暗挖隧道开挖支护课件讲义(PPT54页）

1、Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司暗挖隧道开挖支护中铁十一局集团城市轨道工程有限公司Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司目 录1 隧道超前地质预报 1.1 隧道超前地质预报目的 1.2 超前地质预报的工作程序 1.3 超前地质预报的方法2 隧道开挖方法

2、2.1 隧道全断面开挖法 2.2 隧道台阶开挖法 2.3 隧道中隔壁（CD）开挖法 2.4 隧道双侧壁导坑开挖法 2.5 本标段采用的开挖方法（增加的内容）3 隧道初期支护 3.1 超前支护 3.2 喷射混凝土 3.3 砂浆锚杆 3.4 钢筋网 3.5 钢架安装 3.6 临时仰拱（图片已更换）目录中补充了2级标题Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 通过超前预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩

3、结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧洞涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，使工程单位提前做好施工准备，保证施工安全，同时还可节约大量资金。1.1 隧道超前地质预报目的Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司1.2 超前地质预报的工作程序Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th

4、Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司1.3 超前地质预报的方法1、 地质调查法：通过对一个地区地面的地层岩石的结构特征来了解地下的地质情况的方法。2、 地质钻探法：在隧洞内安放水平钻机进行水平钻进，根据钻孔资料来推断隧洞前方的地质情况的方法。3、物探法：应用仪器探测技术，检测出掌子面前方岩性的变化来判断前方的地质情况的方法。图1.1-超前地质钻孔施工Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工

5、程有限公司2 隧道开挖方法一般规定：1、隧道施工方法的选择应根据环境条件、地质条件、隧道长度、断面大小、设备条件、工期要求、场地条件因素综合确定，可选择钻爆法、掘进机（TBM）法 、盾构法、明挖法等。2、采用钻爆法施工时，视围岩级别及断面大小等因素可选择全断面法、台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法等、宜优先选用全断面开挖法或台阶开挖法。3、在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法台阶法环形开挖留核心土法中隔壁法（CD法)交叉中壁法（CRD法）双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序相反。Urban Mass Transit Engineering Co.,L

6、td of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.1 隧道全断面开挖法2.1全断面开挖法：1、定义：全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。2、适用条件：适用于、级围岩，、级围岩在采取有效措施稳定开挖工作面后也可采用全断面开挖。3、施工特点：开挖断面与作业空间大、干扰小； 有条件充分使用机械，减少人力； 工序少，便于施工组织与管理、改善劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of Chin

7、a Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.1 隧道全断面开挖法施工要求：全断面法开挖时，应控制一次同时起爆的炸药量，减少爆破振动对围岩的影响； 长及特长隧道应采用大型施工机械，各种施工机械设备应合理配套，充分发挥机械设备的综合效率。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.1 隧道全断面开挖法施工工序示意图：Urban Mass Transit En

8、gineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.1 隧道全断面开挖法施工工艺流程图：Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法2.2 台阶法：1、定义：台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。2、

9、适用条件：一般适用于级围岩，、级围岩在采取必要的超前支护措施稳定开挖工作面后也可选用台阶法。台阶法分为二台阶、三台阶、三台阶预留核心土法等。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施工特点：有足够的工作空间和相当的施工速度；上、下台阶作业互有干扰；开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。图2.2.1 台阶法施工Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of

10、China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施工要求：应根据围岩条件合理确定台阶长度和高度；台阶长度不宜过长，宜控制在一倍洞径以内；台阶形成后，各台阶开挖、支护宜平行作业；下台阶开挖，左右侧宜交错进行；循环进尺应根据围岩地质条件和初期支护钢架间距合理确定。级围岩不宜超过2.0m，级围岩不宜超过1.5m，级围岩不宜超过1m。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group

11、中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法软弱围岩隧道、级地段采用台阶法施工时应符合以下规定：上台阶每循环开挖支护进尺、级围岩不应大于1榀钢架距离， 级围岩不得大于2榀钢架间距；边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀；仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m；隧道开挖后初期支护应及时封闭成环， 、 级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施

12、工工序示意图：二台阶Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施工工序示意图：三台阶Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施工工序示意图：三台阶预留核心土Urban Mass Transit Engineering Co

13、.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施工工艺流程图：二、三台阶法Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.2 隧道台阶开挖法施工工艺流程图：三台阶预留核心土法Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Constructio

14、n Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.3 隧道中隔壁（CD）开挖法2.3 中隔壁法：1、定义：在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法。主要应用于双线隧道级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（级围岩）地段。2、适用条件：一般适用于、级围岩浅埋双线隧道，软弱围岩或三线隧道采用中隔壁法时宜增设临时仰拱。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.3 隧道中隔壁（C

15、D）开挖法施工要求：应先施工隧道的一侧，施作中隔壁墙后再施工隧道另一侧；中隔壁应设置弧形；中隔壁法设置临时仰拱时，临时仰拱宜设置为弧形，各部施工应步步成环；开挖时，同层左右两侧沿纵向错开10 15m，单侧开挖应采用短台阶，台阶长度3 5m；开挖循环进尺不宜大于初期支护钢架设计间距；各分部宜采用机械开挖，周边轮廓应圆顺，避免应力集中。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.3 隧道中隔壁（CD）开挖法施工工序示意图：中隔壁法U

16、rban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.3 隧道中隔壁（CD）开挖法施工工序示意图：中隔壁法设临时仰拱Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.3 隧道中隔壁（CD）开挖法施工工艺流程图：Urban Mass Transit Engineering Co.,L

17、td of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.4 隧道双侧壁导坑开挖法2.4 双侧壁导坑开挖法：适用条件：适用于浅埋双线或三线隧道、级围岩；施工要求：开挖时应先开挖隧道两侧导坑，再开挖中部剩余部分；侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑宽度为1/3隧道宽度；侧壁导坑、中部开挖应采用短台阶（3 5m），必要时预留核心土；侧壁导坑开挖应超中前部10 15m；拱部与两侧壁间的钢架应定为准确、连接牢靠。图2.4.1双侧壁导坑开挖Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of Chi

18、na Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.4 隧道双侧壁导坑开挖法施工工序示意图：Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司2.4 隧道双侧壁导坑开挖法施工工艺流程图：Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集

19、团城市轨道工程有限公司2.5 本标采用的开挖方法1、里程：DK14+916.998DK16+569.474开挖工法： 台阶法、台阶法加临时仰拱法、全断面开挖法;2、里程：DK19+744.000DK19+780开挖工法：中隔壁（CD）开挖法;3、里程：GDK18+081.601GDK18+139.931 GDK18+212.931GDK18+297.266开挖工法：CRD+台阶开挖法。增加的内容Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有

20、限公司3 隧道初期支护1、定义：隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。2、一般规定：隧道支护、衬砌施工时，中线、水平、断面和净空尺寸应符合设计要求，并不得侵入隧道建筑限界，放样时可将设计的轮廓线扩大5cm;隧道施工应根据设计文件，结合现场实际情况，对特殊岩土和不良地质地段进行分析研究，制定支护方案。隧道超挖部分应采用喷射混凝土或衬砌混凝土回填；初期支护与围岩成为整体支护体系，防水层、衬砌应与初期支护紧密贴合。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of

21、China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3 隧道初期支护初期支护工序流程：开挖后初喷砼超欠挖检查、处理系统支护施工 径向、超前锚杆安装复喷砼至设计厚度二衬施工Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1 超前支护1、目的：用以提高围岩强度、自稳和止水能力。2、超前支护的主要方式：预注浆超前小导管超前锚杆超前管棚Urban Mass Transi

22、t Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1.1 预注浆注浆工艺流程图注浆方式及适用岩层：全孔一次性注浆：适用于孔深小于6m或地层裂隙较均匀的地层；分段前进式注浆：适用于裂隙发育或破碎难以成孔的岩层；分段后退式注浆：适用于围岩局部破碎，但是可以成孔的岩层。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司

23、3.1.1预注浆 图3.1.1-后退式注浆机注浆Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1.1 预注浆钻孔作业要求：钻孔顺序宜根据注浆目的合理安排；注浆长度或深度按设计要求并视水文地质情况合理调整； 钻机安装应平稳，钻杆中心线与设计注浆孔中心线应吻合，钻孔孔底偏差值满足下表要求； 注：L孔深根据水文、地质情况明确空口管的埋设时机，并做好施工记录。项目注浆孔检查孔其他孔允许偏差1/40L1/80L1/60LUrban Mass

24、 Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1.2 超前小导管超前小导管施工工艺流程小导管设置要求：沿隧道拱部均匀布设；环向间距应该符合设计要求，宜为3050cm;外插角宜为10 15 ;小导管应按设计长度施作，应大于2倍循环进尺，宜为3.55.0m，搭接长度不小于1.0；应与钢架构成联合支护。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bure

25、au Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1.2 超前小导管小导管材质、直接要求：宜采用42mm的无缝钢管，前端做成圆锥形，在后焊接钢筋箍，整体布设梅花形溢浆孔。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1.2 超前小导管小导管钻孔、安设要求：采用引孔顶入法；钻孔方向应顺直；钻孔深度和直径应与导管匹配；钻孔采用吹孔法清孔。小导管口应安装孔口阀门，外漏长度不宜小于30cm。小导管注浆要求：采用注浆泵注浆，为加速注浆

26、，可安装分浆器同时多管注浆；配制好的浆液应在规定时间内注完，随配随用；注浆顺序为由上到下、浆液先稀后弄；注浆压力应符合设计要求，使浆液充满钢管及其周围的空隙。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.1.2 超前小导管图3.1.3-超前小导管施工Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局

27、集团城市轨道工程有限公司3.1.3 其他超前支护隧道开挖掌子面自稳能力差，易坍塌应采用喷射混凝土封闭、锚杆加固等形式，并应符合下列要求：掌子面喷混凝土加固应在开挖后立即经行，厚度不小于10cm；锚杆加固宜采用玻璃纤维锚杆或其他易拆除的锚杆。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.2 喷射混凝土喷射混凝土工艺流程图：Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway

28、11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.2 喷射混凝土图3.2.1- 喷射混凝土施工Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.2 喷射混凝土图3.2.2- 喷射混凝土成型Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程

29、有限公司3.2 喷射混凝土一般要求：软弱围岩及不良地质隧道喷射混凝土应采用湿喷工艺，特殊地质条件下不能湿喷时需另行设计；喷混凝土应与岩面、钢架、钢筋网密贴，不得留有空洞和间隙，初期支护与围岩应成为整体支护体系；喷混凝土满足设计的初期强度、长期强度、厚度及其与围岩面粘结力要求；喷混凝土配合比应满足设计强度和喷射工艺的要求，并通过试喷确定。（水胶比不大于0.5，水泥用量不宜小于400kg/m3）。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限

30、公司3.2 喷射混凝土喷射混凝土施工作业要点：初喷混凝土厚度一般为4 5cm；分区段、分片进行，沿隧道纵向分段以1.5-2.5m为宜，每片面积，其长、宽以0.6-1.2m为宜；采用“S”型由下而上进行喷射，纵向由工作面齐头向外进行；隧道为级围岩地段，喷射作业应紧跟开挖面；有渗水地段，应先由无水或少水处向多水处推进，将渗水挤压汇集后，用导管把水排走，再行最后封闭。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.3 砂浆锚杆砂浆锚杆施工

31、工艺流程：Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.3 砂浆锚杆砂浆锚杆钻孔要求：钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择；钻孔应按设计定出孔位、其允许偏差为15cm;钻杆应保持直线，宜与其所在部位的围岩主要结构面垂直；钻孔深度及直径应与杆体相匹配。砂浆锚杆安装要求：采用引孔顶入法的锚杆时安装前清洗锚杆孔中的水和渣中空注浆锚杆和自进式锚杆应检查杆体中孔和钻头的水孔是否流畅；锚杆应安装垫板，在砂浆体的强度达到10Mpa后,垫板

32、应用螺帽上紧与喷层面紧贴，未接触部位必须楔紧；锚杆安设后不得随意敲击，填充砂浆终凝前其端部不得悬挂重物；锚杆的长度、粘结材料饱满度等可采用无损检测。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.4 钢筋网钢筋网施工要求：钢筋网片应按设计网格尺寸在加工厂集中制作，钢筋网片尺寸的大小应方便运输和安装；钢筋网在初喷混凝土后铺挂，使其与喷射混凝土形成一体；采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不小于3cm。钢筋网搭接长度应为12个网格，应与锚杆或其他固定装置连接牢靠；钢筋保护层厚度不得小于2cm。Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Construction Bureau Group 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司3.4 钢筋网图3.4.1-钢筋网片Urban Mass Transit Engineering Co.,Ltd of China Railway 11th Constr