道地下基础工程 4

隧道与地下工程施工项目五

隧道洞身施工方法PARTONE本章学习的内容：熟悉隧道的施工方法，熟悉矿山法施工的原则，掌握全断面、台阶法、分部开挖法的适用范围、施工正面图和侧面图，掌握隧道洞口的施工和明洞的施工方法。洞门和衬砌的构造和类型；了解隧道施工的特点。重难点：重点：矿山法施工原则，全断面、台阶法、分部开挖法的正面图和侧面图以及明洞的施工方法。难点：各种开挖方法的正面和侧面图。目录01隧道的施工方法介绍02洞身开挖方法03单击添加目录标题04单击添加目录标题1）钻爆法（又称矿山法）（包含传统矿山法和新奥法）2）明挖法3）掘进机法4）沉管法5）盾构法一、各种施工方法介绍一、隧道施工方法介绍矿山法实质上就是钻眼爆破采用控制爆破技术采用钻眼台车进行钻眼锚喷支护作为主要支护手段将隧道上方土体挖成路堑在路堑上做衬砌结构隧道上方回填土石明挖法适用坚硬的岩石采用TBM掘进机不用爆破，安全速度快TBM掘进机适用软土、流沙、淤泥等软岩采用盾构机盾壳支撑地层，安全性高速度快盾构法适用海底隧道预制管段管段下沉管段连接回填课堂测验沉管法1、隐蔽性大2、作业的循环性强3、作业空间有限4、作业的综合性强5、施工过程的动态性6、作业环境差7、作业风险大8、气候影响小二、隧道施工特点1、隧道所处的工程地质和水文条件。2、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。3、施工技术条件和机械装备状况，这是决定施工方案的客观条件。4、施工中动力和原材料供应情况。5、工程投资和运营后的社会效益和经济效益。6、施工安全状况。7、有关污染、地面沉降等环境方面的要求和限制。三、隧道施工方法选择以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法，同时，又是一系列指导隧道设计和施工的原则。隧道施工基本原则“少扰动、早喷锚、紧封闭、勤量测”四、什么是新奥法

施工典型隧道

厦门翔安海底隧道大瑶山隧道五、隧道施工总体流程

方法1方法2方法3全断面法台阶法分部开挖法3.2隧道洞身开挖方法（动画）定义：设计轮廓将整个断面一次开挖成型一、全断面法（录像）全断面法工艺流程测量放样装药、爆破通风排烟布置炮眼找顶排险出渣运输初期支护防排水系统施工二次衬砌适用范围非浅埋的Ⅰ~Ⅲ级围岩，覆盖条件简单、岩质较均匀的硬岩中。必须具备大型施工机械。隧道长度不宜太短，不应小于1000m。浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用。优缺点优点：钻爆施工效率高施工速度快缺点：用药量大引起震动大适用范围和优缺点各工序机械设备要配套；机械设备在尺寸、性能和生产能力上要相互配合加强各种辅助施工方法的设计和施工检查；加强支护后围岩的动态量测与监控重视和加强对施工操作人员的技术培训；

推广新技术，不断提高工效在选择支护类型时，应优先考虑锚杆和喷混凝土、挂网、拱架等支护型式。2、施工要点1、定义：将断面分为上、下两部分，两次开挖成型，通常是上半断面超前下半断面形成台阶。二、台阶法（动画）台阶分类台阶长度施工干扰支护闭合时间适用范围长台阶（录像）L>5B小长全断面开挖面不能稳定情况短台阶（录像）1.5B<L<5B大较短Ⅳ级围岩常用超短台阶（录像）L<1.5B最大短土质及膨胀岩3台阶法的特点台阶法的其它演化形式台阶法的其它演化形式(1)初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；(2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。软弱围岩中应以前一条件为主，确保施工安全。在围岩条件较好时，只要考虑后一条件。4台阶长度的选择1定义：将断面分为上、下两部分，上、下断面预留核心土。三、弧形导坑预留核心土（录像）2弧形导坑预留核心土工序图适用条件：适用于土质和易坍塌的软弱围岩中优点：减少上下端面干扰；施工速度较快缺点：分块多，闭合时间长，变形增大3适用条件和优缺点1定义：将断面分为上、中、下三个台阶，，上、中、下台阶都预留核心土。四、三台阶七步开挖法（动画）2工序图案例：郑西客运专线凤凰岭隧道、潼洛川隧道等Ⅳ级围岩老黄土地段采用三台阶七步开挖法施工三台阶七步开挖法机械开挖为主，各分部平行开挖、步步成环仰拱紧跟，及时闭合加强监控量测完善洞内临时排水系统3施工要点适用条件：一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩优点：施工灵活、工效较高缺点：分块多，闭合时间长，变形增大4适用条件和优缺点1定义：将断面分为左右两个侧壁和中间核心土，先开挖左右侧壁，施做初期支护，再采用台阶法开挖中部核心土。五、双侧壁导坑法（录像）2工序图超前支护后，开挖1部，锚、喷、网、钢拱架联合支护，中隔墙临时支护、临时仰拱支护，尽快成环。与1部错开合适的台阶长度，开挖2部，锚、喷、网、钢拱架联合支护，中隔墙临时支护、仰拱支护，尽快成环。开挖3部，锚、喷、网、钢拱架联合支护，中隔墙临时支护、临时仰拱支护，尽快成环。与3部错开合适的台阶长度，开挖4部，锚、喷、网、钢拱架联合支护，中隔墙临时支护、仰拱支护，尽快成环。分部开挖5部，预留核心土，及时架设拱部钢架、锚喷网支护、临时仰拱支护，尽快成环。与5部错开合适的台阶长度，分部开挖6部，及时仰拱支护，使整个仰拱尽快封闭成环。案例：郑西客运专线秦东隧道进口段Ⅴ级围岩、高桥隧道下穿既有铁路地段均采用双侧壁导坑法施工。双侧壁导坑法挖掘机与人工配合侧壁导坑开挖后及时封闭成环加强监控量测做好两侧临时排水沟3施工要点适用条件：Ⅴ、Ⅵ级围岩浅埋偏压洞口地段优点：每一步闭合成环，安全性好缺点：速度慢、成本高4适用条件和优缺点1、定义：将隧道分为左右部分开挖，先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖，施做初期支护和中隔壁，在分台阶开挖另一侧，并做相应支护。六、中隔壁法（CD法）动画2工序图3施工要点上导坑的循环进尺控制在1榀钢架间距左右两侧开挖纵向间距不大于15m配备小型机械设备，提高开挖效率中隔壁拆除滞后仰拱适用条件：Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道，也可用于浅埋优点：变大跨为小跨，沉降小，安全可靠缺点：速度慢、成本高4适用条件和优缺点1定义：将隧道分为左右部分开挖，先分部开挖隧道一侧施做初期支护、中隔板中隔壁，并封闭成环，在分布开挖另一侧，完成隔板施工，使隧道封闭成环。七、交叉中隔壁法（CRD法）2工序图先行施工部位的临时仰拱应有向下的弧度各部分开挖自上而下及时施做初期支护、中隔壁、临时仰拱，步步成环缩短各部分开挖面的距离，使支护及早闭合3施工要点适用条件：Ⅴ、Ⅵ级围岩，浅埋、偏压及洞口优点：步步成环、沉降小，安全可靠缺点：速度慢、成本高4适用条件