隧道工程总结 7810

1、第七章 隧道喷锚支护与设计现代支护理论与设计要点: 一切方法、手段和措施都围绕围岩稳定为目的； 支护与围岩视作统一的复合体，支护和围岩共同作用； 在复合体中，围岩是承载主体，最大限度的发挥围岩的自承能力，同时也要发挥支护结构的承载能力； 凭借现场试验和监测手段，划定围岩级别，获得力学参数，指导施工； 对不同的地质条件，力学特征的围岩，灵活采用不同支护方式和相应的力学计算模型。基本要求： 支护必须与周围岩体大面积的牢固接触，即保证支护-围岩作为一个统一的支护体系而共同工作； 重视初期支护的作用，并使初期支护与二次支护相互配合，协调一致的工作； 有限的变形以发挥围岩承载作用； 必须保证支护结构及时

2、施作。如支护施作过晚，会使围岩暴露时间过长，产生过度的位移而濒临破坏； 支护结构要根据隧道围岩的实际动态，及时进行调整和修改，以适应不断变化的围岩状态；锚喷支护与传统支护的区别： 对围岩和围岩压力的认识上：传统支护理论：松散压力;现代支护理论：阻止围岩变形的形变压力。 在围岩和支护间的相互关系上：传统支护理论：将围岩与支护分开考虑，视为“荷载-结构”体系锚喷支护理论：将围岩和支护视为统一体，二者组成“围岩-支护”体系共同参与工作。 在支护功能和作用原理上：传统支护理论：支护只是为了承受荷载；锚喷支护理论：支护是为了及时稳定和加固围岩。 在设计计算方法上：传统支护理论：主要是确定作用在支护上的荷

3、载；锚喷支护理论：设计的作用荷载是岩体的地应力，围岩和支护共同承载； 在支护形式和工艺上：传统支护理论：模注混凝土；锚喷支护理论：施工方法简单，灵活，不需模板，无需回填，在围岩松动之前能及时加固围岩。锚喷支护使用时应掌握的三个基本点：1.围岩是隧道稳定的基本部分。2.支护、衬砌要薄而具有柔性并与围岩密贴，使因产生弯矩而破坏的可能性达到最小。3.设计施工中要正确地估计围岩特性及其随时间的变化。锚喷支护施工原则：1.采取各种措施，确保围岩不出现有害松动。2.使围岩变形适度发展，最大限度发挥围岩自承能力。3.保证锚喷支护与围岩形成共同体。4.选择合理的支护类型与参数并充分发挥其功效。5.采取正确的施

4、工方法。6.依据现场监测数据指导施工。锚喷支护的特点： 及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力； 粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达70kg/cm3； 柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，发挥自承能力； 深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈； 灵活性：支护类型、参数、数量可灵活调整。 封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。锚喷支护包括锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土锚杆联合支护、喷射混凝土钢筋网联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢纤维混凝土支护、喷钢纤维混凝土锚杆联合支护。锚杆类型： 全长粘结型 端头锚固型 摩擦型预应

5、力型锚杆锚杆的力学作用： 悬吊作用 减跨作用 组合梁作用 整体加固作用 悬吊作用（将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移动滑落） 减跨作用（在隧道顶板岩层中打入锚杆，相当于在顶板上增加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小） 组合梁作用（在岩层中打入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力） 整体加固作用（锚杆群锚入围岩后，其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆在锚固力作用下构成一个均匀的压缩带，即承载环）喷射砼的作用： 充填裂隙加固围岩； 找平，封闭围岩表面防止风化； 喷砼与围岩组成共同承载结构。喷混凝土的特点：(1)喷射混凝土具

6、有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好的特点 (2)与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工将输送、浇注、捣 固几道工序合而为一，更不需模板，因而施工快速、简捷。 (3)喷射混凝土能及早发挥承载作用。 (4)试验表明，喷射混凝土与模筑混凝土相比，其物理力学性能多有所改善锚杆是深层加固围岩，喷射混凝土是表层及局部加固围岩锚喷支护结构承载力计算方法：以工程类比为基础的经验方法；以现场量测为基础的监控法；以理论分析为基础的计算法；综合方法。开挖面的“空间效应”，是指洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约束，使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部位移，这种现象称为开挖面的“空间效应”；锚喷支护施工原则：1、

7、采取各种措施，确保围岩不出现有害松动。2、使围岩变形适度发展，合理利用围岩自承能力。3、保证锚喷支护与围岩形成共同体。4、选择合理支护类型和参数，并充分发挥其功效。5、 合理安排施工程序。采取各种措施，确保围岩不出现有害松动： 洞形及侧压系数的选择问题，即在洞室的布置和造型上应适应原岩应力状态和岩体的地质、力学特征，尽量争取一个较好的受力条件。避免小交角和缓倾角；尽量调整侧压力系数接近于1 采用控制爆破技术：减少对围岩的扰动程度 减少对围岩的扰动次数：尽可能采用全断面一次开挖 初期支护及时快速：及时是抑制围岩变形的有害发展 合理利用开挖面空间效应抑制围岩变形 尽量减少其他外界因素（水、潮）对围

8、岩的影响：对有地下水的裂隙岩体，要防止大的渗透压力 第8章 隧道通风与防尘隧道内污染的形成：施工期间：爆破、施工设备、瓦斯；运营期间：汽车排放出的废气，CO和烟雾；隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱通风方式：自然通风（交通风(活塞风)、自然风）、机械通风（纵向通风、横向通风、半横向通风、组合通风）影响通风方式选择的因素：隧道长度、隧道交通条件、隧道所处地层的地质条件、隧道所处地区的地形和气象条件。第10章 隧道施工方法及其基本作业隧道工程特点可归纳如下： 隧道工程全部为隐蔽工程，工程地质和水文十分重要，甚至起决定性的作用； 公路隧道是一个形状扁平的建筑物，施工工作面少(正常情况下只有进

9、、出口两个工作面)，工期较长; 施工环境差，采取有效措施加以改善； 工程施工不受季节变换及气候变化的影响； 施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中，往往远离既有交通线，运输不便，供应困难； 公路隧道埋设于地下，一旦建成就难以更改，所以，除了事先必须审慎规划和设计外，施工中还要做到不留后患。隧道施工过程通常包括：在地层中挖出土石，形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初期支护和砌筑最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形，保证隧道长期地安全使用。 隧道施工应遵循的基本精神和原则：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。” 在施工中必须充分保护围岩，避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度，使暴露的围岩尽量保留既有的质

10、量，因此，采用控制爆破技术是必要的； 为了充分发挥围岩的承载力，应允许并控制围岩的变形 变形的控制主要通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的。 必须在施工中进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计； 在施工过程中，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动态施工管理系统，以不断的提高和完善隧道施工技术 选择支护手段，一般应选择大面积、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； 在可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法； 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； 为保证二次衬砌的质量和整体性，在任何情况

11、下，都应采用先墙后拱的施工顺序。掘进方式分为人工开挖掘进，单臂掘进机和钻眼爆破掘进三种；开挖方法：按开挖工具分为人工开挖、钻爆开挖和机械开挖；按开挖断面分全断面开挖、台阶开挖、断面分部开挖。施工方法选择需要考虑的因素： 工程的重要性。一般由工程的规模、使用上的特殊要求，以及工期的缓急体现出来；地质和水文条件 ，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等 施工技术条件和机械装备状况 施工中动力和原材料供应情况； 隧道的横断面积 隧道的埋深 工期 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； 施工安全状况，有关污染、地面沉降等环境方面的要求和限制。新奥法定义：它是以控制爆破为

12、开挖方法，以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法，其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。新奥法施工：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭、管超前”全断面开挖的优点：工序少，相互干扰少，便于组织施工和管理； 工作空间大，便于大型机械化施工 ；施工进度高，我国公路隧道一般都能保持月进成洞平均150m左右，高者已接近300m月。施工环境较好，围岩扰动小。全断面开挖方法：适用于较完整的、坚硬围岩，如、级围岩。台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法等三种。适用条件跨度较大，围岩较破碎的情况。选择何种台阶法，取决于以下条件：初期支护形成闭

13、合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备对施工场地大小的要求。 分部开挖法可分为三种变化方案：台阶分部开挖法；单侧壁导坑法；双侧壁导坑法 单侧壁导坑法的施工顺序：1.开挖侧壁导坑，并进行初期支护，应尽快使导坑的初期支护闭合。2.开挖上台阶，进行拱部初期支护，使其一侧支承在导坑的初期支护上，另一侧支承在下台阶上。3.开挖下台阶，进行另一侧边墙的初期支护，并尽快建造底部初期支护，使全断面闭合。4.拆除导坑临空部分的初期支护。5.建造内层衬砌。双侧壁导坑法的施工顺序：1.开挖一侧导坑，应尽快使初期支护闭合。2.相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初期支

14、护。3.开挖上部核心土，建造拱部初期支护，拱脚支承在初期支护上。4.开挖下台阶，建底部初期支护，使全断面闭合。5.拆除导坑临空部分的初期支护。6.建造内层衬砌。不良地质地段隧道施工原则：先治水、弱爆破、短开挖、早衬砌、勤量测、强支护、稳步推进原则。岩爆产生的主要条件：地层的岩性条件、地应力的大小、从能量的观点来看，岩爆是否发生及其表现形式就主要取决于岩体中是否储存了足够的能量，是否具有释放能量的条件及能量释放的方式等。岩爆的特点：岩爆在未发生前并无明显的预兆；岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状 岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有距新开挖工作面较远处

15、，岩爆发生频率随暴露后的时间延长而降低。防治岩爆发生的措施主要有二：一是强化围岩，二是弱化围岩。 瓦斯放出的类型：瓦斯的渗出（最大）、瓦斯的喷出、瓦斯的突出 膨胀土围岩的特性：膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力，常常具有明显的塑性流变特性，开挖后将产生较大的塑性变形。 膨胀土围岩对隧道施工的危害：围岩裂缝、坑道下沉、底膨、围岩膨胀突出和坍塌、衬砌变形和破坏隧道遇到溶洞的处理措施：隧道通过岩溶区，应查明溶洞分布范围和类型，岩层的完整稳定程度、填充物和地下水情况，据以确定施工方法。岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法，有“引、堵、越、绕”四种。引：遇到暗河或溶洞的水流，宜排不宜堵。引即是通过暗管、涵洞、小桥等将水引流，排出洞外。堵：对已停止发育、跨径较小，无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭；或加深边墙基础，加固隧道底部。越：当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过。绕：在岩溶区施工，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处理溶洞，以节省时间，加快施工进度。绕行开