暗挖隧道开挖支护课件讲义T54

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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UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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2.1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UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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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UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司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。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅳ、Ⅴ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：⑴开挖断面与作业空间大、干扰小；

⑵有条件充分使用机械，减少人力；

⑶工序少，便于施工组织与管理、改善劳动条件；⑷开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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：⑴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；

⑵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。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup

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：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十十一局局集团团城市市轨道道工程程有限限公司司2.2隧道台台阶开开挖法法2.2台阶法法：1、定义义：台台阶法法是先先开挖挖上半半断面面，待待开挖挖至一一定长长度后后同时时开挖挖下半半断面面，上上、下下半断断面同同时并并进的的施工工方法法；按按台阶阶长短短有长长台阶阶、短短台阶阶和超超短台台阶三三种。。2、适用用条件件：一一般适适用于于Ⅲ级围岩岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩岩在采采取必必要的的超前前支护护措施施稳定定开挖挖工作作面后后也可可选用用台阶阶法。。台阶阶法分分为二二台阶阶、三三台阶阶、三三台阶阶预留留核心心土法法等。。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十十一局局集团团城市市轨道道工程程有限限公司司2.2隧道台台阶开开挖法法施工特特点：：⑴有足足够的的工作作空间间和相相当的的施工工速度度；⑵上、、下台台阶作作业互互有干干扰；；⑶开挖挖虽增增加对对围岩岩的扰扰动次次数，，但台台阶有有利于于开挖挖面的的稳定定。图2.2.1台阶法法施工工UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法施工工要要求求：：⑴应应根根据据围围岩岩条条件件合合理理确确定定台台阶阶长长度度和和高高度度；；台台阶阶长长度度不不宜宜过过长长，，宜宜控控制制在在一一倍倍洞洞径径以以内内；；⑵台台阶阶形形成成后后，，各各台台阶阶开开挖挖、、支支护护宜宜平平行行作作业业；；⑶下下台台阶阶开开挖挖，，左左右右侧侧宜宜交交错错进进行行；；⑷循循环环进进尺尺应应根根据据围围岩岩地地质质条条件件和和初初期期支支护护钢钢架架间间距距合合理理确确定定。。Ⅲ级围围岩岩不不宜宜超超过过2.0m，Ⅳ级围围岩岩不不宜宜超超过过1.5m，Ⅴ级围围岩岩不不宜宜超超过过1m。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法软弱弱围围岩岩隧隧道道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级地地段段采采用用台台阶阶法法施施工工时时应应符符合合以以下下规规定定：：⑴上上台台阶阶每每循循环环开开挖挖支支护护进进尺尺Ⅴ、Ⅵ级围围岩岩不不应应大大于于1榀钢钢架架距距离离，，Ⅳ级围围岩岩不不得得大大于于2榀钢钢架架间间距距；；⑵边边墙墙每每循循环环开开挖挖支支护护进进尺尺不不得得大大于于2榀；；⑶仰仰拱拱开开挖挖前前必必须须完完成成钢钢架架锁锁脚脚锚锚杆杆，，每每循循环环开开挖挖进进尺尺不不得得大大于于3m；⑷隧隧道道开开挖挖后后初初期期支支护护应应及及时时封封闭闭成成环环，，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围围岩岩封封闭闭位位置置距距离离掌掌子子面面不不得得大大于于35m。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法施工工工工序序示示意意图图：：⑴二二台台阶阶UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法施工工工工序序示示意意图图：：⑵三三台台阶阶UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法施工工工工序序示示意意图图：：⑶三三台台阶阶预预留留核核心心土土UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法施工工工工艺艺流流程程图图：：⑴二二、、三三台台阶阶法法UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.2隧道道台台阶阶开开挖挖法法施工工工工艺艺流流程程图图：：⑵三三台台阶阶预预留留核核心心土土法法UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁铁十十一一局局集集团团城城市市轨轨道道工工程程有有限限公公司司2.3隧道中隔壁（（CD）开挖法2.3中隔壁法：1、定义：在软软弱围岩大跨跨度隧道中，，先开挖隧道道的一侧，并并施作中隔壁壁，然后再开开挖另一侧的的施工方法。。主要应用于于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬硬质岩地段以以及老黄土隧隧道（Ⅳ级围岩）地段段。2、适用条件：：一般适用于于Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋双双线隧道，软软弱围岩或三三线隧道采用用中隔壁法时时宜增设临时时仰拱。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.3隧道中隔壁（（CD）开挖法施工要求：⑴应先施工隧隧道的一侧，，施作中隔壁壁墙后再施工工隧道另一侧侧；中隔壁应应设置弧形；；⑵中隔壁法设设置临时仰拱拱时，临时仰仰拱宜设置为为弧形，各部部施工应步步步成环；⑶开挖时，同同层左右两侧侧沿纵向错开开10～15m，单侧开挖应应采用短台阶阶，台阶长度度3～5m；⑷开挖循环进进尺不宜大于于初期支护钢钢架设计间距距；⑸各分部宜采采用机械开挖挖，周边轮廓廓应圆顺，避避免应力集中中。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.3隧道中隔壁（（CD）开挖法施工工序示意意图：⑴中隔壁法UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.3隧道中隔壁（（CD）开挖法施工工序示意意图：⑵中隔壁法设设临时仰拱UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.3隧道中隔壁（（CD）开挖法施工工艺流程程图：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.4隧道双侧壁导导坑开挖法2.4双侧壁导坑开开挖法：适用条件：适适用于浅埋双双线或三线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩；施工要求：⑴开挖时应先先开挖隧道两两侧导坑，再再开挖中部剩剩余部分；⑵侧壁导坑形形状应近似椭椭圆形，导坑坑宽度为1/3隧道宽度；⑶侧壁导坑、、中部开挖应应采用短台阶阶（3～5m），必要时预预留核心土；；⑷侧壁导坑开开挖应超中前前部10～15m；⑸拱部与两侧侧壁间的钢架架应定为准确确、连接牢靠靠。图2.4.1双侧壁导坑开开挖UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.4隧道双侧壁导导坑开挖法施工工序示意意图：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.4隧道双侧壁导导坑开挖法施工工艺流程程图：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司2.5本标采用的开开挖方法1、里程：DK14+916.998～DK16+569.474开挖工法：台台阶法、台台阶法加临时时仰拱法、全全断面开挖法法;2、里程：DK19+744.000～DK19+780开挖工法：中中隔壁（CD）开挖法;3、里程：GDK18+081.601～GDK18+139.931GDK18+212.931～GDK18+297.266开挖工法：CRD+台阶开挖法。。增加的内容UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3隧道初期支护护1、定义：隧道开挖后，，为控制围岩岩应力适量释释放和变形，，增加结构安安全度和方便便施工，隧道道开挖后立即即施作刚度较较小并作为永永久承载结构构一部分的结结构层，称为为初期支护。。2、一般规定：：⑴隧道支护、、衬砌施工时时，中线、水水平、断面和和净空尺寸应应符合设计要要求，并不得得侵入隧道建建筑限界，放放样时可将设设计的轮廓线线扩大5cm;⑵隧道施工应应根据设计文文件，结合现现场实际情况况，对特殊岩岩土和不良地地质地段进行行分析研究，，制定支护方方案。⑶隧道超挖部部分应采用喷喷射混凝土或或衬砌混凝土土回填；⑷初期支护与与围岩成为整整体支护体系系，防水层、、衬砌应与初初期支护紧密密贴合。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3隧道初期支护护初期支护工序序流程：开挖后初喷砼砼→超欠挖检检查、处理→→系统支护施施工→径向向、超前锚杆杆安装→复喷喷砼至设计厚厚度→二衬施施工UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1超前支护1、目的：用以提高围岩岩强度、自稳稳和止水能力力。2、超前支护的的主要方式：：⑴预注浆⑵超前小导管⑶超前锚杆⑷超前管棚UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.1预注浆注浆工艺流程程图注浆方式及适适用岩层：⑴全孔一次性性注浆：适用于孔深小小于6m或地层裂隙较较均匀的地层层；⑵分段前进式式注浆：适用于裂隙发发育或破碎难难以成孔的岩岩层；⑶分段后退式式注浆：适用于围岩局局部破碎，但但是可以成孔孔的岩层。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.1预注浆图3.1.1-后退式注浆机机注浆UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.1预注浆钻孔作业要求求：⑴钻孔顺序宜宜根据注浆目目的合理安排排；⑵注浆长度或或深度按设计计要求并视水水文地质情况况合理调整；；⑶钻机安装应应平稳，钻杆杆中心线与设设计注浆孔中中心线应吻合合，钻孔孔底底偏差值满足足下表要求；；注：L—孔深⑷根据水文、、地质情况明明确空口管的的埋设时机，，并做好施工工记录。项目注浆孔检查孔其他孔允许偏差≤1/40L≤1/80L≤1/60LUrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.2超前小导管超前小导管施施工工艺流程程小导管设置要要求：⑴沿隧道拱部部均匀布设；；环向间距应应该符合设计计要求，宜为为30~50cm;外插角宜为10°~15°;⑵小导管应按按设计长度施施作，应大于于2倍循环进尺，，宜为3.5~5.0m，搭接长度不不小于1.0；⑶应与钢架构构成联合支护护。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.2超前小导管小导管材质、、直接要求：：宜采用Φ42mm的无缝钢管，，前端做成圆圆锥形，在后后焊接钢筋箍箍，整体布设设梅花形溢浆浆孔。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.2超前小导管小导管钻孔、、安设要求：：⑴采用引孔顶顶入法；⑵钻孔方向应应顺直；⑶钻孔深度和和直径应与导导管匹配；⑷钻孔采用吹吹孔法清孔。。⑸小导管口应应安装孔口阀阀门，外漏长长度不宜小于于30cm。小导管注浆要要求：⑴采用注浆泵泵注浆，为加加速注浆，可可安装分浆器器同时多管注注浆；⑵配制好的浆浆液应在规定定时间内注完完，随配随用用；⑶注浆顺序为为由上到下、、浆液先稀后后弄；⑷注浆压力应应符合设计要要求，使浆液液充满钢管及及其周围的空空隙。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.2超前小导管图3.1.3-超前小导管施施工UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.1.3其他超前支护护隧道开挖掌子子面自稳能力力差，易坍塌塌应采用喷射射混凝土封闭闭、锚杆加固固等形式，并并应符合下列列要求：⑴掌子面喷混混凝土加固应应在开挖后立立即经行，厚厚度不小于10cm；⑵锚杆加固宜宜采用玻璃纤纤维锚杆或其其他易拆除的的锚杆。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.2喷射混凝土喷射混凝土工工艺流程图：：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局集集团城市轨道道工程有限公公司3.2喷射混凝土土图3.2.1-喷射混凝土土施工UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局局集团城市市轨道工程程有限公司司3.2喷射混凝土土图3.2.2-喷射混凝土土成型UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一局局集团城市市轨道工程程有限公司司3.2喷射混凝土土一般要求：：⑴软弱围岩及及不良地质质隧道喷射射混凝土应应采用湿喷喷工艺，特特殊地质条条件下不能能湿喷时需需另行设计计；⑵喷混凝土应应与岩面、、钢架、钢钢筋网密贴贴，不得留留有空洞和和间隙，初初期支护与与围岩应成成为整体支支护体系；；⑶喷混凝土满满足设计的的初期强度度、长期强强度、厚度度及其与围围岩面粘结结力要求；；⑷喷混凝土配配合比应满满足设计强强度和喷射射工艺的要要求，并通通过试喷确确定。（水水胶比不大大于0.5，水泥用量量不宜小于于400kg/m3）。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一一局集团团城市轨轨道工程程有限公公司3.2喷射混凝凝土喷射混凝凝土施工工作业要要点：⑴初喷混凝凝土厚度度一般为为4～5cm；⑵分区段、、分片进进行，沿沿隧道纵纵向分段段以1.5-2.5m为宜，每每片面积积，其长长、宽以以0.6-1.2m为宜；⑶采用“S”型由下下而上进进行喷射射，纵向向由工作作面齐头头向外进进行；⑷隧道为Ⅴ级围岩地地段，喷喷射作业业应紧跟跟开挖面面；⑸有渗水地地段，应应先由无无水或少少水处向向多水处处推进，，将渗水水挤压汇汇集后，，用导管管把水排排走，再再行最后后封闭。。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一一局集团团城市轨轨道工程程有限公公司3.3砂浆锚杆杆砂浆锚杆杆施工工工艺流程程：UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一一局集团团城市轨轨道工程程有限公公司3.3砂浆锚杆杆砂浆锚杆杆钻孔要要求：⑴钻孔机机具应根根据锚杆杆类型、、规格及及围岩情情况选择择；⑵钻孔应应按设计计定出孔孔位、其其允许偏偏差为±15cm;⑶钻杆应应保持直直线，宜宜与其所所在部位位的围岩岩主要结结构面垂垂直；⑷钻孔深深度及直直径应与与杆体相相匹配。。砂浆锚杆杆安装要要求：⑴采用引孔孔顶入法法的锚杆杆时安装装前清洗洗锚杆孔孔中的水水和渣⑵中空注浆浆锚杆和和自进式式锚杆应应检查杆杆体中孔孔和钻头头的水孔孔是否流流畅；⑶锚杆应安安装垫板板，在砂砂浆体的的强度达达到10Mpa后,垫板应用用螺帽上上紧与喷喷层面紧紧贴，未未接触部部位必须须楔紧；；⑷锚杆安设设后不得得随意敲敲击，填填充砂浆浆终凝前前其端部部不得悬悬挂重物物；⑸锚杆的长长度、粘粘结材料料饱满度度等可采采用无损损检测。。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一一局集团团城市轨轨道工程程有限公公司3.4钢筋网钢筋网施施工要求求：⑴钢筋网片片应按设设计网格格尺寸在在加工厂厂集中制制作，钢钢筋网片片尺寸的的大小应应方便运运输和安安装；⑵钢筋网在在初喷混混凝土后后铺挂，，使其与与喷射混混凝土形形成一体体；⑶采用双层层钢筋网网时，第第二层钢钢筋网应应在第一一层钢筋筋网被混混凝土覆覆盖后铺铺设，其其覆盖厚厚度不小小于3cm。⑷钢筋网搭搭接长度度应为1～2个网格，，应与锚锚杆或其其他固定定装置连连接牢靠靠；⑸钢筋保护护层厚度度不得小小于2cm。UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中铁十一一局集团团城市轨轨道工程程有限公公司3.4钢筋网图3.4.1-钢筋网片片UrbanMassTransitEngineeringCo.,LtdofChinaRailway11thConstructionBureauGroup中