隧道施工方法.ppt

第六章 隧道施工方法 教学基本要求： 1、了解山岭隧道的基本施工方法及其适用范围； 2、了解洞口及不良地质条件下隧道施工采取的对 策与方法。 3、掌握新奥法的概念及其要点； 4、掌握锚喷支护设计的步骤； 5、掌握锚杆、喷射混凝土的支护原理； 6、了解新奥法中支护和围岩共同作用原理 的力学概念； 7、掌握锚喷支护的的施工方法与步骤； 8、了解锚喷支护的力学性能及检测方法。 第一节 山岭隧道施工法 一、山岭隧道工程特点 施工过程为：在地层中挖出土石，形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初次支护和砌筑；最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形，保证隧道长期的安全使用。 隧道工程的特点如下： （1）整个工程埋设于地下。 （2）隧道是一个狭长的建筑物，一般有进口、出口两个工作面。隧道的施工速度比较慢，工期也比较长。需要开挖竖井、斜井、横洞等辅助工程来增加工作面，加快隧道施工速度。 另外，隧道断面较小，工作场地狭长，有些工序只能顺序作业，有些工序可以沿隧道纵向开展，平行作业。因此，要求施工中加强管理、合理组织、避免相互干扰。洞内设备、管线路布置应周密考虑，妥善安排。隧道施工机械应当结构紧凑、坚固耐用。 （3）地下施工环境较差（甚至会恶化），须采取有效措施，使施工场地合乎卫生条件，并有足够的亮度，以保证施工人员的身体健康，提高劳动生产率。 （4）施工工地一般都位于偏远的深山峡谷之中，往往远离既有交通线，运输不便，供应困难。 （5）山岭隧道埋设于地下，一旦建成就难以更改。 二、隧道施工方法及其选择 隧道施工方法：矿山法（传统的矿山法和新奥法）、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法等。 矿山法：因用于矿石开采而得名，它包括传统方法和新奥法。多数情况下都需要采用钻眼爆破来进行开挖，又称为钻爆法。有时将新奥法从矿山法中另立系统。 掘进机法：包括隧道掘进机法和盾构掘进机法，前者应用于岩石地层，后者主要应用于土质围岩，尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。 沉管法和顶进法：用来修建水底隧道、城市市政隧道等。 明挖法：主要用来修建埋深很浅的山岭隧道或城市地铁隧道。 选择施工方案时，考虑的因素： (1)工程的重要性，一般由工程的规模、使用上的特殊要求及工期的缓急体现出来； (2)隧道所处的工程地质和水文地质条件； (3)施工技术条件和机械装备情况； (4)施工中动力和原材料供应情况； (5)工程投资与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。 隧道施工方法的选择，是一项“模糊”的决策过程，它依赖于有关人员的学识、经验、毅力和创新精神。 按照隧道设计轮廓线一次爆破成型的施工方法叫全断面法。它的施工顺序如下： ① 用钻孔台车钻眼，然后装药、连接导火线； ② 退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断面； ③ 排除危石，安设拱部锚杆和喷第一层混凝土； ④ 用装碴机将石碴装入矿车，运出洞外； ⑤ 安设边墙锚杆和喷射混凝土； ⑥ 必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土； ⑦ 开始下一轮循环； ⑧ 在初次支护变形稳定后或按施工组织中规定日期，灌注内层衬砌。 适应条件： 它适合于稳定岩层中断面较大、长度较短或者要求快速施工以便为另一隧道探清地质情况的隧道施工。 该法的特点是：和上半断面先行施工法类似，衬砌施工、排水、排矸都更方便。一般只在一定地质条件下及没有钻架或使用钻架不经济时使用。 （３）要根据围岩稳定情况及永久衬砌的形式合理确定掘砌之间的协调关系。锚喷支护时施工比较灵活，现浇混凝土衬砌时，一般衬砌工作落后于下分层掘进一定距离（十几米或几十米）。 （二）反台阶法 反台阶法又叫上行分层施工法。该法施工能使工序减少，施工干扰小，下部断面可一次挖至设计宽度，空间大，便于出碴运输和布置管线，能节省大量材料，适合于围岩稳定、不需临时支护、无大型装碴设备的情况。 适应条件:适用于围岩较稳定的隧道施工，一般为I-II级围岩石质隧道。 六部开挖法又称漏斗棚架法如下图: 其他工序拉开的距离以互不干扰、尽量缩短为原则。两个导坑挖好后，先扩大上部断面，并把拱圈修筑好，然后在拱圈保护下开挖下部断面，最后修筑边墙。 缺点:是导坑较多，衬砌整体性差，核心爆破时会影响下导坑运输及其他工序，遇到地层条件变化时，更换其他施工方法较难。 四、新奥地利隧道施工法  ——岩石地层的新奥法施工 1、新奥法施工特点 以往，人们认为在地层中