隧道与地下工程 课件 第7、8章 隧道施工、 地下工程.pptx

本章提要：

本章主要介绍了新奥法施工的基本方法，叙述了不同地质条件下采用不同隧道断面开挖方案（如全断面法、台阶法、台阶分部开挖法等）及喷锚支护技术的运用，介绍预支护技术、二次衬砌施工以及初期支护中锚杆和喷射混凝土施工工艺。还概要地说明了其他隧道施工方法，如新意法等。;第7章隧道施工;7.1概述;5)施工过程的地质力学状态是变化的，围岩的物理力学性质也是变化的，因此隧道施工是动态的。

6)作业环境恶劣，作业空间狭窄，施工噪声大，粉尘、烟雾，潮湿，光线暗，地质条件差及安全问题等给施工人员带来了不利的工作环境。

7)作业风险性大。风险性是与隐蔽性和动态性相关联的，在施工过程中，施工人员必须随时关注隧道施工的风险性。

8)气候影响小。隧道施工可以不受或少受昼夜更替、季节变换、气候变化等自然条件的改变的影响，可以持续稳定地安排施工。

;隧道施工方法;（1）施工条件

（2）围岩条件

（3）隧道断面的面积

（4）埋深

（5）工期

（6）环境条件

;新奥法——新奥地利隧道施工法（NewAustriaTunnelingMethod，NATM），是奥地利隧道工程师腊布希维1963年提出来的。采用控制爆破掘进的手段，进行喷射混凝土和锚杆为主要支护措施，然后通过监测围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道的施工方法，其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。它是在早喷锚技术上总结发展起来的。;7.2.1施工程序及基本原则;图7-2隧道施工过程的主要作业;2.隧道施工应遵循的基本原则;新奥法施工，按其开挖面的大小位置可分为：全断面法、台阶法、分部开挖法等三大类及若干变化方案。

;4）用装渣机将石渣装入渣车，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）在初期支护变形稳定后，或按施工组织中规定日期灌注二次衬砌。;2.台阶法

台阶法是将断面分成上下两个断面进行开挖，包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法，其划分一般是根据台阶的长度来定义的。

;图7-5长台阶的纵向工序布置和机械配置;台阶法特点：

（1）??台阶法：相对于全断面，长台阶一次开挖的断面和高度都比较小，只需配置中型钻孔台车施工，对维持开挖面的稳定有利。适用范围较全断面法广泛。

（2）短台阶法：可缩短支护结构闭合的时间，改善初期支护的受力条件，有利于控制隧道变形。适用范围广，I--V级围岩都能采用。缺点是上台阶出渣时对下半断面施工的干扰大，不能全部平行作业。

（3）超短台阶法：支护闭合时间更短，更有利于控制围岩变形，能有效地控制地表沉陷。缺点是上下断面相距较近，作业相互干扰，施工速度较慢。

施工中选择何种台阶法需要根据初期支护形成闭合断面的时间要求，以及上断面施工所用的开挖、支护、出渣等机械设备对施工场地大小的要求，然后进行选择何种台阶法。;（1）环形开挖预留核心土法环形开挖预留核心土法又称台阶分部开挖法，一般将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶三部分。;（2）三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法是以弧形导坑预留核心土法为基本模式，分为上、中、下三台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法。;（3）双侧壁导坑法（又称眼镜工法）当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。;（4)中隔壁法（CD法）中隔壁法是在软弱围岩大跨隧道中常要的一种方法。这种方法是将断面分成左、右两部分，每一部分又分为上、下几个台阶。

;（5)交叉中隔壁法（CRD法）CRD法是在软弱围岩大跨隧道中，先分部开挖隧道一侧。施作部分中隔壁和横隔板，并封闭成环；再分部开挖隧道另一侧，完成横隔板施工，最终隧道整个断面封闭成环的施工方法。;7.2.3新奥法的掘进技术

在目前开发隧道的主要方法仍然是钻孔爆破法。

开挖工作包括钻眼、装药、爆破等几项内容，对于开挖工作应该做到以下几点要求：

（1）按设计要求开挖断面；

（2）石渣大小应便于装渣作业；

（3）掘进速度快，少占作业循环时间；

（4）爆破在充分发挥其能力的前提下，减少对围岩的震动

破坏，减少对施工用具设备及支护结构的破坏，并尽

量节省爆破器材消耗。;1.钻眼机具

（1）风动凿岩机

风动凿岩机俗称风钻，主要是手持式气腿凿岩机，它是以压缩空气的膨胀为驱动力。它具有灵活方便，使用简单等优点。缺点是工人劳动强度大，能耗大，噪声大等。;（2）液压凿岩机

液压凿岩机是以电力带动高压油泵，通过改变油路，使活塞往复运动，进行冲击作业。与风动凿岩机相比具有动力能耗少、凿岩速度快、凿岩功效高、环境