隧道工程施工基础知识

隧道工程施工基础知识前言

我们公司隧道项目较少，技术人员也较少人员参与过隧道施工，针对该情况本讲义的思路是先就我国隧道的情况做下简要介绍，就新奥法隧道道设计的基础理论做简要介绍，再按隧道施工的基本流程对一些实际施工的理论与操作、注意事项等做一些介绍。使参加培训人员对隧道工程施工有一个大概的认识。一、我国隧道建设基本概况二、三新奥三法原三理矿山三法是三采用三爆破三主方三式将三洞室三岩石三取出三，对三周边三围岩三自稳三能力三及稳三定性三破坏三也较三大。矿山三法又三分传三统矿三山法三和新三奥法三。传统三矿山三法施三工设三计理三念是三周边三所有三的力三都是三直接三作用三于隧三道上三，不三考虑三隧道三围岩三（围三岩是三指隧三道开三挖洞三室周三边岩三体，三一般三是考三虑施三工影三响隧三道周三边3-三4米范三围）三开挖三过后三是无三初期三支护三的，三直接三采用三木支三撑或三钢支三撑，三拆除三临时三支撑三后再三进行三衬砌三，没三有初三期支三护。新奥三法即三新奥三地利三隧道三施工三方法三的简三称，三原文三是Ne三w三Au三st三ri三an三T三un三ne三ll三in三g三Me三th三od。新三奥法三概念三是由三奥地三利学三者拉三布西三维兹三教授三二十三世纪三五十三年代三提出三的。三新奥三法是三以维三护和三利用三围岩三的自三稳能三力为三基础三，将三锚杆三和喷三射砼三集合三在一三起作三为主三要支三护手三段，三控制三围岩三的变三形与三松弛三，使三围岩三成为三支护三体系三的组三成部三分，三形成三锚杆三、喷三射砼三和隧三道围三岩为三三位三一体三的承三载结三构，三共同三承受三荷载三。监三控量三测要三及时三准确三，发三现变三形有三突变三的趋三势时三，及三时架三设临三时支三撑，三采取三措施三稳定三后及三时衬三砌。基本三理论三点：1）岩三体是三隧道三结构三体系三中的三主要三承载三单元三，在三施工三中必三须充三分保三护岩三体，三尽量三减少三对它三的扰三动，三围岩三软弱三时，三采取三措施三对围三岩注三浆加三固。2）为三充分三发挥三岩体三的承三载能三力，三允许三并控三制岩三体的三变形三。开三挖后三断面三的应三力是三最大三的，三而初三支最三初受三力为三零，三随着三位移三的变三化围三岩应三力慢三慢变三小，三而初三支刚三由于三位移三的产三生受三力越三来越三大，三这两三个力三在位三移到三一定三程度三后，三达到三了新三的平三衡，三新奥三法是三允许三沉降三变形三的，三有沉三降变三形是三正常三的，三但如三果变三形速三率过三大，三或突三变，三则应三警惕三。3）为三改善三支护三结构三受力三性能三，应三尽快三闭合三，而三成为三封闭三环。4）加三强施三工中三对围三岩变三形、三压力三的三观测三，进三行动三态设三计施三工。5）二三次衬三砌原三则上三在围三岩与三初期三支护三变形三基本三稳定三的条三件下三施工三的，三在围三岩软三弱段三应较三早施三工，三此时三理论三已不三单纯三的是三新奥三法施三工。6）在三软弱三围岩三段要三按照三施工三中严三格按三照设三计要三求，三遵循三新奥三法施三工原三理，三软弱三地质三洞身三开挖三应坚三持“三管超三前、三严注三浆、三短进三尺、三弱爆三破、三强支三护、三勤量三测、三早衬三砌”三的原三则，三确保三施工三安全三。三、三隧道三施工三工序隧道三主要三施工三工序三：洞口三边仰三坡开三挖三洞三口排三水施三做三洞三口大三管棚三施做三开挖三出渣三初支三二衬1、洞三口边三仰坡三处理隧道三进出三口一三般处三于浅三埋、三风化三岩层三地段三，一三般采三用φ1三08管棚三进行三超前三加固三后再三进洞三开挖三。洞三口刷三边坡三一般三宜避三开雨三季，三先检三查边三、仰三坡以三上的三山坡三稳定三情况三，清三除悬三石、三处理三危石三，按三设计三进行三刷坡三，对三不稳三定段三应开三挖一三段支三护一三段，三保证三山体三的稳三定，三尽早三施做三洞口三排水三系统三。2、大三管棚三施工3、开三挖采用三人工三手持三凿岩三机钻三眼爆三破开三挖，三一般三一个三台架三允许14把左三右YT三-2三8风钻三同时三作业三。开挖三效果三的好三坏跟三眼位三的实三施与三爆破三的合三理性三有直三接关三系，三钻眼三时除三楔形三掏槽三眼是三倾斜三的外三，其三他的三均应三与隧三道轴三线平三行，三特别三是周三边眼三要求三尤为三严格三，并三使各三眼位三的眼三底在三同一三个竖三直面三上。特殊三要求三地段三，如三靠近三较高三要求三震速三的建三筑物三等，三可采三用膨三胀剂三静态三破碎三。开挖三台架三如下三图：隧道三的开三挖一三般采三用多三臂凿三岩台三车或三人工三持钻三开挖三，但三在中三国人三力资三源较三低廉三，多三采用三人工三持钻三在作三业台三架上三钻眼三爆破三。钻眼三分为三三种三，中三间为三掏槽三眼，三最外三轮廓三为周三边眼三，中三间的三部分三为辅三助眼三，楔三形掏三槽眼三一般三用2米5以内三的进三尺，三超过三此进三尺的三一般三采用三直眼三掏槽三。爆破三一般三采用三乳化三炸药三，炮三眼采三用非三电毫三秒雷三管，三起爆三雷管三采用三电雷三管。三爆破三采用三微差三爆破三，从三掏槽三眼往三外一三般用1、3、5、7、9、11、13、15段雷三管起三爆，三超爆三顺序三是段三数越三少越三早起三爆，三但起三爆时三间差三较小三。一三般IV级围三岩如三分上三下断三面，三则上三半断三面单三方炸三药耗三量为0.三7K三g/三M3三,下半三断面三一般三为0.三4三Kg三/M三3,因为三下台三阶有三临空三面,故耗三药量三较少.光面三爆破三为周三边眼三间隔.装药,并配三以导三爆索.,因地三质条三件的三多变三性，三要根三据爆三破效三果不三断进三行调三整爆三破方三案，三包括三炮眼三间距三及装三药量三。掏槽三眼常三用的三为楔三形掏三槽图中三所示三为楔三形掏三槽4、爆三破光面三爆破三：光面三爆破三的目三的是三沿设三计轮三廓线三爆破三后留三下的三围岩三光滑三平整三，控三制超三欠挖三，降三低对三周边三围岩三的干三扰，三充分三利用三围岩三的自三稳能三力。光面三爆破三：沿三设计三轮廓三打一三排小三间距三眼（三眼孔三位小三些更三好）三，小三药量三装药三。光面三爆破三的分三区起三爆顺三序：三掏槽三眼→三辅助三眼→三周边三眼→三底板三眼。三辅助三眼则三应由三里向三外逐三层起三爆。装药三结构装药三量的三计算炮孔三装药三量：掏槽三孔Q=三η*三L*三r式中三：η-三--炮孔三装药三系数三，取0.三9;L-三--孔深,一般LI三II三=3三.2米,三LI三V=三2.三2米LV三=1三.3米r-三--每米三长度三炸药三量,r三=0三.7三8k三g/三m经验三值:三QI三II三=2三.2三4k三g,三Q三IV三=1三.5三4k三g,三,三QV三=1三.1三kg辅助三孔QI三II三=η三*L三*r三=0三.8三*3三.1三*0三.7三8=三1.三93取1.三9k三gQI三V=三η*三L*三r=三0.三8*三2.三1*三0.三78三=1三.3三1取1.三3k三gQV三=η三*L三*r三=0三.8三*1三.3三*0三.7三8=三0.三81取0.三8k三g周边三孔通常三周边三眼装三药量三为辅三助孔三的1/三3-三--三Q/三4。隧道三爆破三的安三全距三离隧道三爆破三时，三个别三飞石三对人三员安三全距三离设三定为15三0m，巷三道内三对设三备安三全距三离设三定为10三0m三(指非三机动三设备)。当三然有三条件三离得三越远三越好三。4、初三期支三护：初期三支护三包含三超前三管棚三（锚三杆）三支护三、钢三筋网三、锚三杆、三拱架三、喷三射砼三。4.三1拱架三的加三工与三安装工字三钢拱三架的三分节三要与三弧度三相对三应，三因为三冷弯三机一三次只三能加三工一三个弧三度。三拱架三的加三工要三预试三拼，三保证三连接三板的三角度三正确三性，三加工三节数三以方三便施三工的三重量三为宜三。拱架三要保三证垂三直，三同时三要直三线段三每10米打三一个三十字三线，三曲线三每5米打三一个三十字三线，三保证三左右三两侧三同步三。拱架三要与三锚杆三焊接三，只三靠锁三脚锚三杆不三能保三证拱三架的三稳定三性，三锁脚三锚杆三与拱三架连三接宜三加U形卡三。拱三架应三落在三硬底三上，三否则三加设三砼垫三块。规范三要求三拱架三与围三岩间三的空三隙应三间断三用砼三块塞三实，三将围三岩受三力直三接传三递至三拱架三上。4.三2喷射三砼喷射三砼：三利用三压缩三空气三把一三定配三合比三的砼三料由三管道三喷嘴三以高三速高三压喷三出，三在受三喷面三形成三砼层三。增三长快三，强三度增三长快三，密三实性三好，三施工三准备三简单三，适三用性三强。三分为三干喷三、湿三喷两三种。干喷三：预三拌干三料或三潮料三，建三议砂三石料三有一三定含三水量三，以三用手三攥住三成团三在手三内不三松散三，自三由落三至地三上散三开为三宜。三正常三回弹三量约三一般30三%。所用三砂：三宜用三粗砂三，砂三过细三则干三缩量三大，三增加三回弹三量。三但回三弹量三较大三，劳三动条三件差三，粉三尘较三大。所用三米石三：5-三20的米三石为三宜。三所拌三喷浆三料含三水量三以用三手攥三住手三内成三团，三自然三丢落三散开三为宜三。外加三剂：三速凝三剂、三增粘三剂等三，一三般只三用速三凝剂三。湿喷三：预三拌砼三，在三通过三湿喷三机时三加液三体速三凝剂三，该三施工三方法三不太三成熟三，虽三然施三工环三境好三，但三回弹三量较三大。喷射三施工三应由三下向三上，三先墙三后拱三施工三。开三挖面三找顶三后考三虑到三安全三应初三喷一三层厚三约5c三m厚砼三。喷射三时先三送风三，后三开机三，先三对岩三壁喷三水湿三润，三再给三料，三结束三时先三停料三，再三停风三、水三。风三压控三制在三。作三业完三成后三，及三时清三理喷三浆机三内余三料。三喷射三手与三受喷三面距三离为.6米-1米，三根据三喷射三砼回三弹情三况不三断调三整。三终凝三后洒三水养三护7天。检验三要求三：喷三射击三队砼三的平三均厚三度大三于设三计厚三度，三检查三点数三的60三%以上三大于三设计三厚度三，最三小不三小于三设计三厚度三的1/三2。在对三喷射三砼强三度要三求高三时，三掺加三钢纤三维，三可大三大提三高强三度。喷射三砼时三在分三步或三台阶三法开三挖时三，如三果还三要接三拱架三，则三用砂三堆住三拱脚三，以三避免三接腿三时凿三除喷三射砼三。4.三3锚杆锚杆三的作三用：1）悬三吊作三用：三锚杆三将不三稳定三的岩三层悬三吊在三坚固三岩层三上，三以阻三止围三岩移三动滑三落。减跨三作用三：在三隧道三顶层三岩层三中打三入锚三杆，三相当三于在三顶板三上增三加支三点，三使隧三道跨三度减三小，三使顶三板岩三体的三应力三减小三。2）组三合梁三作用三：在三层状三岩体三中打三入锚三杆，三把若三干薄三层岩三层锚三固在三一起三，类三于将三叠置三的板三梁组三成组三合梁三，从三而提三高顶三板岩三层的三自承三力。3）挤三压加三固作三用：三锚杆三进入三围岩三后，三随着三岩体三的变三形其三两端三附近三岩体三形成三圆锥三形压三缩带三，从三多的三锚杆三形成三多个三圆锥三形压三缩带三，类三于承三压拱三，提三高围三岩自三稳能三力。锚杆三主要三类型三：有砂三浆锚三杆、三中空三锚杆三、自三进式三锚杆三、中三空锚三杆、三组合三锚杆三等。砂浆三锚杆三：以三螺纹三钢筋三加工三而成三，以YT三-2三8钻机三钻孔三，先三注M2三0砂浆三，再三将锚三杆打三入，三加设三垫板三。中空三锚杆三与砂三浆锚三杆区三别杆三体中三空，三先将三锚杆三插入三，再三注浆三。自进三式锚三杆是三自带三钻头三，用YT三-2三8钻机三直接三将锚三杆打三入岩三体，三主要三用于三成孔三困难三地段三，因三锚杆三与岩三体接三触紧三密，三注浆三压力三可达三较大三，注三浆加三固松三散破三碎岩三体时三常用三。组合三锚杆三与中三空锚三杆施三工方三式相三同，三优势三为降三低成三本三。锚杆三的施三工因三人工三开挖三的局三限性三，在三拱顶三时不三容易三打好三角度三，宜三用专三用锚三杆机三。隧底三（仰三拱及三充填三）采三用分三段整三幅全三宽一三次浇三筑方三案，三拱墙三采用三全断三面液三压模三板台三车一三次整三体衬三砌。三在洞三口设三置混三凝土三搅拌三站，三混凝三土运三输车三运输三，混凝三土输送三泵泵三送入三模。5、二三次衬三砌：5.三1仰拱三及铺三底1、施三工方三法仰拱三及铺三底砼三施工三测量三放样三，软三弱围三岩段三一次三施工3米（三铁道三部12三0号文三）其三他围三岩地三段一三次施三作10三m。在仰三拱、三铺底三或填三充工三作面三上搭三设移三动式三仰拱三栈桥三（即三临时三便桥三，使三在仰三拱施三工时三机械三通过三施工三段）三。行三车栈三桥采三用工三字钢三制作三，一三端支三撑在三枕木三垛上三，另三一端三支撑三在已三浇筑三完的三混凝三土上三，下三面设三橡胶三垫对混凝三土面进三行保三护。三行车三过桥三移动三利用机械牵引三，桥三下预三留满三足施三工需三要的三空间三。2、混凝三土施工人工三辅助三清理三底部三浮碴三杂物三；将三上循三环仰三拱混凝三土接头三凿毛三处理三，按三设计三要求三安装三仰拱三钢筋三，并三预留三与边三墙衬三砌连三接筋三；浇三注仰三拱混三凝土三时由三仰拱三中心三向两三侧对三称进三行。三仰拱三与边三墙衔三接处三加强三捣固三，以三保证三混凝三土的三密实三。混凝三土浇筑三采用三泵送三，一三次浇三注成三型，三人工三摊铺三，插三入式三振捣三棒捣三固，三初凝三之前三抹平三压光三。为三保证三仰拱三曲率三，采三用纵三向挂三线控三制。3、隧三底填三充在施三工混三凝土三前，三清除三仰拱三面的三碎渣三、粉三尘，三并冲三洗干三净，三达到三没有三积水三、没三有浮三渣。三仰拱混凝三土达到三设计三强度70三%后，三即安三排浇三注隧三底填三充混凝三土。本三标段隧道仰拱三填充三与仰三拱所三用混三凝土三不是三同一三标号三，待三仰拱混凝三土强度三达到三设计三强度三的85三%以后三，一三次浇三注填三充混凝三土到设三计标三高。5.三2拱墙三衬砌在一三般情三况下三，二三次衬三砌应三在围三岩和三初期三支护三变形三基本三稳定三后施三作，三但在三软弱三围岩三段宜三早进三行衬三砌。三变形三基本三稳定三应符三合隧道周边三位移三速度三有明三显减三缓趋三势。5.三3模板三台车砼二三次衬三砌施三工采三用全三断面三钢模三台车三，衬三砌台三车要三做专三门设三计，三满足三刚度三和强三度要三求。三砼在三自动三计量三拌和三站拌三和，三搅拌三运输三车运三输，三泵送三砼，三先从三下面三窗口三开始三灌注三，插三入式三振动三器振三捣，三封顶三采用三输送三泵接三刹尖三孔，三附着三式振三捣器三振捣三。5.三4衬砌三压浆三施工A、衬三砌施三工时三，在三拱顶三预埋三注浆三管，三预埋三注浆三管采三用能三与注三浆机三出浆三口匹三配的三塑料PV三C管，三塑料三管伸三入混凝三土端紧三靠防三水板三，用三密度三纸包三住端三口，三防止三砼堵三塞注三浆管三。B、隧道衬砌三完成三后，三在洞三内沿三线路三正坡三方向三进行三衬砌三压浆三施工三，压三浆所三用的三水泥三砂浆三浆液三在现三场拌三制，三施工三时根三据实三际情三况调三整施三工配三比。三人工三搭设三门架三式移三动作三业台三架，三注浆三采用三注浆三机，三由低三向高三压浆三施工三，分三段逐三孔实三施，三待邻三孔有三浆液三渗出三时，三结束三注浆三，用三纸袋三或草三袋封三闭注三浆口三，而三后移三动作三业台三架进三行下三一循三环施三工。C、压三浆施三工完三成一三段后三，重三复进三行检三查压三浆，三检查三压浆三的浆三液采三用水三泥净三浆，三若邻三孔仍三有渗三浆，三则继三续进三行水三泥砂三浆浆三液压三注。5.三5注意三事项A、衬三砌台三车设三计制三造时三必须三以隧道设计三断面三为准三，应三考虑三施工三误差三（一三般放三大5c三m）、三贯通三测量三调差三及预三留沉三落等三因素三。钢结构及钢三模必三须有三足够三的强三度、三刚度三和稳三定性三。B、二三次衬三砌在三初期三支护三变形三稳定三前施三工的三，拆三模时三的砼三强度三达到三设计三强度三的10三0%；在三初期三支护三变形三稳定三后施三工的三，拆三模时三的砼三强度三达到8M三Pa。四、三其他三综合三内容隧道三施工三调查三的基三本内三容1工程三概况三：包三括工三程环三境、三工程三地质三、水三文地三质、三工程三规模三、数三量和三特点三、难三点、三重点三。2临时三设施三调查三：包三括大三型临三时设三施，三如材三料厂三、便三道、三电力三、通三信干三线、三码头三、便三桥等三的设三置地三点、三规模三和标三准；三小型三临时三设施三和临三时房三屋的三标准三和数三量。3砂、三石等三大堆三材料三供应三。4生产三及生三活供三水、三供电三条件三。5施工三通信三条件三。6地方三防疫三和民三族风三俗。7当地三对环三境保三护的三一般三规定三和特三殊要三求，三工程三对环三境可三能造三成的三近、三远期三影响三。8其他三尚待三解决三的问三题。常见三的隧三道开三挖方三式常见三的开三挖方三式有三全断三面法三、台三阶法三、双三侧壁三导坑三法、CD法、CR三D法。三全断三面法三与上三下台三阶法三较简三单，三一般三围岩三较好三不立三拱架三的断三面，三可采三用全三断面三法，三凡立三拱架三围岩三段施三工，三建议三采用三上下三台阶三法可三提高三工效三。隧道三的通三风要求三洞内三氧气三体积三比不三得低三于20三%，CO三2不得三大于0.三5%三,C三O不得三高于24三pp三m。一三般未三做简三算，三一般三一千三米左三右隧三道用2*三55三kw轴流三式风三机。主要三有以三下几三种通三风形三式：隧道三的坍三塌及三处理1、隧三道坍三塌的三原因三：A、不三按设三计要三求，三支护三过薄三弱，三一般三出现三在围三岩级三别较三弱段三；B、衬三砌未三及时三跟进三，未三掌握三监控三量测三变形三所显三示的三围岩三的变三化。三塌坍三都是三有征三兆的三，如三沉降三收敛三速率三突然三变大三初期三支护三有变三形，三喷射三砼开三裂，三拱架三扭曲三等。三主要三可能三是因三下雨三造成三围岩三性能三发生三改变三，或三偏压三累积三等因三素造三成，但二三衬衬三砌完三毕后三一般三不会三有问三题，三不能三排除三特例三。希三望大三家只三从别三处学三这种三经验三，不三要亲三自实三践。2、坍三塌的三处理三：A、首三先要三对坍三方前三后各10米左三右初三期支三护进三行加三强，三避免三坍方三体影三响面三扩大三。如三采用三注浆三管固三结围三岩，三加设三临时三工字三钢拱三架进三行处三理，三最好三有条三件先三对该三段进三行二三次衬三砌；B、隧三道一三