PPT公路隧道工程2

第七章章隧隧道施施工方方法一、隧道道施工方方法的概概念二、隧道道工程施施工的特特点三、隧道道施工应应遵循的的基本原原则四、隧道道施工方方法隧道施工工方法是是开挖方方式、开开挖方法法、支护护方式、、洞内运运输方式式、辅助助方法和和通风方方式等的的总称。。开挖方方式是指指爆破开开挖、掘掘进机开开挖、人人力开挖挖等开挖挖手段。。开挖方方法是指指全断面面法、台台阶法、、导坑法法、分部部法等开开挖方法法。支护护方式有有锚杆、、喷射混混凝土、、钢支撑撑、钢筋筋网、构构件支撑撑等。洞洞内运输输方式有有无轨式式和有轨轨道式。。辅助方方法主要要是指在在稳固开开挖面和和处治涌涌水的超超前锚杆杆、小导导管、管管棚、药药液注浆浆、冻结结、混凝凝土注浆浆等。一、隧道道施工方方法的概概念隐蔽性大大作业的循循环性强强作业空间间有限作业的综综合性二、隧道道工程施施工的特特点施工是动动态的作业环境境恶劣作业的风风险性大大气候影响响小三、隧道道施工应应遵循的的基本原原则归纳起来来，施工工中不管管采用哪哪种方法法，都必必须遵循循的基本本技术原原则是(1)因为围岩岩是隧道道的主要要承载单单元，所所以要在在施工中中充分保保护和爱爱护围岩岩(2)为了充分分发挥围围岩的结结构作用用，应容容许围岩岩有可控控制的变变形(3)变形的控控制主要要是通过过支护阻阻力(即各种支支护结构构)的效应达达到的(4)在施工中中，必须须进行实实地量测测监控，，及时提提出可靠靠的、足足够数量量的量测测信息，，以指导导施工和和设计(5)在选择支支护手段段时，一一般应选选择能大大面积的的、牢固固的与围围岩紧密密接触的的、能及及时施设设和应变变能力强强的支护护手段(6)要特别注注意，隧隧道施工工过程是是围岩力力学状态态不断变变化的过过程(7)在任何情情况下，，使隧道道断面能能在较短短时间内内闭合是是极为重重要要的(8)在隧道施施工过程程中，必必须建立立设计—施工检验验—地质预测测—量测反馈馈—修正设计计的一体体化的施施工管理理系统，，以不断断地提高高和完善善隧道施施工技术术上述隧道道施工的的基本原原则可扼扼要地概概括为：：“少扰动、、早喷锚锚、勤量量测、紧紧封闭”。四、隧道道施工方方法根据隧道道穿越地地层的不不同情况况和目前前隧道施施工方法法的发展展，隧道道施工方方法可按按以下方方式分类类：矿山法因最早应应用于矿矿石开采采而得名名，由于于在这种种方法中中，多数数情况下下都需要要采用钻钻眼爆破破进行开开挖，故故又称为为钻爆法。掘进机法法包括隧隧道掘进进机(TunnelBoringMachine，简写为为(T.B.M.)法和盾构掘进进机法。前者应应用于岩岩石地层层，后者者则主要要应用于于土质围围岩，尤尤其适用用于软土土、流砂砂、淤泥泥等特殊殊地层。。沉管法、、明挖法法等则是用用来修建建水底隧隧道、地地下铁道道、城市市市政隧隧道等，，以及埋埋深很浅浅的山岭岭隧道。。隧道施工工过程和和方法是是多种多多样的，，目前在在我们经经常采用用的大致致有全断面法法、台阶阶法(长台阶法法、短台台阶法、、超短台台阶法））和分部开挖挖法(环形开挖挖留核心心土法、、中隔壁壁法（单单侧壁导导坑法、、CD法)、双侧壁导导坑法(眼镜法))。在当前的的施工实实践中，，采用最最多的方方法是台台阶法，，其次是是全断面面法。在在大断面面隧道中中，单侧壁导导坑(中隔壁法法)和双侧壁导导坑(眼镜法)采用较多多。（一）全全断面开开挖法全断面开开挖法是是按设计计开挖断断面一次次开挖成成型(图7-1)。1.全断面法法施工的的顺序(1)施工准备备完成后后，用钻钻孔台车车钻眼，，然后装装药，联联接起爆爆网路(2)退出钻孔孔台车，，引爆炸炸药，开开挖出整整个隧道道断面(3)进行通风风、撒水水，排烟烟、降尘尘(4)排除危石石，安设设拱部锚锚杆和喷喷第一层层混凝土土(5)用装碴机机将石碴碴装入矿矿车或运运输机，，运出洞洞外(6)安设边墙墙锚杆和和喷混凝凝土(7)必要时可可喷拱部部第二层层混凝土土和隧道道底部混混凝土(8)开始下一一轮循环环(9)在初次支支护变形形稳定后后，或按按施工组组织中规规定日期期灌注内内层衬砌砌图7-1全断面开开挖法1-全断面开开挖法;2-锚喷支护护;3-模筑混凝凝土衬砌砌2.适用条件件全断面法法适用于于岩层覆覆盖条件件简单、、岩质较较均匀的的硬岩中中。3.全断面开开挖法的的优缺点点优点有较大的的工作空空间，适适用于大大型配套套机械化化施工，，施工速速度较快快，且因因单工作作面作业业，便于于施工组组织和管管理。有有较大的的断面进进尺比(即开挖断断面面积积与掘进进进尺之之比)，可获得得较好的的爆破效效果，且且爆破对对围岩的的震动次次数相对对较少，，有利于于围岩的的稳定。。一般应应尽量采采用全断断面开挖挖法。缺点要求进行行分段装装药，严严格的控控制爆破破设计，，尤其是是对于稳稳定性较较差的围围岩。因因开挖面面大，围围岩相对对稳定性性降低，，且每循循环工作作量相对对较大，，因此要要求具有有较强的的开挖、、出渣能能力和相相应的支支护能力力。(二)台阶开挖挖法台阶开挖挖法一般般是将设设计断面面分上半断面面和下半断面面两次开挖挖成型。。台阶法法包括长台阶法法、短台台阶法和超短台阶阶法等三种，，其划分分是根据据台阶长长度来决决定如图图7-2所示。至于施工工中究竟竟应采用用何种台台阶法，，要根据据以下两两个条件件来决定定：初次支护护形成闭闭合断面面的时间间要求，，围岩越越差，闭闭合时间间要求越越短上断面施施工所用用的开挖挖、支护护、出碴碴等机械械设备施施工场地地大小的的要求在软弱围围岩中应应以前一一条件为为主，兼兼顾后者者，确保保施工安安全。在在围岩条条件较好好时，主主要考虑虑是如何何更好地地发挥机机械效率率．保证证施工的的经济性性，故只只要考虑虑后一条条件。图7-2台阶法施施工形式式长台阶法法上、下断断面相距距较远，，一般上上台阶超超前50m以上或大大于5倍洞跨。。施工时时上下部部可配属属同类机机械进行行平行作作业，当当机械不不足时也也可用一一套机械械设备交交替作业业，即在在上半断断面开挖挖一个进进尺，然然后再在在下断面面开挖一一个进尺尺。当隧隧道长度度较短时时，亦可可先将上上半断面面全部挖挖通后，，再进行行下半断断面施工工，即为为半断面法法。长台阶法法的作业业顺序为为：上半断面面开挖：：用钻孔台台车钻眼眼、装药药爆破，，地层较较软时亦亦可用挖挖掘机开开挖安设锚杆杆和钢筋筋网，必必要时加加设钢支支撑、喷喷射混凝凝土(2)优缺点及及适用条条件：有足够够的工作作空间和和相当的的施工速速度，上上部开挖挖支护后后，下部部作业就就较为安安全，但但上下部部作业有有一定的的干扰。。相对于于全断面面法来说说，长台台阶法一一次开挖挖的断面面和高度度都比较较小，只只需配备备中型钻钻孔台车车即可施施工。凡凡是在全全断面法法中开挖挖面不能能自稳，，但围岩岩坚硬不不要用底底拱封闭闭断面的的情况，，都可采采用长台台阶法。。用推铲机机将石碴碴推运到到台阶下下，再由由装载机机装入车车内运至至洞外下半断面面开挖：：用钻孔台台车钻眼眼、装药药爆破、、装碴直直接运至至洞外安设边墙墙锚杆(必要时)和喷混凝凝土用反铲挖挖掘机开开挖水沟沟，喷底底部混凝凝土2.短台阶法法台阶长度度小于5倍但大于于1～1.5倍洞跨。。上下断断面采用用平行作作业。短台阶法法的作业业顺序和和长台阶阶相同优缺点及及适用条条件：短台阶阶法可缩缩短支护护结构闭闭合的时时间，改改善初次次支护的的受力条条件，有有利于控控制隧道道收敛速速度和量量值，Ⅰ～Ⅴ级围岩都都能采用用，尤其其运用于于Ⅳ、Ⅴ级围岩，，是新奥奥法施工工中经常常采用的的方法。。缺点是是上台阶阶出碴时时对下半半断面施施工的干干扰较大大，不能能全部平平行作业业。3.超短台阶阶法上台阶仅仅超前3～5m，只能采采用交替替作业。。(1)超短台阶阶法施工工作业顺顺序用一台停停在台阶阶下的长长臂挖掘掘机或单单臂掘进进机开挖挖上半断断面至一一个进尺尺安设拱部部锚杆、、钢筋网网或钢支支撑，喷喷拱部混混凝土用同一台台机械开开挖下半半断面至至一个进进尺。安安设边墙墙锚杆、、钢筋网网或接长长钢支撑撑，喷边边墙混凝凝土(必要时加加喷拱部部混凝土土)开挖水沟沟、安设设底部钢钢支撑，，喷底拱拱混凝土土。灌注注内层衬衬砌(2)优缺点及及适用条条件由于超短短台阶法法初次支支护全断断面闭合合时间更更短，更更有利于于控制围围岩变形形、更有有效的控控制地表表沉陷。。所以，，超短台台阶法适适用于膨膨胀性围围岩和土土质围岩岩，要求求及早闭闭合断面面的场合合。当然然，也适适用于机机械化程程度不高高的各类类围岩地地段。缺缺点是上上下断面面相距较较近，机机械设备备集中，，作业时时相互干干扰较大大生产效效率较低低，施工工速度较较慢。在在软弱围围岩中施施工时，，应特别别注意开开挖工作作面的稳稳定性，，必要时时可对开开挖面进进行预加加固或预预支护。。(三)分部开挖挖法分部开挖挖法是将将隧道断断面分部部开挖逐逐步成型型，且一一般将某某部超前前开挖，，故也可可称为导导坑超前前开挖法法。分部部开挖法法可分为为三种变变化方案案：台阶分部部开挖法法、单侧侧壁导坑坑法、双双侧壁导导坑法，见图7-3、、图7-4、、图7-5。1.台阶分部部开挖法法(又称环形形开挖留留核心土土法)(1)开挖面分分部形式式一般将断断面分成成为环形形拱部、、上部核核心土、、下部台台阶等三三部分。。图7-3环形开挖挖留核心心土法示示意图(3)优缺点及及适用条条件能迅速及及时地建建造拱部部初次支支护，开开挖工作作面稳定定性好。。核心土土和下部部开挖都都是在拱拱部初次次支护保保护下进进行的，，施工安安全性好好。这种种方法适适用于一一般土质质或易坍坍塌的软软弱围岩岩中。(2)施工作业业顺序用人工或或单臂进进机开挖挖环形拱拱部。或或根据断断面的大大小，环环形拱部部又可分分成几块块交替开开挖安设拱部部锚杆、、钢筋网网或钢支支撑、喷喷混凝土土在拱部初初次支护护保护下下，用挖挖掘机或或单臂掘掘进机开开挖核心心土和下下台阶，，随时接接长钢支支撑和喷喷混凝土土、封底底根据初次次支护变变形情况况或施工工安排建建造内层层衬砌2.单侧壁导导坑法图7-4中隔壁法法（CD法）与交交叉中隔隔壁法（（CRD法）示意意图CRD工法超浅浅埋大跨跨度施工工技术开挖面分分部形式式一般将断断面分成成侧壁导导坑、上上台阶、、下台阶阶，见图图7-4。侧壁导导坑尺寸寸应本着着充分利利用台阶阶的支撑撑作用，，并考虑虑机械设设备和施施工条件件而定。。(2)优缺点及及适用条条件单侧壁导导坑法是是将断面面横向分分成3块或4块，每步步开挖的的宽度较较小，而而且封闭闭型的导导坑初次次支护承承载能力力大，所所以，单单侧壁导导坑法适适用于断断面跨度度大，地地表沉陷陷难于控控制的软软弱松散散围岩中中。3.双侧壁导导坑法(又称眼镜镜工法)(1)开挖面分分部形式式一般将断断面分成成四块：：左、右右侧壁导导坑1、上部核核心土2、下台阶阶3，见图7-5。导坑尺尺寸拟定定的原则则同前，，但宽度度不宜超超过断面面最大跨跨度的1/3。左、右右侧导坑坑错开的的距离，，应根据据开挖一一侧导坑坑所引起起的围岩岩应力重重分布的的影响不不致波及及另一侧侧已成导导坑的原原则确定定。(2)施工作业业顺序开挖一侧侧导坑，，并及时时地将其其初次支支护闭合合相隔适当当距离后后开挖另另一侧导导坑，并并建造初初次支护护开挖上部部核心土土，建造造拱部初初次支护护，拱脚脚支承在在两侧壁壁导坑的的初次支支护上(3)优缺点及及适用条条件当隧道跨跨度很大大，地表表沉陷要要求严格格，围岩岩条件特特别差，，单侧壁壁导坑法法难以控控制围岩岩变形时时，可采采用双侧侧壁导坑坑法。现现场实测测表明，，双侧壁壁导坑法法所引起起的地表表沉陷仅仅为短台台阶法的的1/2。双侧壁壁导坑法法虽然开开挖断面面分块多多，扰动动大，初初次支护护全断面面闭合的的时间长长，但每每个分块块都是在在开挖后后立即各各自闭合合的，所所以在施施工中间间变形几几乎不发发展。双双侧壁导导坑法施施工安全全，但速速度较慢慢，成本本较高。。开挖下台台阶，建建造底部部的初次次支护，，使初次次支护全全断面闭闭合拆除导坑坑临空部部分的初初次支护护建造内层层衬砌图7-5双侧壁导导坑法示示意图三线大跨跨隧道双双侧壁导导坑法施施工（四）连连体隧道道施工方方法连拱隧道一一般具有埋埋深浅、跨跨度大、地地质条件复复杂、受雨雨季地表水水影响大的的特点，一一般采用中中导洞法施施工，由于于按两个独独立单洞考考虑的开挖挖法成功经经验很少，，应慎重采采用。中导洞法开开挖均宜先先贯通中导导洞、浇筑筑中隔墙，，然后依次次开挖主洞洞。根据两侧主主洞开挖方方法的差异异中导洞法法又可细分分为“先左左洞后右洞洞开挖法””、“中导导洞-两侧下导洞洞开挖法””、“中导导洞-正洞台阶开开挖法”、、“中导洞洞-双侧壁三导导洞开挖法法”。图7-6先左洞后右右洞开挖法法示意图图7-7中导洞-正洞台阶开开挖法示意意图图7-8中导洞-双侧壁三导导洞开挖法法示意图（四）小净净距隧道施施工方法应综合考虑虑小净距隧隧道工程地地质、水文文地质条件件、隧道断断面形式、、尺寸、埋埋深、施工工机械设备备、工效、、工序转换换和工序配配合等因素素制定施工工单项技术术方案，方方案应遵循循“少扰动动、快加固固、勤量测测、早封闭闭”的原则则，将中岩岩柱的稳定定与加固作作为小净距距隧道的施施工重点，，严格贯彻彻设计意图图。先行洞的开开挖可采用用与分离隧隧道相同的的施工方法法，但应重重视爆破振振动对中岩岩柱的影响响。后行洞洞的开挖，，当采用中中隔壁法时时，宜先开开挖靠近中中岩墙侧。。图7-9先行洞全断断面法-后行洞台阶阶法示意图图图7-10先行洞台阶阶法-后行洞中隔隔壁法示意意图图7-11先行洞中隔隔壁法-后行洞中隔隔壁法示意意图1.合理分配建设投资2.动态设计施施工管理3.规避施施工质量通通病第八章隧隧道工程程建设管理理8隧道施工建设管管理

8.1合合理分分配建设投投资象重视工程程结构一样样重视超前前预报象重视主体体工程一样样重视附属属工程象重视建设设时期一样样重视运管管时期8隧道施工建设管管理

8.1合合理分分配建设投投资8.1.1象重视工程程结构一样样重视超前前预报由于本隧道道黄土状土土发育，对对黄土中溶溶洞和陷穴穴暂未有揭揭示。另外外，隧道穿穿越多条断断层破碎带带，尤其是是F7断层层规模较大大。这些不不良地质问问题均需要要在施工中中依靠超前前地质预报报进一步探探明验证，这对于降降低工程风风险、节约约工程造价价都大有益益处，这些些工作与工工程结构本本身同样重重要，由此此而付出的的经济代价价、工期代代价都是值值得的。8隧道施工建设管管理

8.1合合理分分配建设投投资8.1.2象重视主体体工程一样样重视附属属工程隧道防排水水的质量好好坏对主体体结构工程程有着至关关重要的影响响，尤其是是黄土隧道道中的防排排水工程，，如果防水水不利、排排水不畅，，在衬砌背背后形成较较大的水压压，使隧道道黄土围岩岩物理力学学性质发生生突变，围围岩荷载变变大，地基基承载力下下降，使隧隧道衬砌出出现变形裂裂缝、整体体沉降等诸诸多工程问问题，后期期处理难度度极大。8隧道施工建设管管理

8.1合合理分分配建设投投资8.1.2象重视主体体工程一样样重视附属属工程通风、照明明、消防、、配电等工工程使隧道道成为一个个安全、舒舒适、顺畅畅的通行环环境，其重重要性不亚亚于主体工工程结构。。相关设备备应满足技技术先进、、性能可靠靠、节约能能源、可维维护性强的的要求。8隧道施工建设管管理

8.1合合理分分配建设投投资8.1.3象重视建设设时期一样样重视运管管时期隧道工程与与其它工程程一样，同同样面临着着重建设轻轻管理的现现实。维修修养护工作作跟不上，，对于隧道道工程的运运营安全、、使用寿命命都会形成成很大影响响。运营管管理时期的的维修养护护成本是全全寿命周期期成本的重重要组成部部分，必须须加以重视视。8隧道施工建设管管理

8.2动动态设设计施工管管理选择合适的的方法进行行超前地质质预报加强对监控控量测数据据的分析管管理及时确定变变更方案跟踪验证实实施效果8隧道施工建设管管理

8.2动动态设设计施工管管理8.2.1选择合适的的方法进行行超前地质质预报针对可能存存在的黄土土溶洞、陷陷穴和断层层破碎带的的规模产状状等不良地地质问题，，应分别选选取超前水水平地质钻钻探和地震震波法、反反射波法、、地质雷达达法等一种种或几种综综合物探技技术进行超超前地质预预报。8隧道施工建设管管理

8.2动动态设设计施工管管理8.2.2加强对监控控量测数据据的分析管管理监控量测数数据应有专专人负责按按设计要求求进行采集集、整理、、分析，出出现异常时时应及时将将分析结果果报送业主主、总监办办和设设计计部部门门，，以以期期最最快快取取得得变变更更设设计计方方案案。。后后期期应应对对所所有有数数据据进进行行存存档档备备案案。。必必要要时时可可委委托托第第三三方方负负责责监监控控量量测测工工作作。。8隧道道施工工建建设设管管理理8.2动动态态设设计计施施工工管管理理8.2.3及时时确确定定变变更更方方案案在隧隧道道施施工工中中，，若若发发现现地地质质情情况况与与原原设设计计不不符符，，或或监监控控量量测测分分析析结结果果出出现现异异常常，，应应及及时时采采取取一一些些必必要要的的应应急急措措施施，，同同时时将将具具体体情情况况按按管管理理程程序序通通报报给给业业主主、、总总监监办办、、设设计计代代表表，，尽尽早早共共同同现现场场踏踏勘勘，，确确定定设设计计变变更更方方案案。。变变更更方方案案的的及及时时性性是是现现场场最最需需要要的的。。8隧道道施工工建建设设管管理理8.2动动态态设设计计施施工工管管理理8.2.4跟踪踪验验证证实实施施效效果果在设设计计变变更更方方案案实实施施的的过过程程中中，，应应时时刻刻注注意意是是否否有有新新的的不不利利情情况况出出现现，，必必要要时时重重新新调调整整变变更更方方案案。。在在变变更更方方案案实实施施后后，，应应通通过过支支护护结结构构内内力力、、变变形形等等监监控控量量测测数数据据分分析析验验证证变变更更方方案案实实施施的的效效果果。。8隧道道施工工建建设设管管理理8.3规规避避施施工工质质量量通通病病开挖挖前前期期开挖挖支支护护期期防排排水水设设施施安安装装期期二次次衬衬砌砌模模筑筑期期运营营设设备备安安装装期期8隧道道施工工建建设设管管理理8.3规规避避施施工工质质量量通通病病8.3.1开挖挖前前期期：：严格格控控制制管管棚棚、、小小导导管管的的施