隧道工程机械化施工

1隧道工程机械化施工

§6一1概述

隧道一般指作为地下通道的工程建筑物，在国民经济的许多领域、行业都有比较广泛的应用等。

隧道是铁道和公路线路的重要组成部分，有降低线路纵坡、增大曲线半径、缩短线路长度、改善运营条件和保证行车安全的特点，一般在线路上遇到障碍（如高山、水域等），修建地上线有困难或不合理的情况下采用。

1、隧道的分类

(l）岩石隧道和软土隧道。

(2）按地理位置可分为山岭隧道、水底隧道、城市交通隧道、地下铁道和航运隧道、引水隧道。

(3）按隧道长度可分为特长隧道、长隧道、中隧道和短隧道。按隧道断面形状可分为单孔隧道、双孔隧道和多孔隧道。第六章隧道工程机械化施工2第六章隧道工程机械化施工3

2、隧道的结构隧道结构分主体建筑物和附属建筑物。主体建筑物由洞身衬砌和洞门两部分组成；附属建筑物包括排水、通风、供电、通信、信号、照明、监控、防灾、报警等设施所需的建筑物以及避车洞和人行道等。修建隧道是为了在地下占据一定的空间，以保证车辆安全运行。坑道必须稳定或者用足够强度的支护结构来保证隧道的稳定。在通常情况下，开挖后除坚硬、整体、耐风化的围岩能自身维持坑道的稳定外，对大部分围岩都需要修筑永久性支护坑道的结构–衬砌。隧道衬砌的结构有以下几种类型：

(l）整体式衬砌（模注混凝土衬砌）。

(2）复合式衬砌，主要应用于新奥法施工的隧道。

(3）锚喷衬砌这是一种采用锚喷支护作永久衬砌的结构形式。

(4）拼装式衬砌，目前在山岭隧道中极少使用。

第六章隧道工程机械化施工4第六章隧道工程机械化施工5

开挖隧道时，先开挖一段路堑，达到一定深度才开始挖坑道。路堑与坑道的交界叫洞口。保护洞口的建筑叫洞门。

洞门的结构形式有：

(1）端墙式洞门适应于岩体稳定的4类及以上围岩和地形开阔地区。

(2）翼墙式洞门适应于岩体较稳定的3类及3类以下的围岩，以及需要开挖路堑的地方。

(3）柱式洞门适应于地形较陡、围岩稳定性较差而设置翼墙洞门又受地形地质条件限制的地方。

(4）环框式洞门适合于围岩整体性好、坚硬不宜风化的地区。

(5）遮光棚是式洞门适应于洞口需要遮光的情况，其入口通常外伸很远。第六章隧道工程机械化施工6第六章隧道工程机械化施工7第六章隧道工程机械化施工8围岩：是隧道开挖所影响的而且对隧道稳定性有影响的那一部分岩（土）体。围岩分类：是针对隧道开挖、支护、编制定额等的需要，而把与之相适应的地质条件进行分级，来评价工程岩体的稳定程度，是隧道工程设计施工的基础条件之一。正确的围岩分级是隧道工程首要的技术课题。隧道长度：指单洞进出口洞门端墙面之间距，标注为：xx米／左（右）洞。如隧道为双洞时，则此隧道长度应标为L=L左＋L

右。隧道计量单位：一般称“座”。隧道宽度：指单洞的建筑限界净宽，如山岭区高速公路隧道单洞双车道宽度为7.5m。隧道建筑限界：包括行车道、两侧路缘带、余宽、检修道的总宽度。第六章隧道工程机械化施工9第六章隧道工程机械化施工10

隧道的施工过程可以分成两大步骤。一是开挖，就是把坑道挖出来并把土石运出去；二是衬砌，就是把衬砌的材料运进来并把衬砌修筑好，使需要的空间能够保持下来。目前隧道及地下工程施工方法可归类为4种，即明挖施工法、暗挖施工法、浅埋暗挖法和沉埋管段施工法。

1、明挖法先把隧道及其上方的地层全部挖开，然后修筑衬砌，再进行回填把隧道掩埋起来，如：修筑明洞、浅埋地铁或地铁车站等工程。其最大缺点是严重干扰交通，破坏环境；大面积拆迁已不可能或承受不起，目前应用极少。

2、暗挖法全部工程作业都在地下进行，主要施工方法有：钻爆法（喷锚构筑法）、盾构法和掘进机法、液压冲击锤开挖法。

3、沉埋管段法隧道穿越江河海峡时，采用沉埋管段建筑的施工方法。要求装备大型水上吊装设备和水下挖沟装置。

第六章隧道工程机械化施工11第六章隧道工程机械化施工12第六章隧道工程机械化施工13第六章隧道工程机械化施工14

4、浅埋暗挖法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。在明挖法和盾构法不适应的情况下，显示了巨大的优越性。浅埋暗挖法施工步骤：

1）先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固。

2）地层加固后，进行短进尺开挖，一般每循环在0.5–1.0米，随后即作初期支护。

3）施作防水层。

4）完成二次支护，一般情况下，可注入混凝土，特殊情况下要进行钢筋设计。北京长安街下的地铁修建工程采用的就是浅埋暗挖法。第六章隧道工程机械化施工15第六章隧道工程机械化施工16

§6一2钻爆法

钻爆法（钻眼爆破作业法、DBM、喷锚构筑法）是在十九世纪六十年代随着第一台风动凿岩机的出现和黄色炸药的发明而出现的施工方法，经过100多年的发展，有了喷锚支护、控制爆破、新奥法、门架台车、全液压凿岩台车等技术和设备，向着全断面、大断面、机械化、高效、快速方向发展。目前，公路和铁路隧道开挖主要还是用这种方法。钻爆法施工一个开挖循环的程序是：测量放线～布孔～钻孔～钻孔合格检查～装药联网～孔网检查合格～起爆～通风排烟～松动围岩或掉块处理～出碴～挂网（视情况而定）～安装钢肋（视情况而定）～喷混凝土～安装锚杆（视情况而定）。往复循环，不断掘进。每个循环的开挖进尺取决于钻孔深度。一般情况下，孔深为3.5m，进尺可达到3.3m。第六章隧道工程机械化施工17第六章隧道工程机械化施工18

一、开挖方法开挖方法的选择主要根据隧道断面大小、围岩的稳定情况，采用全断面一次开挖或分部开挖。全断面开挖法主要作业过程是：开挖工作利用凿岩台车钻出整个面的全部炮眼，一次爆破成洞；通风排烟后用大型装渣机出渣；出渣完毕后就开始下一钻爆循环。分部开挖法：当隧洞断面较高时，常分台阶自上而下开挖。上部断面的布孔（钻水平孔）与全断法相同相同，但下部台阶的开挖则采用梯段爆破法钻垂直炮孔，用药量少，爆破效果好。分部开挖以导洞先行，有利于尽快贯穿洞身，或与竖井连接，能简化通风系统；也可第六章隧道工程机械化施工19

作为主洞的探洞，事先摸清地质情况。此外，开挖大断面平洞，尚有中心导洞辐射钻孔法，在断面中央用小型机械开挖中导洞，在导洞中用履带钻或拖式车钻向四周钻辐射孔，以扩大开挖成洞。二、炮孔布置岩石隧道的钻爆开挖，为提高爆破效率必须首先增加爆破自由面数目。因此，在断而中部先爆破出一个缺口，然后再引爆其余炮孔。这一缺口的形成称为掏槽。断面上的钻孔可分为掏槽孔和崩落孔，而崩落孔又可分为辅助孔和周边孔。每一隧道断面的炮孔数日和布置型式应根据断面大小、岩石性质和循环进尺等因素设计确定，并使钻孔方便。根据掏槽型式，隧洞断面的钻孔布置可分为楔形掏槽和平行直孔掏槽两种。楔形掏槽由数对对称的相向倾斜的炮孔组成．对钻孔质量要求稍低。为使隧洞周边整齐不超挖药的空孔，周边孔的间距、药量应按光面爆破要求设计。平行直孔掏槽的中间两孔是不填药的空孔。这种布置型式的优点是易于实现钻孔自动化，便于达到要求的循环进尺，增大爆破深度。其缺点是增加了钻孔数量，且对炮孔要求的质量高。

第六三章三隧道三工程三机械三化施三工20第六三章三隧道三工程三机械三化施三工21第六三章三隧道三工程三机械三化施三工22三、三钻孔三机械常用三的有三：1、液三压凿三岩台三车；2、门三架台三车；3、汽三车式三简易三凿岩三台车第六三章三隧道三工程三机械三化施三工23第六三章三隧道三工程三机械三化施三工24第六三章三隧道三工程三机械三化施三工25四、三新奥三法（NA三TM三)即奥三地利三隧道三工程三建设三新方三法的三简称三。该三法19三48年提三出后三，世三界各三地普三遍运三用，三已成三为现三代隧三道工三程新三技术三标志三之一三。A、新三奥法三施工三要点三：1、开三挖作三业多三采用三光面三爆破三和预三裂爆三破、三大断三面开三挖，三减少三扰动三。2、根三据围三岩特三征采三用不三同的三支护三类型三和参三数，三及时三施作三密贴三于围三岩的三柔性三混凝三土和三锚杆三初期三支护三，以三控制三围岩三的变三形和三松弛三。具体三作法三：第三一次三喷混三凝土3三-三5c三m厚，三安锚三杆，三铺钢三筋网三，立三钢拱三架，三喷二三次混三凝土三到设三计厚三度。3、通三过施三工中三对围三岩和三支护三的动三态观三察测三量，三合理三安排三施工三顺序三，进三行设三计变三更及三日常三的施三工管三理。光面三爆破三：也三叫修三边爆三破，三是一三种控三制岩三体开三挖轮三廓的三爆破三技术三，是三通过三一系三列措三施对三隧道三周边三部位三实行三正确三的钻三孔和三爆破三，并三使周三边眼三最后三起爆三的爆三破方三法。三爆破三后，三设计三轮廓三线内三的岩三石适三度破三碎，三而围三岩稳三定性三得以三保持三，适三用范三围广三泛，三在软三岩中三级岩三浅孔三爆破三中效三益明三显。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工26第六三章三隧道三工程三机械三化施三工27预裂三爆破三：是三在开三挖轮三廓上三钻互三相平三行的三比较三密集三的炮三眼，三装药三后使三之比三其他三爆破三眼先三起爆三，使三爆破三后各三爆眼三间形三成相三互贯三通的三裂隙三，与三原岩三体分三割开三来，三然后三再起三爆其三他炮三眼。三因轮三廓线三上裂三缝已三形成三，当三其他三炮眼三起爆三时，三不会三引起三原岩三体的三破坏三，而三形成三光滑三的平三整壁三面。三预裂三爆破三可起三较大三的隔三振作三用，三一般三适用三于硬三岩深三孔爆三破。三在软三弱围三岩中三也可三得到三较好三的爆三破效三果。隧道三围岩三变形三量测三：在三隧道三开挖三过程三中，三对围三岩一三支护三系统三的变三形过三程所三作的三量测三，叫三作隧三道围三岩变三形量三测。三它是三新奥三法现三场量三测的三首要三内容三。喷锚三支护三是隧三洞施三工的三重要三环节三，以三确保三施工三安全三和施三工进三度，三也是三“新三奥法三”的三一项三主要三手段三。所三谓喷三是指三用喷三射方三法将三混凝三土喷三到围三岩表三面及三裂缝三中，三使其三快速三凝固三后起三到支三护作三用。三所谓三锚是三指在三隧洞三围岩三上钻三孔安三设杆三件，三使它三锚固三在岩三体内三以加三固围三岩。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工28第六三章三隧道三工程三机械三化施三工29第六三章三隧道三工程三机械三化施三工30B、锚三杆施三工锚固三在岩三体内三的杆三件称三为锚三杆。三常用三的金三属锚三杆有三楔缝三式、三胀壳三式、三爆固三式、三开缝三式和三水泥三砂浆三或树三脂式三等多三种。三在隧三洞综三合机三械化三施工三中，三钻凿三锚杆孔的三钻机三可以三利用钻车三的支三臂钻三机朝洞壁三钻径三向孔三，而更多三的是三利用三架设在三钻车三平台三上的专门三钻锚三杆孔三的支臂钻三机。三也有三用专门设三计的三锚杆三台车钻孔三和安三插锚三杆的三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工31C、喷三混凝三土三喷三混凝三土施三工是三将砂三、石三、水三泥和三速凝三剂等三材料三用高三速气三流输三送和三喷射三到隧三洞围三岩表三面和三裂缝三中，三使其三快速三凝固三起到三支护三作用三。除三采用三压缩三空气三作为三喷射三动力三外，三也有三利用三机械三抛射三原理三的喷三射机三。喷射三混凝三上所三用材三料中三，一三般采三用50三0号以三上的三普通三硅酸三盐水三泥。三平均三粒径三为0三.三35一0三.三5m三m的粗三砂，三粒径三不大三于20（碎三石）mm与25（卵三石）mm的粗三骨料·以及三掺量三为水三泥用三量的2％一8％的三速凝三剂，三按照三一定三的配三比掺三合应三用。三为了三提高三喷混三凝土三的强三度，三一种三在混三凝土三中掺三入1％一2％钢三丝的三钢纤三维喷三混凝三土方三法逐三渐得三到推三广应三用。三一般三使用三直径0三.三4m三m、长三度不三短于12三.三5三mm的短三钢丝三，它三由专三用的三钢纤三维机三制作三，而三且一三还制三成螺三旋状三或其三他钩三状三。喷混三凝土三施工三工艺三可分三为干三式和三湿式三两种三。三干式三喷射三是将三粗、三细骨三料和三水泥三干拌三后，三经喷三射机三由压三缩空三气输三送到三喷嘴三处再三加水三喷射三，如三需加三入速三凝剂三应在三喷射三前加三入。三湿式三喷射三是将三水、三水泥三、粗三细骨三料一三次拌三和好三，用三喷射三机输三送到三喷嘴三加入三速凝三剂后三喷射三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工32干式三喷射三的主三要优三点是三：输三送距三离长三，设三备简三单，三耐用三。但三施工三粉尘三较大三，回三弹率三达15三-三5三0%。干三喷作三业产三生的三粉尘三危害三健康三。湿式三喷射三的优三点是三：1）粉三尘小三；2）生三产率三高，10三m³三/h。3）回三弹率三低，10三%以下三。4）质三量高三。但三设备三较复三杂，三操作三及维三修不三及干三喷机三方便三，需三用的三液体三速凝三剂售三价高三，尚三不能三实现三国产三。国际三上发三达国三家推三行湿三式喷三射，三我国三主要三采用三干式三喷射三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工33五、三机械三化出三碴根据三隧道三断面三的大三小不三同，三出碴三方式三分为三有轨三（轨三道式三）和三无轨三式两种。类别

钻孔台车

装岩设备

运输设备有轨运输轨道式钻车（门架台车）1、立爪式装载机2、反铲挖装机

1、矿车2、梭车无轨运输1、液压凿岩台车；

2、汽车式简易凿岩台车1、轮式装载机2、履带式装载机3、短臂挖掘机1、后卸、整体（铰接）车架自卸车2、单轴牵引运输车第六三章三隧道三工程三机械三化施三工34德国Sc三ha三ef三f三I三TC三31三2H型挖三装机第六三章三隧道三工程三机械三化施三工351、有三轨运三输形三式有轨三运输三适用三于单三线铁三路长三隧道三出碴三运输三，运三输设三备的三选定三应结合隧三道端三面、三围岩三等级三，施三工工三期、三钻孔三设备三能力三等因三素确三定。有轨三运输三大多三采用三电瓶三车或三内燃三机车三牵引三，采三用矿三车或三梭式三矿车三运石渣三，是三一种三适应三性较三强也三较为三经济三的运三输方三式。有轨三运输三采用三四轨三三线三制，三即在三隧道三内辅三设四三根钢三轨形三成两三条运三输线（轻三车线三、重三车线三）的三同时三，使三两线三的相三邻两三条钢三轨满三足构三成第三三运三输线（三中线三）的三条件三，其三核心三是使三用一三组特三制的三双开三对称三道岔三。门架三式台三车行三走在三外侧三两根三钢轨三上，三出碴三时运三输车三辆穿三过门三架式三台车在中三线（三第三三线）三位置三装碴三，并三经特三制对三称道三岔分三别轻三、重三车线三进出三。三线三均采三用90三0m三m轨距三模式三，门三架式三台车三的轨三距为28三40三mm，均三为43三kg三/m钢轨三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工36配合三进行三装渣三作业挖装三机与三梭式三矿车三配合三进行三装渣三作业第六三章三隧道三工程三机械三化施三工37第六三章三隧道三工程三机械三化施三工38第六三章三隧道三工程三机械三化施三工392、无三轨运三输方三式无轨三运输三主要三指采三用轮三胎式三运输三车辆三运输三出碴三。无轨三运输三多数三采用三轮胎三式装三载机三或履三带式三装载三机向三车辆三装渣三。在三隧洞三施工三工作三面窄三、高三度有三限、三地面三岩石三尖锐三和泥三水横三流的三恶劣三条件三下，三选用三的轮三胎式三装载三机应三配有三耐磨三防滑三的链三条轮三胎和三废气三净化三装置三，铲三斗除三前卸三外尚三能侧三卸。三只有三在工三作面三宽度三大于12三m时，三才可三使用三前卸三铲斗三向车三厢装三载。三履带三式装三载机三一般三也是三铲斗三前卸三式的三。如三果两三履带三能分三别驱三动，三可实三现原三地转三向时三，其三操纵三灵活三性并三不亚三于铰三接转三向的三轮胎三式装三载机三，使三用起三来仍三很方三便，三况且三在不三平的三岩面三上工三作，三履带三底盘三的稳三定性三和耐三磨性三也比三轮胎三式的三优越三在大三断面三地下三洞室三施工三中，三尚可三采用三短臂三正铲三挖掘三机向三车辆三装渣三，但三生产三率较三低。三此外三，履三带式三的和三轮胎三式的三蟹立三爪装三岩机三亦可三用来三向轮三胎车三辆装三渣，三包括三自卸三汽车三和轮三胎式三梭车三等。三在隧三洞施三工中三，从三避炮三和转三移工三作面三的要三求考三虑时三，轮三胎式三装渣三机械三要比三履带三式的三机动三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工40适于三隧洞三运输三出渣三的车三辆包三括短三轴距三、后三卸或三侧卸三的重三型自三卸汽三车、三后卸三的铰三接转三向的三自卸三汽车三、还三有单三轴牵三引车三拖带三的后三卸式三半拖三车等三。这三些车三辆中三应选三用低三污染三或带三有废三气净三化装三置的三。地三下工三程使三用的三装载三机斗三容一三般为1三.三5-三5m³，与三之配三套汽三车的三载重三量为10三-三32三t，以三维持三其斗三容关三系为1:三3一1:三5。选三用单三向行三驶自三卸汽三车时三，需三在洞三中设三置调三向转三盘，三因此三，最三好选三用能三双向三行驶三的自三卸汽三车。三双向三行驶三的汽三车备三有两三套转三向装三置．三欲倒三向行三驶只三需将三坐倚三转18三0即可三，使三驾驶三员驾三车进三出隧三洞都三可面三朝前三方，三无需三在洞三内调三车。三选用三短轴三距的三和铰三接转三向的三自卸三汽车三是因三其转三弯半三径小三。选三用后三卸式三半拖三车出三渣是三比较三理想三的，三因为三车厢三坚实三耐冲三击，三且排三出大三块岩三渣比三底卸三的车三辆顺三畅。三铰接三转向三的车三身转三弯容三易，三而且三两轴三轴距三还可三采用三弓起三车厢三方法三缩短三，从三而进三一步三减小三转弯三半径三，．三出入三隧洞三更为三方便三。在三采用三无轨三运输三的长三隧洞三施工三中，三如弃三渣地三点很三远，三则车三辆运三输循三环时三间就三很长三。为三加速三处理三工作三面上三的堆三渣，三也可三将岩三渣光三堆放三洞内三某处·再作三第二三次搬三运。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工41第六三章三隧道三工程三机械三化施三工423、出三渣运三输方三式的三选择三主要三根据三开挖三断面三大小三、隧三洞长三度和三隧洞三衬砌方三法进三行选三择。有轨三运输三的优三点是三：适三于各三种断三面的三开挖三；对三通风三的要三求比三无轨三运输低三得多三，更三适于三长隧三洞施三工；三采用三门架三式轨三道钻三车，三既允三许出三渣列三车穿过三其下三，而三且钻三车本三身的三多层三平台三能为三装药三、打三设锚三杆、三喷混三凝土三、安装三钢丝三网、三钢筋三和通三风管三等工三作提三供方三便；三全部三采用三轨道三式设三备时三，对选三择衬三砌程三序比三较方三便；三而且三还有三多种三轨道三式混三凝土三衬砌三设备三可供三选用。有轨三运输三的缺三点是三：设三备调三动和三转移三不便三，常三固定三在一三个工三作面三上使用；三出洞三卸渣三仅限三于洞三口附三近，三不及三自卸三汽车三远送三方便三；设三备在三完工三后转让三价值三有限三。三无轨三运输三的优三点是三：轮三胎式三设备三具有三良好三的机三动性三，一三套设三备能三为两三个三工作三面服三务；三出渣三地点三运距三不受三限制三，能三送到三道路三所及三的渣三场而三无需中三转；三设备三的通三用性三好，三能用三于其三他工三程。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工43无轨三运输三的缺三点是三：设三备用三量和三尺寸三一般三均较三大，三工作三宽度三也大三，要三求有三较大三的通三过空三间和三较宽三的路三基，三为此三因设三置避三车和三停放三洞室三所引三起的三附加三工程三量也三是较三大的三；设三备中三柴油三机车三辆数三量增三多，三要求三的通三风量三增加三，通三风管三道和三动力三费用三加大三；对三设备三的维三修管三理比三轨道三式的三要求三高；三给以三后隧三洞衬三砌工三作带三来一三些困三难和三问题三。六、三风水三电供三应1、施三工通三风分为三自然三通风三和机三械通三风。三自然三通风三是依三靠洞三内外三温差三是空三气对三流而三起通三风作三用。三长度三在20三0m以内三的短三隧道三或长三隧道三在洞三门以三内不三足10三0m的地三段可三采用三。机械三通风三常用三的有三风管三式和三巷道三式。a、风三管式三：采三用通三风机三和与三之相三连的三风管三。根三据通三风机三的工三作方三式可三分为三压入三式、三吸出三式和三混合三式。三对于三隧道三施工三，要三求通三风机三风量三大，三尺寸三小，三重量三轻，三调整三方便三，便三于装三卸和三运输三等，三因此三多采三用轴三流式三风机三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工44第六三章三隧道三工程三机械三化施三工45b、巷三道式三通风利用三巷道三作为三循环三风流三通道三的一三种通三风方三式。三整个三通风三系统三是由三一个三主风三流循三环系三统和三一个三或一三个以三上的三局部三风流三循环三系统三组成三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工46２、三压缩三空气三供应在隧三道施三工中三，以三压缩三空气三为动三力的三风动三机具三主要三有：三风钻三台车三、喷三射混三凝土三机具三、锻三钎机三、压三浆机三等。三要保三证这三些风三动机三具的三正常三工作三，需三有足三够的三压缩三空气三供应三，即三要有三足够三的风三量和三风压三供应三给各三个风三动机三具，三同时三还应三尽量三减少三压缩三空气三在管三路输三送过三程中三的风三压和三风量三损失三，以三达到三即能三保证三风动三机具三进行三正常三工作三，又三能达三到降三低消三耗、三节约三能源三、降三低成三本及三保证三施工三质量三的目三的。空压三机站三供风三能力三计算压缩三空气三由空三气压三缩机三生产三供应三。空三气压三缩机三有内三燃及三电动三等类三型，三空压三机通三常集三中安三设在三洞口三附近三，称三为空三压机三站。三空压三机站三的供三风能三力Q值，三取决三于由三储气三筒到三风动三机具三设备三沿途三的损三失、三各风三动机三具的三耗风三量、三以及三风动三机具三的同三时工三作系三数和三备用三系数三，即三：空三压机三站的三生产三能力三（或三供风三能力三）Q可用三式计三算：第六三章三隧道三工程三机械三化施三工47Q=（1+三K备）（三∑qK三+q漏）km式中三：K—三—同时三工作三系数K备——空压三机的三备用三系数三，一三般采三用75三﹪～90三﹪∑q—三—风动三机具三所需三风量三，m³三/m三in三,q漏——管路三及附三件的三漏耗三损失三，其三值为三：q漏=d三×∑三L,三m3三/m三in三;d—每公三里漏三风量三，平三均为1.三5三m³三/m三in～2.三0三m³三/m三in，L—三—管路三总长三（㏎三）。km——空压三机所三处海三拔高三度对三空压三机生三产能三力的三影响三系数压风三管道三的选三择，三应不三小于0.三5M三pa的要三求，三空气三压缩三机产三生的三压缩三空气三的压三力一三般为0.三7～0.三8M三pa左右三。为三保证三风动三机具三的风三压，三要求三钢风三管终三端的三风压三不得三小于0.三6M三pa，这三样通三过胶三皮管三输送三至风三动机三具的三工作三风压三才不三小于0.三5M三pa。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工48３、三隧道三施工三供水隧道三施工三期间三的生三产用三水和三生活三用水三主要三用途三包括三：凿三岩机三用水三、喷三雾洒三水防三尘用三水、三衬砌三施工三用水三、混三凝土三养护三施工三用水三、压三机冷三却用三水、三浴池三用水三、施三工人三员的三生活三用水三等，三因此三需要三设置三相应三的供三水设三施和三排水三沟。隧道三施工三供水三基本三要求三：水三质要三求、三用水三量大三小、三水压三及供三水设三施等三应能三满足三工程三和生三活用三水的三要求三。４、三隧道三施工三供电隧道三施工三供电三，包三括生三产用三电及三生活三用电三等。三随着三隧道三施工三机械三化程三度的三提高三，相三应机三械化三施工三耗电三量越三来越三大，三为了三保证三施工三质量三和施三工安三全，三对隧三道施三工供三电的三可靠三性要三求也三越来三越高三，因三此隧三道施三工供三电显三得非三常重三要。隧道三供电三首先三要确三定总三用电三量，三以便三选用三合适三的发三电机三、变三压器三、各三类配三电开三关设三备和三线路三导线三，以三做到三安全三、可三靠地三供电三、节三约用三电、三减少三投资三等。三一般三施工三现场三总用三电量三，常三采用三估算三式进三行计三算确三定。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工49供电三线路三电压三等级隧道三施工三供电三电压三，一三般采三用三三相四三线40三0/三23三0（V）。三长大三隧道三施工三，可三用6k三v～10三kv，动三力机三械的三电压三标准三是38三0v；成三洞地三段的三照明三可采三用22三0v。工三作地三段照三明和三手持三电动三工具三，应三按规三定选三用安三全电三压供三电。隧道三施工三作业三地段三照明三，必三须使三用安三全变三压器三配电三，其三容量三：输三入电三压为22三0V，输三出电三压宜三用36三V，32三V，24三V，12三VL四个三等级三，便三于根三据作三业工三作面三安全三要求三选用三照明三电压三（成三洞段三和不三作业三地段三可用22三0V，瓦三斯地三段不三得超三过11三0V，一三般作三业地三段不三宜大三于36三V，手三提作三业灯三为12三~2三4V）；隧道三施工三中的三“三三管三两线三”：三高压三风管三、低三压风三管、三高压三水管三、电三线（三高压三、低三压）三、运三输线三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工50第六三章三隧道三工程三机械三化施三工51七、三辅助三坑道利用三辅助三坑道三增辟三新的三工作三面开三解决三工期三问题三。辅三助坑三道按三其与三隧道三位置三的相三互关三系和三运输三方式三的特三点，三可分三为横三洞、三平行三导坑三、斜三井和三竖井三四种三类型三。1、横三洞在隧三道的三傍侧三、与三正洞三基本三上处三于同三一水三平面三并与三正洞三相连三的一三种辅三助坑三道。三根据三当地三的具三体条三件，三横洞三可以三修成三与正三洞正三交或三斜交三（交三角不三小于40三°）。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工52对傍三山沿三河或三侧面三覆盖三层较三薄的三隧道三，设三置横三洞来三增加三新的三工作三面或三作为三运输三通道三是很三有利三的。三有时三，遇三到在三隧道三洞口三处桥三隧相三连，三或洞三口的三地质三条件三不好三、地三形不三利或三路堑三开挖三量很三大，三一时三不能三进洞三时，三也可三用开三辟横三洞的三办法三抢先三进洞三，使三正洞三施工三和洞三口路三堑工三程同三时进三行，三互不三干扰三。横洞三的运三输采三用单三道还三是双三道，三一般三按正三洞的三来定三，其三断面三尺寸三一般三也与三导坑三的单三、双三道断三面尺三寸相三同。三横洞三的纵三坡，三一端三与正三洞相三接，三向外三有不三小于3三°的下三坡，三以利三于排三水和三运输三。除三了长三隧道三的横三洞以三外，三横洞三的长三度一三般不三超过10三0米。横洞三的开三挖和三支撑三，与三一般三隧道三导坑三相同三。不三作为三永久三通风三或排三水用三的横三洞，三一般三不衬三砌，三隧道三完工三后，三在其三两端三用浆三砌片三石封三闭掉三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工532．平三行导三坑（三平导三）在隧三道一三侧（三或两三侧）三相隔三一定三距离三与正三洞相三平行三的一三种辅三助坑三道。三有时三由于三地形三限制三，其三洞口三端与三正洞三不能三保持三平行三。在三平行三导坑三与正·洞之三间用三横通三道相三连。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工54越岭三的长三隧道三，由三于受三地形三条件三时，三可以三采用三平行三导坑三来增三辟工三作面三动力三设备三和运三输道三路等三限制三，难三于采三用其三他辅三助坑三道时三，可三以采三用平三行导三坑来三增辟三工作三面，三其方三法是三使平三行导三坑超三前于三正洞三，在三适当三地点三开挖三横通三道进三入正三洞，三开辟三新的三工作三面。平行三导坑三还可三以起三到以三下几三种作三用：(三1）平三行导三坑超三前于三正洞三，可三以起三到地三质勘三探的三作用三，为三正洞三施工三进一三步提三供更三为详三尽的三地质三资料三；提三前打三通了三平行三导坑三，有三利于三控制三正洞三的贯三通误三差；(三2）平三行导三坑可三以作三为排三水、三通风三和运三输的三通道三，有三利于三解决三正洞三的排三水、三通风三和运三输干三扰；(三3）作三为施三工人三员的三安全三通路三；(三4）作三为分三期修三建双三线隧三道的三导坑三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工55实践三证明三，长三隧道三设置三平行三导坑三后，三可以三使正三洞的三施工三效率三提高50三-三6三0三%，但三由于三要多三开挖三一个三导坑三，隧三道的三造价三会增三加20三-三30三%，因三此一三般认三为，三只有三长度三在30三00米以三上，三且不三宜采三用其三他辅三助坑三道的三隧道三，或三者有三时每三隔3、4个横三通道三设置三一个三反向三横通三道。平行三导坑三一般三采用三单车三道断三面，三每隔三适当三距离三（30三0米左三右）三设一三会车三道。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工563、斜三井相三当于三一个三有明三显坡三度的三横洞三，长三度大三于20三00米、三埋置三不深三的或三深埋三而地三表旁三侧适三宜位三置有三低洼三地形三，且三地质三条件三较好三的隧三道，三可以三采用三斜井三作为三辅助三坑道三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工57斜井三的平三面位三置，三可以三与正三洞斜三交或三正交三，斜三交时三与隧三道中三线的三水平三交角三（β）不三小于40度。三井底三与隧三道的三接头三处，三有时三需要三用一三段平三道连三接，三平道三的长三度一三般为15三-三2三5米。三斜井三的断三面尺三寸取三决于三运输三轨道三数、三斗车三尺寸三、设三备布三置、三人行三道宽三度（三不小三于0三.三7米）三等，三斜井三的高三度（h）通三常为2三.三6米，三其宽三度（b）有三双轨三单道2三.三6米、三三轨三双道3三·三4米。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工584、竖三井是三在隧三道的三旁侧三或洞三顶开三挖的三一种三竖直三井筒三。埋三置较三深的三长大三隧道三，如三果没三有设三置横三洞或三斜井三的条三件时三，可三在洞三顶覆三盖较三薄、三地质三条件三较好三的适三当位三置，三采用三竖井三作为三辅助三坑道三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工59隧道三竖井三的深三度一三般不三超过15三0米。三当地三形地三质条三件许三可时三，可三结合三运输三和通三风的三需要三，尽三量采三用简三易竖三井，三简易三竖井三的深三度一三般不三超过40米。三如果三没有三技术三上的三依据三，竖三井的三位置三宜设三在隧三道的三一侧三，其三中线三与隧三道中三线的三距离三为15三-三2三0米。竖井三的结三构主三要包三括：锁口三圈、三井壁三、壁三座、三联接三段和井三下集三水坑三等部三分。竖井三通常三采用三圆形三断面三，圆形三断面三受力三条件三较好三，开三挖及支三撑较三简单三，通三风阻三力也三较在稳三定的三、压三力不三大的三围岩三里，可以三采用三矩形三断面三。矩三形断三面有利三于施三工设三备的三布置三，施三工也比三较方三便，三不过三支撑三和衬三砌的受三力条三件较三差。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工60辅助三坑道三的设三置原三则:1、先三斜井三，后三平导三、横三洞，三最后三再考三虑竖三井；2、减三少辅三助坑三道的三数量三，增三大设三备的三投入三是今三后隧三道的三发展三方向三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工61第六三章三隧道三工程三机械三化施三工62工程三实例三：西合三线东三秦岭三隧道三（12三.2三68三km三)：单三洞双三线，三铁一三、十三八局三施工三。施工断三面91三-1三01三m²。采三用贯三通式三平导(4三.8三x6三.1三5+三4x三4.三5m；平三均28三m²三)实际三贯通三工期三：20三00三.3三.1三1-三20三02三.7三.2三8主要三施工三设备三：造价三：开三挖17三0元/m三³；三衬砌80三0元/m三³。正三洞3.三2三-3三.3万元/米钻眼三：瑞三典AT三LA三S3三53三E三臂三凿岩三台车(3三x4三5K三W)三8三00万元/台挪威AM三V三臂三凿岩三台车三（3x三55三KW）10三38万元/台装碴三：BR三OY三T（博三依特三）EP三60三0T履带三式铲三装机3.三4三m³三59三0万元/台小松三常林WA三47三0-三3装载三机(3三m三³,三2三14三KW三)三17三6万元/台德国IT三C3三12三H4挖装三机(电动75三KW，柴三油63三KW）58三0万元/台运碴三：青三岛ST三AR三E三20三T自卸三车40三.2万元/台(三7台)瑞典VO三LV三O三A2三5C三25三T铰接三自卸三车19三1.三6万元/台(三8台)第六三章三隧道三工程三机械三化施三工63§三6一3三T三BM法全断三面岩三石掘三进机三，简三称TB三M三(三Tu三nn三el三B三or三in三g三Ma三ch三in三e）是三二十三世纪三五十三年代三在美三国发三展起三来的三地下三工程三施工三机械三，现三在已三经成三为一三种具三有高三科技三水平三的隧三道（三洞）三施工三机械三。它三由主三机和三后配三套两三部分三组成三：主三机主三要有三刀盘三、驱三动系三统、三支撑三推进三系统三、皮三带输三送机三等，三用于三破碎三岩石三、集三碴转三载；三后配三套主三要有三管片三安装三机械三手、三豆粒三石灌三注机三、运三碴机三车与三车厢三、翻三碴机三、弓三型管三片运三输车三等，三用于三出碴三和支三护。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工64第六三章三隧道三工程三机械三化施三工65第六三章三隧道三工程三机械三化施三工66第六三章三隧道三工程三机械三化施三工671、TB三M法施三工的三掘进三过程三是：三支撑三系统三把主三机架三牢固三地锁三定在三已开三挖的三隧道三洞壁三上，三推进油缸三以支三撑系三统为三支点三，把推三力施三加给三主机三架和三刀盘，三而刀三盘上三装有三滚刀三并由电三机驱三动旋三转，三在强三大的推三力和三扭矩三的作三用下三，滚刀三剪切三挤碎三岩石三而一三次性形三成圆三型断三面。三崩落三在隧底三的岩三碴被三随刀三盘旋三转的均三布在三刀盘三上的三铲斗三、刮板三收集三在皮三带机三上，三通过皮三带机三运送三到运三碴车三卸碴，三然后三运到三洞外三出碴三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工682、TB三M法施三工的三一个三掘进三循环三是：三超前三地质三预报三～实三施超三前加三固（三视情三况而三定）三～掘三进、三卸碴三出碴三（包三括底三部清三碴）三、初三期支三护、三仰拱三块铺三设、三轨道三延伸三～换三步、三调向三～进三入下三一个三掘进三循环三。推三进油三缸推三进一三个行三程，三掘进三机就三掘进三一个三循环三。如TB三88三0E的每三一个三循环三行程三是1.三8m。TB三M是超三大型三的综三合系三统，三设备三的特三点决三定了TB三M施工三与钻三爆法三施工三不同三：(三l）超三大型三综合三设备(三2）隧三道工三厂化三施工三，要三求较三安全三的运三输通三道和三组装三场地三及配三套设备三；(三3）施三工速三度快三，l三-三3三.三5三m三/h，要三求材三料、三配件三的供三给储三存必三须满足三需要三；(三4）设三备复三杂，三要求三配套三设施三齐全三，且三布局三合理三；对三地质三较敏三感，灵活三性小三，对三前期三配套三工程三的依三赖性三强；(三5）施三工环三节多三，相三互协三调要三求高三；(三6）用三水量三、用三电量三、刀三具消三耗量三大。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工693、TB三M前期三配套三工程由于TB三M的施三工特三点，三决定三了前三期工三程必三须满三足施三工需三要，三否则三将影三响施三工效三率和三工程三效益三。一三般来三说，三前期三工程三应有三：(三l）运三输通三道；三在新三线工三程设三计时三，考三虑TB三M施工三的先三决条三件，三必须能三够顺三利将TB三M运输三到施三工现三场，三而且三运输三路程三较短三（指三工程便三道）三、造三价低三。(三2）组三装场三地、三临时三存放三场地三、预三备洞三室、三起步三洞室三；起三步洞三室的长短三、大三小取三决于TB三M的刀三盘直三径及三刀盘三前面三到TB三M前外三凯的距离三。大三于该三距离三也能三满足三施工三要求三，但三易造三成施三工浪三费。(三3）仰三拱块三预制三工厂三、混三凝土三拌合三站、三仰拱三块存三放场三地；(三4）刀三具、三机车三、材三料车三、碴三车维修三存放三、仓三储场三地；(三5）运三输轨三线及三翻车三机安三装工三程；(三6）供三电、三供水三设施三场地三；(三7）机三械加三工、三维修三场地三；(三8）材三料、三配件三仓储三场地三；(三9）员三工生三活区三工程三。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工704、TB三M法的三优缺三点优点三：1）快三速：三掘进三机可三以实三现连三续掘三进，三能同三时完三成破三岩、三出碴三、支三护（三衬砌三）等三作业三，流三水线三作业三一次三成洞三，速三度快三，效三率高三。在三引大三入秦38号隧三洞（Ф5三.三5三3m）施三工中三，平三均月三成洞11三00三m，最三高月三成洞14三00三m，最三高日三成洞75三.2三m。TB三M掘进三速度三是钻三爆法三的5-三20倍。2）优三质：TB三M开挖三是机三械破三岩，三避免三了隧三洞围三岩因三爆破三而受三到破三坏，三开挖三洞壁三完整三光滑三。3）经三济：TB三M施工三长隧三洞减三少了三钻爆三法长三洞短三挖所三需的三支洞三及临三建设三施的三投资三。TB三M超挖三量小三，可三节省三支护三衬砌三量33三-6三7%。在三人员三数量三上，三一般三比钻三爆法三少30三-4三0%。4）安三全。三对围三岩扰三动小三，围三岩出三露后三能及三时进三行初三期支三护，三使围三岩失三稳和三发生三塌方三的几三率减三少到三最小三。5）施三工环三境好三。开三挖灰三尘量三大大三降低三，本三身配三有强三大的三除尘三、降三温、三通风三和空三气监三控系三统，三使施三工环三境大三大改三善；三又因三机械三化程三度高三，是三工人三的劳三动强三度不三高。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工71缺点三：1）一三次性三投资三大，三重量三大，三运输三安装三费时三费力三。秦三岭隧三道引三进的TB三88三0E型掘三进机三（Ф8三.三8三0m三)，光三主机三就是35三00万美三元/台，95三0吨重三。组三装、三调试三至少三要三三个月三时间三。2）能三源消三耗大三，比三钻爆三法多30％以三上。3）对三围岩三地质三条件三要求三比较三高，三对地三质条三件变三化的三适应三性差三。而三深埋三长大三隧道三必然三要穿三过不三同地三质岩三层，三这就三使TB三M的使三用受三到限三制。TB三M对中三硬岩三或软三岩最三适宜三，对三硬岩三可以三使用三，但三由于三刀具三磨损三太快三，工三效要三受到三影响三。对三于断三层破三碎带三严重三的地三层，三岩溶三发育三地区三、地三下水三丰沛三地段三，不三宜使三用TB三M。作三好地三质条三件超三前预三报，三对于TB三M施工三是十三分重三要的三。4）由三于结三构特三点所三决定三，开三挖成三形的三隧道三截面三只能三是圆三形，三所以三犯M适用三于设三计为三圆截三面的三隧洞三。5）开三挖直三径可三调范三围不三大，三只能三按工三程设三计专三门定三作TB三M。这三就造三成了三使用三的专三用性三和制三造时三的单三台或三小批三量生三产。三使制三造成三本和三售价三居高三不下三。在三施工三结束三后，三专门三制造三的TB三M的后三续使三用就三可能三成为三问题三。有三可能三闲置三不用三，造三成浪三费。第六三章三隧道三工程三机械三化施三工72第六三章三隧道三工程三机械三化施三工73§三6一4盾构三法（sh三ie三ld）一、三概述盾构三是一三种集三开挖三、支三护和三衬砌三等多三种作三业于三一体三的大三型隧三道施三工机三械，三是用三钢板三作成三圆筒三形的三结构三物，三在开三挖隧三道时三，作三为临三时支三护，三并在三筒形三结构三内安三装开三挖、三运渣三、拼三装隧三道衬三砌的三机械三手及三动力三站等三装置三，以三便能三安全三地作三业。它主三要用三于软三弱、三复杂三等地三层的三铁路三隧道三、公三路隧三道、三城市三地下三铁道三、上三下水三道等三的隧三道施三工。三使用三盾构三机械三来建三筑隧三道的三方法三称为三盾构三施工三