背拱的钢结构一致，立即加固(管道)。 四、钻井方法、五、交叉中隔壁法(CRD法)、四)基于监测信息，全断面初期支护关系稳定后，拆除假支护，拆除长度应根据测量结果确定。 5 )拆除临时支护后，立即施行隧道二次衬砌。四、钻井方法、六、两侧壁导孔法、两侧壁导孔法是先挖隧道两侧导孔，立即进行初期支护和临时支护，再挖中部的工艺，是特殊条件下采用的工艺。 四、钻井方法、六、两侧壁导孔法、四、钻井方法、六、两侧壁导孔法、施工要点：一)侧壁导孔形状接近椭圆形，导孔截面宽度一般为全截面的1/3。 2 )将两侧的导向孔挖成