隧道施工第三章隧道施工方法介绍

第三章隧道施工方法本章学习的内容：熟悉隧道的施工方法，熟悉矿山法施工的原则，掌握全断面、台阶法、分部开挖法的适用范围、施工正面图和侧面图，掌握隧道洞口的施工和明洞的施工方法。洞门和衬砌的构造和类型；了解隧道施工的特点。重难点：重点：矿山法施工原则，全断面、台阶法、分部开挖法的正面图和侧面图以及明洞的施工方法。难点：各种开挖方法的正面和侧面图。1隧道的施工方法介绍2洞身开挖方法3洞口和明洞施工目录3.1隧道施工方法介绍（视频）一、各种施工方法介绍1、矿山法（传统矿山法和新奥法）2、明挖法3、掘进机法（TBM掘进机法和盾构法）4、沉管法5、盾构法一、各种施工方法介绍1、矿山法实质上就是钻眼爆破采用控制爆破技术采用钻眼台车进行钻眼锚喷支护作为主要支护手段一、各种施工方法介绍2、明挖法将隧道上方土体挖成路堑在路堑上做衬砌结构隧道上方回填土石一、各种施工方法介绍3、掘进机法——TBM掘进机法适用坚硬的岩石采用TBM掘进机不用爆破，安全速度快一、各种施工方法介绍3、掘进机法——盾构法适用软土、流沙、淤泥等软岩采用盾构机盾壳支撑地层，安全性高速度快一、各种施工方法介绍4、沉管法适用海底隧道预制管段管段下沉管段连接回填二、隧道施工特特点1、隐蔽性大2、作业的循环性性强3、作业空间有限限4、作业的综合性性强5、施工过程的动动态性6、作业环境差7、作业风险大8、气候影响小三、隧道施工方方法选择（视频）1、隧道所处的工工程地质和水文文条件。2、工程的重要性性，一般由工程程的规模、使用用上的特殊要求求以及工期的缓缓急体现出来。。3、施工技术条件件和机械装备状状况，这是决定定施工方案的客客观条件。4、施工中动力和和原材料供应情情况。5、工程投资和运运营后的社会效效益和经济效益益。6、施工安全状况况。7、有关污染、地地面沉降等环境境方面的要求和和限制。四、什么是矿山山法（新奥法））以控制爆破或机机械开挖为主要要掘进手段，以以锚杆、喷射混混凝土为主要支支护方法，理论论、量测和经验验相结合的一种种施工方法，同同时，又是一系系列指导隧道设设计和施工的原原则。矿山法施工原则则“少扰动、早喷喷锚、紧封闭、、勤量测”五、矿山法施工工流程厦门翔安海底隧隧道大瑶山隧道六、矿山法施施工典型隧道3.2隧道洞身开挖方方法方法1方法2方法3全断面法台阶法分部开挖法一、全断面法（（视频）1、定义设计轮廓将整个个断面一次开挖挖成型一、全断面法2、适用范围和优优缺点适用范围双线铁路隧道ⅠⅠ~Ⅱ级围岩单线铁路隧道ⅠⅠ~Ⅲ级围岩必须具备大型施施工机械优缺点优点：钻爆施工效率高高施工速度快缺点：用药量大引起震动大测量放样装药、爆破通风排烟布置炮眼找顶排险出渣运输初期支护防排水系统施工二次衬砌全断面法工艺流程程一、全断面法一、全断面法3、施工要点各工序机械设备要要配套：机械设备在尺寸、、性能和生产能力力上要相互配合。。加强各种辅助施工工方法的设计和施施工检查：加强支护后围岩的的动态量测与监控控。重视和加强对施工工操作人员的技术术培训：推广新技术，不断断提高工效在选择支护类型时时，应优先考虑锚锚杆和喷混凝土、、挂网、拱架等支支护型式二、台阶法1、定义将断面分为上、下下两部分，两次开开挖成型，通常是是上半断面超前下下半断面形成台阶阶。二、台阶法2、台阶法的特点台阶分类台阶长度施工干扰支护闭合时间适用范围长台阶（视频）L>5B小长全断面开挖面不能稳定情况短台阶（视频）1.5B<L<5B大较短Ⅳ级围岩常用超短台阶（视频）L<1.5B最大短土质及膨胀岩二、台阶法3、台阶法的其他演演化形式二、台阶法3、台阶法的其他演演化形式二、台阶法4、台阶长度的选择择(1)初次支护形成闭合合断面的时间要求求，围岩越差，闭闭合时间要求越短短；(2)上断面施工所用的的开挖、支护、出出碴等机械设备施施工场地大小的要要求。软弱围岩中应以前前一条件为主，确确保施工安全。在在围岩条件较好时时，只要考虑后一一条件。三、弧形导坑预留留核心土（视频）1、定义将断面分为上、下下两部分，上、下下断面预留核心土土。三、弧形导坑预留留核心土2、弧形导坑预留核核心土工序图三、弧形导坑预留留核心土3、适用条件和优缺缺点适用条件：适用于土质和易坍坍塌的软弱围岩中中优点：减少上下端面干扰扰；施工速度较快快缺点：分块多，闭合时间间长，变形增大四、三台阶七步开开挖法（视频）1、定义将断面分为上、中中、下三个台阶，，上、中、下台阶阶都预留核心土。。四、三台阶七步开开挖法2、工序图案例：郑西客运专线凤凰凰岭隧道、潼洛川川隧道等Ⅳ级围岩老黄土地段段采用三台阶七步步开挖法施工三台阶七步开挖法法四、三台阶七步开开挖法四、三台阶七步开开挖法3、施工要点（1）机械开挖为主，，各分部平行开挖挖、步步成环（2）仰拱紧跟，及时时闭合（3）加强监控控量测（4）完善洞内内临时排水水系统四、三台阶阶七步开挖挖法4、适用条件件和优缺点点适用条件：：一定自稳条条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩优点：施工灵活、、工效较高高缺点：分块多，闭闭合时间长长，变形增增大五、双侧壁壁导坑法（（视频）1、定义将断面分为为左右两个个侧壁和中中间核心土土，先开挖挖左右侧壁壁，施做初初期支护，，再采用台台阶法开挖挖中部核心心土。五、双侧壁壁导坑法2、工序图五、双侧壁壁导坑法超前支护后后，开挖1部，锚、喷、、网、钢拱拱架联合支支护，中隔隔墙临时支支护、临时时仰拱支护护，尽快成成环。与1部错开合适适的台阶长长度，开挖2部，锚、喷、、网、钢拱拱架联合支支护，中隔隔墙临时支支护、仰拱拱支护，尽尽快成环。。开挖3部，锚、喷、、网、钢拱拱架联合支支护，中隔隔墙临时支支护、临时时仰拱支护护，尽快成成环。五、双侧壁壁导坑法与3部错开合适适的台阶长长度，开挖4部，锚、喷、、网、钢拱拱架联合支支护，中隔隔墙临时支支护、仰拱拱支护，尽尽快成环。。分部开挖5部，预留核心心土，及时时架设拱部部钢架、锚锚喷网支护护、临时仰仰拱支护，，尽快成环环。与5部错开合适适的台阶长长度，分部开挖6部，及时仰拱拱支护，使使整个仰拱拱尽快封闭闭成环。案例：郑西客运专专线秦东隧隧道进口段段Ⅴ级围岩、高高桥隧道下下穿既有铁铁路地段均均采用双侧侧壁导坑法法施工。双侧壁导坑坑法五、双侧壁壁导坑法3、施工要点点（1）挖掘机与与人工配合合（2）侧壁导坑坑开挖后计计算封闭成成环（3）加强监控控量测（4）两侧临时时排水沟做做好五、双侧壁壁导坑法4、适用条件件和优缺点点适用条件：：Ⅴ、Ⅵ级围岩浅埋埋偏压洞口口地段优点：每一步闭合合成环，安安全性好缺点：速度慢、成成本高五、双侧壁壁导坑法六、中隔壁壁法1、定义将隧道分为为左右部分分开挖，先先在隧道一一侧采用二二部或三部部分层开挖挖，施做初初期支护和和中隔壁，，在分台阶阶开挖另一一侧，并做做相应支护护。2、工序图六、中隔壁壁法3、施工要点点（1）上导坑的的循环进尺尺控制在1榀钢架间距距（2）左右两侧侧开挖纵向向间距不大大于15m（3）配备小型型机械设备备，提高开开挖效率（4）中隔壁拆拆除滞后仰仰拱六、中隔壁壁法4、适用条件件和优缺点点适用条件：：Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道道，也可用用于浅埋优点：变大跨为小小跨，沉降降小，安全全可靠缺点：速度慢、成成本高六、中隔壁壁法七、交叉中中隔壁法1、定义将隧道分为为左右部分分开挖，先先分部开挖挖隧道一侧侧施做初期期支护、中中隔板中隔隔壁，并封封闭成环，，在分布开开挖另一侧侧，完成隔隔板施工，，使隧道封封闭成环。。2、工序图七、交叉中中隔壁法3、施工要点点（1）先行施工工部位的临临时仰拱应应有向下的的弧度（2）各部分开开挖自上而而下（3）及时施做做初期支护护、中隔壁壁、临时仰仰拱，步步步成环（4）缩短各部部分开挖面面的距离，，使支护及及早闭合七、交叉中中隔壁法4、适用条件件和优缺点点适用条件：：Ⅴ、Ⅵ级围岩，浅浅埋、偏压压及洞口优点：步步成环、、沉降小，，安全可靠靠缺点：速度慢、成成本高七、交叉中中隔壁法案例：郑西客运专专线秦东隧隧道出口新新黄土段（（Ⅴ级围岩）和和穿越远望望沟段采用用“CRD法”施工工CRD工法七、交叉中中隔壁法不做临时仰仰拱不能步步成成环开挖后地表表沉降较小小安全性好做临时仰拱拱步步成环开挖后地表表沉降小安全性更好好七、交叉中中隔壁法4、CD和CRD区别CD法CRD法3.3洞口和明洞洞施工一、洞口施施工1、洞口施工工内容边、仰坡土土石方开挖挖；边、仰坡防防护；端墙、翼墙墙等洞门圬圬工；洞口排水系系统；洞口段衬砌砌等。一、洞口施施工2、洞口施工工工艺流程程一、洞口施施工3、洞口施工工要点（1）洞口支挡挡工程应结结合土石方方开挖一并并完成。（2）洞门衬砌砌拱墙应与与洞内相连连的拱墙同同时施工，，连成整体体。（3）洞门端墙墙的砌筑与与墙背回填填应两侧同同时进行，，防止对衬衬砌边墙产生偏偏压。（4）洞门衬砌砌完成后，，及时处治治洞门上方方仰坡脚受受破坏处。。二、明洞洞施工方法法1、定义将隧道上方方的土体移移走，形成成路堑，在在挖好的路路堑上做衬衬砌，最后后在回填土土石，加以以掩盖和防防护的隧道道称为明洞洞。2、适用条件件洞顶覆盖层层薄，难以以用暗挖法法修建隧道道的地段；；受塌方、落落石、泥石石流等威胁胁的隧道洞洞口或路堑堑地段；公路、铁路路、沟渠等等必须在铁铁路上方通通过，但不不宜修建隧隧道、立交桥或涵渠渠时。为保护洞口口的自然景景观而延伸伸隧道长度度时二、明洞洞施工方法法二、明洞洞施工方法法三、明洞洞的施工方方法1、全部明挖挖先墙后拱拱法三、明洞洞的施工方方法2、上部明挖挖先拱后墙墙法三、明洞洞的施工方方法3、部分明挖挖拱墙交错错法四、明洞施施工要求1、开挖前要要做好全部部临时排水水系统；适适当选用施施工方法；；要按设计计正确测定定中线和标标高，放好好边桩和内内、外墙的的位置。2、认真处理理基础。3、明洞衬砌砌其拱圈要要按断面要要求，制作作定型挡头头板、外模模和骨架，，并防止走走模。五、回填土土石（1）当墙背垂垂直开挖，，超挖数量量较小时，，应采取与与边墙相同同的材料同同时灌注；；超挖数量量较大时，，应用浆砌砌片石回填填；（2）由墙底起起坡开挖或或在已成路路堑增建明明洞时，必必须按设计计要求办理理，不得任任意抛填土土石；（3）墙后有排排水设施时时，应与回回填同时施施工，并