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论述隧道施工技术与方法
隧道是指一种修建在地层中的地下工程建筑物。公路隧
道是指专供公路运输使用的地下工程结构物。
交通是国家基础建设重要的设施,在国民经济发展中占
有十分重要的地位。我国公路隧道随着交通建设的高速发展
而不断增加,目前国家将建设重点向我国西部地区转移,是
高速公路网建设的重要组成部分。
世界各国的经济发展经验表明,快速畅通交通网是经济
发展的必不可少的条件。近年来随着我国社会经济快速发
展,打击面交通增长十分迅猛,低等级公路已不适应发展要
求,高速公路网的建设,隧道桥梁必不可少.
我国是幅员辽阔、地质复杂、多山的发展中国家,随我
国市场经济的发展,高速公路已从沿海地区向西部山区延
伸,公路隧道的数量和建筑规模越来越大,城市化交通事业
方兴未艾,隧道事业发展前景十分广阔。
隧道可分为:按地层分为岩石隧道、土质隧道;按所处
位置分为山岭隧道、城市隧道、水底隧道;按施工方法分为
矿山法,明挖法、盾构法、沉埋法、掘进机法等隧道;按埋
置深度分为浅埋隧道和深埋隧道;按断面形式分为圆形、马
蹄形、矩形等隧道;按国际隧道协会定义的断面数值划分标准
分为特大断面隧道、大断面隧道、中等断面隧道、小断面隧
道;按车道数分为单车道隧道、双车道隧道、多车道隧道了;
按用途分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道。
隧道的施工技术主要分为掘进、支护、辅助施工、量测、
支护防排水技术这五大类。
(一)掘进技术主要分为人工开挖、钻爆开挖和机械开
挖.机械开挖又分为单臂挖进机开挖和TBM掘进机开挖。修
建隧道时为配合开挖、出渣、支护及衬砌等基本作业而进行
的其他作业,称为辅助作业。其内容主要有:施工通风与防
尘、排水与供水、供电与照明,压缩空气供应等。
(二)支护结构分为初期支护和永久支护。初期支护主
要是保证施工的安全,加固岩体和阻止围岩变形;永久支护
主要是保证隧道使用的净空结构的安全。其基本作用是保持
坑道断面的使用净空;防止岩体质量的进一步恶化;承受可
能出现的各种荷载;使坑道支护体系有足够的安全度。支护
技术主要分为锚喷支护、锚杆支护、喷射混凝土支护、钢支
撑锚喷联合支护、浇筑混凝土衬砌.锚杆支护是把锚杆安设在
坑道的围岩中,使层状的、软质的岩体得到不同形态的得加
固,和围岩共同形成完整的支护结构,提供一定的支护抗力,
共同抵抗围岩的位移和变形。它的主要作用是支承围岩,加
固围岩,提高围岩层间的摩阻力。喷射混凝土支护是利用喷
射设施将一定配比的混凝土喷射到隧道开挖毛洞的表面,形
成具有一定厚度和支护强度的薄壁结构,达到封闭暴露的岩
体和加固岩体的目的。它的主要效果有“卸载”作用、支承
围岩、填平补强围岩、覆盖围岩表面阻止围岩松动、分配外
力等。隧道支护类型的选择主要决定因素有:对预计的主要
岩体类型的评价;对岩体类别变化的适应性;对很大的或特
殊地压的适应性;对地下水性质的适应性;经济性;作业时间
消耗.
(三)辅助施工技术:超前锚杆、超前小钢管、管棚
(四)量测技术:位移量测:围岩周边的位移量测、拱顶
下沉量测、地表下沉量测、围岩内部位移量测;应力量测:
围岩压力量测、锚杆轴力量测、钢支撑应力量测、喷射混凝
土应力量测、二次衬砌应力量测、初期支护与二次衬砌间压
力的量测。
(五)支护防排水技术。洞内防排水是一项系统工程,
应该以排为主,防、排、堵、截相结合的综合治理办法。要
注意避免排而不防或者排而不堵得倾向.
隧道工程的特点:埋设于地下,水文条件、地质条件有
决定作用;狭长建筑物,两个工作面,施工速度慢,工期长;
地下施工环境差,有烟尘,渗水;施工地位于山顶区,远离交
通线,交通不便,物质供应困难;埋设于地下,一旦建成,
难以更改。
目前隧道施工的方法很多,从大的方面讲,有明挖法、暗
挖法两大类,其中明挖法可分为基坑开挖、盖挖、沉管法。暗
挖法中又可分为钻爆法和非钻爆法,包括矿山法、新奥法、盾
构法、掘进机法、顶进法。
新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能
力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进
行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组
成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工
和地下工程设计施工的方法和原则.
新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下,采
用毫秒爆破和光面爆破技术,进行全断面开挖施工,并以形
成复合式内外两层衬砌
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