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文档简介
隧道工程第10章隧道施工基本方法学习本章目的:(1)掌握新奥法隧道施工的基本方法;(2)掌握不良地质隧道的施工方法;(3)掌握隧道开挖方法和主要支护手段。第10章隧道施工基本方法10.1概述10.2新奥法施工10.3传统的矿山法10.4不良地质条件下隧道施工10.5隧道开挖10.6隧道支撑及衬砌施工10.1概述1、隧道工程特点2、隧道施工应遵循的基本精神和原则3、隧道施工方法及其选择
4、隧道施工技术的发展
1、隧道工程特点隧道施工过程通常包括:在地层中挖出土石,形成符合设计轮廓尺寸的坑道;进行必要的初期支护和砌筑最后的永久衬砌,以控制坑道围岩变形,保证隧道长期地安全使用。其特点可归纳如下:⑴隧道工程全部为隐蔽工程,工程地质和水文十分重要,甚至起决定性的作用;⑵公路隧道是一个形状扁平的建筑物,施工工作面少(正常情况下只有进、出口两个工作面),工期较长;⑶施工环境差,采取有效措施加以改善;⑷工程施工不受季节变换及气候变化的影响;⑸施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中,往往远离既有交通线,运输不便,供应困难;⑹公路隧道埋设于地下,一旦建成就难以更改,所以,除了事先必须审慎规划和设计外,施工中还要做到不留后患。2、隧道施工应遵循的基本精神和原则
⑴在施工中必须充分保护围岩,避免过渡破坏和损伤遗留围岩的强度,使暴露的围岩尽量保留既有的质量,因此,采用控制爆破技术是必要的;⑵为了充分发挥围岩的承载力,应允许并控制围岩的变形●允许围岩变形达到不在围岩中形成松弛的量级;●必须限制围岩变形,使围岩不会过渡松弛而丧失或大大降低承载力;⑶变形的控制主要通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的。因此,在施工中必须合理决定:①支护结构的类型②支护结构参与工作的时间③各种支护手段的相互配合④底部封闭时间⑤1次掘进长度等等;⑷必须在施工中进行行实地量测监控,,及时提出可靠的的、足够数量的量量测信息,以指导导施工和设计;⑸在施工过程中,必必须建立设计-施施工检验-地址预预测-量测反馈--修正设计的一体体化的施工管理系系统,以不断的提提高和完善隧道施施工技术⑹选择支护手段,一一般应选择大面积积、牢固的与围岩岩紧密接触的、能能及时施设和应变变能力强的支护手手段;●多采用喷砼、并与与锚杆、金属网联联合使用;●要与钢支撑或格栅栅等配合使用;●临时仰拱也是重要要的、不容忽视的的支护手段;⑺在可能的条件下,,应尽量采用全断断面或大断面分部部的开挖方法;⑻在任何情况下,使使隧道断面能在较较短时间内闭合是是极为重要的;●必须改变“重视上上部结构、忽视底底部结构”的观点点;●应尽量采用能先修修筑仰拱(或临时仰拱)或铺底的施工方法法;⑼为保证二次衬砌的的质量和整体性,,在任何情况下,,都应采用先墙后后拱的施工顺序。。3、隧道施工方法及及其选择⑴隧道施工方法一个多世纪以来,,世界各国的隧道道工作者在实践中中已经创造出能够够适应各种围岩的的多种隧道施工方方法。习惯上将它它们分成为:矿山法、掘进机法法、沉管法、顶进进法、明挖法等。①矿山法因最早应用于矿石石开采而得名,它它包括上面已经提提到的传统方法和和新奥法。由于在在这种方法中,多多数情况下都需要要采用钻眼爆破进进行开挖,故又称称为钻爆法。有时时为了强调新奥法法与传统矿山法的的区别,而将新奥奥法从矿山法中分分出另立系统。②掘进机法包括隧道掘进机((TunnelBoringMachine,简写为T.B.M.)法和盾构掘进进机法。③沉管法、顶进法、、明挖法则是用来来修建水底隧道、、地下铁道、城市市市政隧道等,以以及埋深很浅的山山岭隧道。⑵施工方法选择需要要考虑的因素①工程的重要性。一一般由工程的规模模、使用上的特殊殊要求,以及工期期的缓急体现出来来;②地质和水文条件,,其中包括围岩岩级别、地下水及及不良地质现象等等●围岩级别是对围岩岩工程性质的综合合判定,对施工方方法的选择起着重重要的甚至决定性性的作用;③施工技术条件和机机械装备状况实践证实,施工条条件是决定施工方方法的最基本的因因素,它包括一个个施工队伍所具备备的施工能力、素素质以及管理水平平。④施工中动力和原材材料供应情况;⑤隧道的横断面积隧道横断面的形状状和尺寸,对施工工方法选择也有一一定的影响。⑥隧道的埋深隧道的埋深与围岩岩的初始应力场及及多种因素有关,,在同样的地质条条件下,由于埋深深不同,施工方法法也有很大差异。。⑦工期作为设计条件之一一的工期,在一定定程度上会影响基基本施工方法的选选择。因此,工期期决定了在均衡生生产的条件下,对对应配备的开挖、、运输等综合生产产能力的基本要求求,即对施工均衡衡速度、机械化水水平和管理模式的的要求。⑧施工中动力和原材材料供应情况;⑨工程投资与运营后后的社会效益和经经济效益;⑩施工安全状况,⒒有关污染、地面沉沉降等环境方面的的要求和限制。当隧道施工对周围围环境产生不良影影响(如爆破震动、地表表下沉、噪声、地地下水条件的变化化等)时,环境条件也成成为选择隧道施工工方法的重要因素素之一,在城市条条件下,甚至会成成为选择施工方法法的决定性因素。。应该看到隧道施工工方法的选择,是一项“模糊”的的决策过程,它依赖于有关人人员的学识、经验验、毅力和创新精精神。对于重要工工程则需汇集专家家们的意见,广泛泛论证。必要时应应当开挖试验洞对对理论方案进行实实践验证。从目前我国公路隧隧道发展趋势来看看,在今后很长一一段时间内,仍以以采用新奥法为主主,这也符合世界界潮流。4、隧道施工技术的的发展从改革、开放以来来,我国铁路、公公路、水电站等隧隧道工程的发展又又进入了一个新的的时期,这不仅表表现在隧道数量的的增加,也表现在在隧道长度的突破破。隧道技术的发发展,面临一个新新的机遇和挑战,,从目前的工程实实际,在今后很长长一段时间内,钻钻爆法仍然是修建建山岭隧道的主流流,因此,改造和和完善钻爆法及其其相关技术,仍然然是刻不容缓的,,必须及时总结经经验,适应形式发发展要求。4、隧道施工技术术的发展为了适应我国山山岭隧道工程发发展的需要并结结合隧道工程技技术的发展趋势势,目前施工中中,必须予以关关注的问题是::⑴隧道施工方法的的标准化、模式式化;⑵不断提高单一工工作面的掘进速速度,减少辅助助工程数量,控控制超欠挖⑶改善地下作业环环境,提高施工工效率,减少灾灾害事故的发生生;⑷重视工程质量,,加强施工阶段段质量检测,以以减轻隧道运营营后的维修养护护工作量;⑸施工中的灾害预预测、预防与控控制;⑹不断提高施工管管理水平,从多多方面降低工程程成本,提高地地下工程可持续续发展的效应,,使之适应技术术发展的需求。。实质上,这几点点也就是衡量隧隧道施工水平的的重要标志,我我们与一些发达达国家的技术相相比,其差距也也就在此。10.2新奥法施工1963年,由奥地利学学者L·腊布兹维奇教授授命名为“新奥奥地利隧道施工工法(NewAstriaTunnellingMethod)”,简称“新奥奥法(NATM)”正式出台。。它是以控制爆爆破或机械开挖挖为主要掘进手手段。10.2新奥法施工10.2新奥法施工以锚杆、喷射混混凝土为主要支支护方法,通过过监测控制围岩岩的变形,动态态修正设计参数数和变动施工方方法的一种隧道道施工方法,其核心内容就是是充分发挥围岩岩的自承能力。新奥法施工,按按其开挖断面的的大小及位置,,基本上又可分分为:全断面法法、台阶法、分分部开挖法三大大类及若干变化化方案。1、全断面开挖方方法:按隧道设计轮廓廓线一次爆破成成型的施工方法法,适用于较完完整的、坚硬围围岩,如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩。全断面开挖法工工作面设备布置置⑴开挖施工程序①用钻孔台车,钻钻眼,然后装药药、联接导火线线;②退出钻孔台车,,引爆炸药,开开挖出整个隧道道断面;③排除危石,安设设拱部锚杆和喷喷第一层混凝土土;④用装碴机将石碴碴装入出碴车,,运出洞外;⑤安设边墙锚杆和和喷混凝土;⑥必要时可喷拱部部第二层混凝土土和隧道底部混混凝土;⑦开始下一轮循环环;⑧在初期支护变形形稳定后,或按按施工组织中规规定日期灌注内内层衬砌。⑵全断面开挖的优优点●工序少,相互干干扰少,便于组组织施工和管理理;●工作空间大,便便于大型机械化化施工;●施工进度高,目目前,我国公路路隧道一般都能能保持月进成洞洞平均150m左右,高者已接接近300m/月。●施工环境较好⑶采用全断面法应应注意下列问题题:●摸清开挖面前方方的地质情况,,随时准备好应应急措施,以确确保施工安全;;●各种施工机械设设备务求配套,,以充分发挥机机械设备的效率率;●加强各项辅助作作业,尤其加强强施工通风,保保证工作面有足足够新鲜空气;;●加强对施工人员员的技术培训,,增强施工人人员对新奥法的的理解2、台阶法台阶法中包括长长台阶法、短台台阶法和超短台台阶法等三种,,其划分一般是是根据台阶长度度来决定的。●适用条件跨度较大,围岩岩较破碎的情况况。●选择何种台阶法法,取决于以下下条件:★初期支护形成闭闭合断面的时间间要求,围岩越越差,闭合时间间要求越短;★上断面施工所用用的开挖、支护护、出碴等机械械设备对施工场场地大小的要求求。⑴长台阶法是将断面分成上上半断面和下半半断面两部分进进行开挖,上、、下断面相距较较远,一段上台台阶超前50m以上或大于5倍洞跨。●其纵向工序布置置和机械配置如如图所示●适用条件:适用范围较全断断面法广泛,凡凡是在全断面法法中开挖面不能能自稳,但围岩岩坚硬不用底拱拱封闭断面的情情况,都可采用用长台阶法。⑵短台阶法分成上下两个断断面进行开挖,,两个断面相距距较近,一般上上台阶长度小于于5倍但大于1~1.5倍洞跨。上下断断面采用平行作作业。●适用条件适用范围很广,,Ⅰ-Ⅴ级围岩都能采用用,尤其适用于于Ⅳ、Ⅴ级围岩,是新奥奥法施工中主要要采用的方法之之一。●优点:短台阶法可缩短短支护结构闭合合的时间,改善善初期支护的受受力条件,有利利于控制隧道收收敛速度和量值值●缺点上台阶出碴时对对下半断面施工工的干扰较大,,不能全部平行行作业。●采用短台阶法时时应注意下列问问题:①初期支护的全断断面闭合应在距距开挖面30m以内,或距开挖挖上半断面开始始的30天内完成。②初期支护变形、、下沉显著时,,要提前闭合;;③要研究在保证施施工机械正常工工作的前提下台台阶的最小长度度。⑶超短台阶法这种方法也是分分成上下两部分分,但上台阶仅仅超前3~5m,只能采用交替替作业。●适用条件超短台阶法适用用于膨胀性围岩和土土质围岩,要求及早闭合合断面的场合。。也适用于机械化化程度不高的各各类围岩地段。。●优点:超短台阶法初期期支护全断面闭闭合时间更短,,更有利于控制制围岩变形。在在城市隧道施工工中,能更有效效地控制地表沉沉陷。●缺点上下断面相距较较近,机械设备备集中,作业时时相互干扰较大大,生产效率较较低,施工速度度较慢。●超短台阶法施工工时应注意以下下问题:在软弱围岩中施施工时,应特别别注意开挖工作作面的稳定性,,必要时可采用用辅助施工措施施,如向围岩中中注浆或打入超超前水平小钢管管,对开挖面进进行预加固或预预支护。⑷下半台阶开挖需需要注意:●下半断面的开挖挖(又称落底))应在上半断面面初期支护基本本稳定后进行;;采用单侧落底底或双侧交错落落底,避免上部部初期支护两侧侧同时悬空;●下部边墙开挖后后必须立即喷射射混凝土,并按按规定做初期支支护。●量测工作必须及及时,以观察拱拱顶、拱脚和边边墙中部位移值值,当发现速率率增大,应立即即进行底(仰))拱封闭,或缩缩短进尺,加强强支护,分割掌掌子面等。3、分部开挖法分部开挖法可分分为三种变化方方案:台阶分部部开挖法、单侧侧壁导坑法、双双侧壁导坑法⑴台阶分部开挖法法(弧形导坑法)又称环形开挖留留核心土法,一一般将断面分成成为环形拱部(图中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分。环形开挖进尺为为0.5-1.0m,不宜过长。上上部核心土和下下台阶的距离,,一般为1倍洞跨。分部开挖法3/7/202368CRD工法超浅埋大跨跨度施工技术三线大跨双侧壁壁导坑施工导洞开挖导坑超前+扩挖挖爆破法3/7/202372小型掘进机机+扩挖爆爆破法日本在1968~1969首次在惠那那山隧道的的4.45m导坑开挖中中采用了TBM,约掘进1000m。之后在三车车道的舞子子隧道用于于开挖直径径5.0m的运输坑道道,岩层的的单轴抗压压强度是100~250MPa的花岗岩,,平均掘进进速度是1.0~1.7m/h,共掘进2400m。●适用条件这种方法适适用于一般土质或或易坍塌的的软弱围岩岩中。●优点:与超短台阶阶法相比,,台阶长度度可以加长长,减少上上下台阶施施工干扰;;而与下述述的侧壁导导坑法相比比,施工机机械化程度度较高,施施工速度可可加快。●台阶分部开开挖时应注注意下列问问题:开挖中围岩岩要经受多次扰动,断面分块块多,支护护结构形成成全断面封封闭的时间间长,这些些都有可能能使围岩变变形增大。。⑵单侧壁导坑坑法这种方法一一般是将断断面分成三三块:侧壁壁导坑(1)、上台阶(2)、下台阶(3)。侧壁导坑坑尺寸应本本着充分利利用台阶的的支撑作用用,并考虑虑机械设备备和施工条条件而定。。一般侧壁壁导坑宽度度不宜超过过0.5倍洞宽,高高度以到起起拱线为宜宜。●适用条件单侧壁导坑坑法是将断断面横向分分成3块或4块,每步开开挖的宽度度较小,而而且封闭型型的导坑初初期支护承承载能力大大,所以,,单侧壁导导坑法适用用于断面跨跨度大,地地表沉陷难难于控制的的软弱松散散围岩中。。⑶双侧壁导坑坑法这种方法又又称眼镜工工法,一般般是将断面面分成四块块:左、右右侧壁导坑坑(1)、上部核心心土(2)、下台阶(3)。导坑尺寸寸拟定的原原则同前,,但宽度不不宜超过断断面最大跨跨度的1/3。左、右侧侧导坑错开开的距离,,应根据开开挖一侧导导坑所引起起的围岩应应力重分布布的影响不不致波及另另一侧已成成导坑的原原则确定。。●适用条件当隧道跨度度很大,地地表沉陷要要求严格,,围岩条件件特别差,,单侧壁导坑坑法难以控控制围岩变变形时,可可采用双侧侧壁导坑法法。现场实测测表明,双双侧壁导坑坑法所引起起的地表沉沉陷仅为短短台阶法的的1/2左右。●优缺点:双侧壁导坑坑法虽然开开挖断面分分块多,扰扰动大,初初期支护全全断面闭合合的时间长长,但每个个分块都是是在开挖后后立即各自自闭合的,,所以在施施工中间变变形几乎不不发展。双侧壁导坑坑法施工安安全,但速速度较慢,,成本较高高。4、施工中可可能发生的的问题及其其对策新奥法施工工的基本原原则,是根根据围岩性性质允许产生适适量的变形形,但又不使使围岩松动动塌落。在施工过程程中,若对对围岩性质质判断不准准,或喷射射混凝土、、打锚杆、、立钢支撑撑时间和方方法有误,,围岩松动就就会超过预预计。施工中的现现象及其处处理措施10.4不良地质条条件下隧道道施工1、概述(1)隧道施施工中的不不良地质类类型溶洞断层松散地层流沙黄土膨胀土围岩岩岩暴瓦斯地层(2)开挖和支护护过程中可可能造成的的危害土石坍塌(大塌方或小小塌方)隧道支撑变变形衬砌结构断断裂严重影响施施工进度瓦斯地层会会威胁施工工安全(3)不良地质质地段隧道道施工原则则先治水弱爆破短开挖早衬砌勤量测强支护稳步推进原原则2、膨胀土围围岩(1)膨胀土围围岩的特性性★膨胀土围岩岩大多具有有原始地层层的超固结特性,使土土体中储存存有较高的初始始应力,常常具有有明显的塑塑性流变特特性,开挖挖后将产生生较大的塑性变形。★膨胀土中有有各种形态态发育的裂裂隙,形成成土体的多裂隙性。膨胀土围围岩实际上上是土块与与各种裂隙隙和结构面面相互组合合形成的膨膨胀土体★膨胀土围岩岩因吸水而膨胀胀,失水而收收缩,土体体中干湿循循环产生胀缩效应。◎一是使主体体结构破坏坏,强度衰衰减或丧失失,围岩压压力增大。。◎二是造成围围岩应力变变化,无论论膨胀压力力或收缩压压力,都将将破坏围岩岩的稳定性性,特别是是膨胀压力力将对增大大围岩压力力起叠加作作用。(2)膨胀土围围岩对隧道道施工的危危害★围岩裂缝★坑道下沉★底膨★围岩膨胀突突出和坍塌塌★衬砌变形和和破坏(3)膨胀土围围岩隧道施施工要点★加强观测围围岩的压力力和流变★合理选择施施工方法★防止围岩湿湿度变化★合理进行围围岩支护(4)膨胀土围围岩支护必必须适应围围岩的膨胀胀特性。在施工时应应注意:◎喷锚支护,,稳定围岩岩◎衬砌结构及及早闭合3、黄土黄土是在干干燥气候条条件下形成成的一种具具有褐黄、、灰黄或黄黄褐等颜色色,并有针针状大孔、、垂直节理理发育的特殊性土。(1)黄土对隧隧道施工的的影响因素素★黄土节理★黄土冲沟地地段★黄土溶洞与与陷穴★水对黄土隧隧道施工的的影响(2)黄土隧道道的施工方方法★应做好黄土土中构造节节理的产状状与分布状状况的调查。★应遵循“短开挖、少少扰动、强强支护、实实回填、严严治水、勤勤量测”的施工原原则,紧凑凑施工工序序,精心组组织施工。。★开挖方法宜宜采用短台台阶法或分分部开挖法法(留核心法),初期支支护应紧跟开挖面面施作★做好洞顶、、洞门及洞洞口的防排排水系统工工程,并妥妥善处理好好陷穴、裂裂缝,以免免地面积水水浸蚀洞体体周围,造造成土体坍坍塌。★宜采用复合式衬砌砌,开挖后以以喷射混凝凝土、锚杆杆、钢筋网网和钢支撑撑作初期支支护,以形形成严密的的支护体系系。必要时时可采用超超前锚杆、、管棚支撑撑加固围岩岩。衬砌背后回回填要密实实,尤其是是拱顶回填填。(3)黄土隧道道施工的注注意事项★施工中如发发现工作面面有失稳现现象,应及及时用喷射射混凝土封封闭、加设设锚杆、架架立钢支撑撑等加强支护。★施工中应遵遵循“短开挖、少少扰动、强强支护、实实回填、严严治水、勤勤量测”的施工原原则,紧凑凑施工工序序,精心组组织施工。。★特别注意拱脚与墙脚脚处断面的回回填。★宜先作仰拱拱,如果不能能先作仰拱拱时,可在在开挖与灌灌筑仰拱前前,为防止止边墙向内内位移,应应加设横撑撑。★施工中如发发现不安全因素素,应暂停开开挖,加强强临时支护护。3、溶洞溶洞是以岩岩溶水的溶溶蚀作用为为主,间有有潜蚀和机机械塌陷作作用而造成成的基本水水平方向延延伸的通道道。溶洞是是岩溶现象象的一种。。岩溶是指可可溶性岩层层,如石灰岩、白白云岩、白白云质灰岩岩、石膏、、岩盐等,受水的化化学和机械械作用产生生沟槽、裂裂缝和空洞洞以及由于于空洞的顶顶部塌落使使地表产生生陷穴、洼洼地等类现现象和作用用。(1)溶洞的类类型及对施施工的影响响溶洞一般有有死、活、、干、湿、、大、小几几种。死、干、小小的溶洞比较较容易处理理,而活、湿、大大的溶洞,处处理方法则则较为复杂杂。(2)隧道遇到到溶洞的处处理措施※隧道通过岩岩溶区,应应查明溶洞分分布范围和和类型,岩层的完完整稳定程程度、填充充物和地下下水情况,,据以确定定施工方法法。※岩溶地段隧隧道常用处处理溶洞的的方法,有有“引、堵、越越、绕”四种。A.引遇到暗河或或溶洞的水水流,宜排不宜堵堵。引即是通过暗管、涵洞洞、小桥等将水引流流,排出洞洞外。B.堵对已停止发发育、跨径径较小,无无水的溶洞洞,可根据据其与隧道道相交的位位置及其充充填情况,,采用混凝土、浆浆砌片石或干砌片石石予以回填封闭;或加深边边墙基础,,加固隧道道底部。。溶洞堵填喷铺加固与与护拱C.越当隧道一侧侧遇到狭长长而较深的的溶洞,可可加深该侧侧的边墙基基础通过。。加深边墙基基础支墙内套设设涵管筑拱跨过架梁跨过D.绕在岩溶区施施工,个别别溶洞处理理耗时且困困难时,可可采取迂回回导坑绕过溶洞,继续进行隧隧道前方施施工,并同时处处理溶洞,,以节省时时间,加快快施工进度度。绕行开开挖时,应应防止洞壁壁失稳。(3)溶洞地段段隧道施工工的注意事事项◎当施工到达达溶洞边缘缘,各工序序应紧密衔衔接,支护护和衬砌及及时。同时时应利用探探孔或物探探作超前预预报,设法探明明溶洞的的形状、、范围、、大小、、充填物物及地下下水等情情况,据以制制定施工工处理方方案及安安全措施施。◎施工中注注意检查查溶洞顶顶部,及及时处理理危石。。◎在溶蚀地地段的爆爆破作业业应尽量量做到多多打眼、、打浅眼眼,并控控制爆破破药量减减少对围围岩的扰扰动。◎在溶洞充充填体中中掘进,,如充填填物松软软,可用用超前支支护施工工。◎溶洞未做做出处理理方案前前,不要要将弃渣渣随意倾倾填于溶溶洞中。。4、坍方隧道开挖挖导致坍坍方的原原因有多多种,概概括起来来可归结结为:一是自然因素素,即地质质状态、、受力状状态、地地下水变变化等;;二是人为因素素,即不适适当的设设计,或或不适当当的施工工作业方方法等。。塌方后的的强支护护塌方冒冒顶拱顶塌方方侧面塌方方(1)发生坍坍方的主主要原因因◎不良地质质及水文文地质条条件◎隧道设计计考虑不不周◎施工方法法和措施施不当◎施工组织织管理不不到位(2)预防坍坍方的施施工措施施◎隧道施工工预防坍坍方,选选择安全全合理的的施工方方法和措措施至关关重要。。在掘进到到地质不不良围岩岩破碎地地段,应应采取““先排水、、短开挖挖、弱爆爆破、强强支护、、早衬砌砌、勤量量测”的施工工原则。。必须制制订出切切实可行行的施工工方案及及安全措措施。◎加强坍方方的预测测。预测坍坍方常用用的几种种方法::A.观察法法B.一般量量测法C.微地震震学测量量法和声声学测量量法◎加强初期期支护,,控制坍坍方(3)隧道坍坍方的处处理措施施◎详细观测测坍方范范围、形形状、坍坍穴的地地质构造造,查明明坍方发发生的原原因和地地下水活活动情况况,经认认真分析析,制定定处理方方案。◎处理坍方方应先加固未未坍塌地地段,防止继继续发展展◎处理坍方方的同时时,应加强防排排水工作作。◎坍方地段段的衬砌砌,应视视坍穴大大小和地地质情况况予以加强。◎采用新奥奥法施工工的隧道道或有条条件的隧隧道,坍坍方后要要加设量测测点,增加量测测频率,根据量量测信息息及时研研究对策策。浅埋埋隧道,,要进行行地表下下沉测量量。大规模坍坍方处理理实例::1—第一次注注浆;2—第二次注注浆;3—第三次注注浆;4—管棚;5—坍线;6—坍体;7—初期支护护;8—注浆孔;;9—混凝土封封堵墙5、松散地地层松散地层层,结构构松散,,胶结性性弱,稳稳定性差差,在施施工中极极易发生生坍塌。。隧道穿穿过这类类地层,,应减少少对围岩岩的扰动动,一般般采取先护后挖挖,密闭闭支撑,边挖边封封闭的施工原原则,必必要时可可采用超超前注浆浆改良地地层和控控制地下下水等措措施。下面简述述几种主主要施工工方法::(1)超前支支护隧道开挖挖前,先先向围岩岩内打入入钎、管管、板等等构件,,用以预先支护护围岩,防止坑坑道掘进进时岩体体发生坍坍塌。◎超前锚杆杆或超前前小钢管管:采用这种种方法是是爆破前前,将超超前锚杆杆或小钢钢管打入入掘进前前方稳定定的岩层层内,末末端支撑撑在拱部部围岩内内的悬吊吊锚杆或或格栅拱拱支撑上上。◎超前管棚棚法此法适用用于围岩岩为砂粘粘土、粘粘砂土、、亚粘土土、粉砂砂、细砂砂、砂夹夹卵石夹夹粘土等等非常散软软、破碎碎的土壤壤,钻孔后后极易塌塌孔的地地层。(2)超前小导管管预注浆超前小导管预预注浆是沿开开挖外轮廓线线,以一定角度打入入管壁带孔的的小导管,并以一定压力向管管内压注水泥泥或化学浆液液的措施。此法法适用于自稳稳时间很短的的砂层、砂卵卵(砾)石层层等松散地层层施工。(3)降水、堵水水在松散地层中中含水,对隧隧道施工的危危害极大。排排除施工部位位的地下水,,有利于施工工。在地下水丰富富,而且排水水条件或排水水费用太高,,经过技术、、经济比选,,可采用注浆堵水措施。注浆堵堵水又分地面面预注浆和洞洞内开挖工作作面预注浆。。6、流沙流沙是沙土或或粉质粘土在在水的作用下下丧失其内聚聚力后形成的的,多呈糊浆浆状,对隧道道施工危害极极大。治理流沙必先先治水,以减少沙层层的含水量为为主。遇水变成流沙沙宜采取以下措措施进行治理理:(1)加强调查,,制订方案::施工中应调查流沙特性性、规模,了解地质构构成、贯入度度、相对密度度。粒径分布布、塑性指数数、地层承载载力、地下水水压力和透水水系数等,并并制订出切实实可行的治理理方案。(2)因地制宜,,综合治水::隧道通过流流沙地段,处处理地下水的的问题,是解解决隧道流沙沙、流泥施工工难题中的首首要关键技术术。施工时,,因地制宜,,采用“防、截、排、、堵”的治理方法法。◎防——建立地表沟槽槽导排系统及及仰坡地表局局部防渗处理理,防止降雨雨和地表水下下渗。◎截——在正洞之外水水源一侧,采采用深井降水水,将储藏丰丰富构造裂隙隙水,通过深深井抽水排走走,减少正洞的静静水和动水压压力,对地下下水起到拦截截作用。◎排——有条件的隧道道在正洞水源源下游一侧开开挖一条洞底底低于正洞仰仰拱的泄水洞洞,用以降排排正洞的地下下水,或采用用水平超前钻钻孔真空负压压抽水的办法法,排除正洞洞的地下水。。◎堵——采用注浆方法法充填裂隙,,形成止水帷帷幕,减少或或堵塞渗水通通道。●先护后挖,加加强支护●尽早衬砌,封封闭成环流沙地段,拱拱部和边墙衬衬砌混凝土的的灌筑应尽量量缩短时间,,尽快与仰拱形形成封闭环。即使围岩中中出现流沙也也不会对洞身身衬砌造成破破坏。7、岩爆(1)岩爆产生的的主要条件◎地层的岩性条条件◎地应力的大小小◎从能量的观点点来看,岩爆爆是否发生及及其表现形式式就主要取决决于岩体中是是否储存了足够的的能量,是否具有释释放能量的条条件及能量释释放的方式等等。坚硬的岩石(2)岩爆的特点点◎岩爆在未发生生前并无明显显的预兆◎岩爆时,岩块块自洞壁围岩岩母体弹射出出来,一般呈呈中厚边薄的的不规则片状状◎岩爆发生的地地点,多在新新开挖工作面面及其附近,,个别的也有有距新开挖工工作面较远处处,岩爆发生生频率随暴露露后的时间延延长而降低。。(3)岩爆的防治治措施岩爆产生的前前提条件取决决于围岩的应力状状态与围岩的的岩性条件。在施工中控控制和改变这这两个因素就就可能防止或或延缓岩爆的的发生。因此此,防治岩爆爆发生的措施施主要有二::一是强化围岩岩,二是弱化化围岩。◎强化围岩出发点是给围围岩一定的径径向约束,使围岩的应应力状态较快快地从平面转转向三维应力力状态,以达达到延缓或抑抑制岩爆发生生的目的。◎弱化围岩目的是改变岩岩石的物理力力学性质,降低岩石的脆脆性和储存能能量的能力。或是解除能能量,使能量量向有利的方方向转化和释释放。8、瓦斯地层瓦斯是地下坑坑道内有害气气体的总称,,其成分以沼沼气(甲烷CH4)为主,一般般习惯即称沼气为瓦斯斯。当隧道穿过过煤层、油页岩岩或含沥青等岩层,或从从其附近通过过而围岩破碎碎、节理发育育时,可能会会遇到瓦斯。。碳质页岩存存贮瓦斯(1)瓦斯的性质质◎瓦斯(沼气))为无色、无臭、、无味的气体,与碳碳化氢或硫化化氢混合在一一起,发生类类似苹果的香香味◎瓦斯比重为0.554,仅占空气一一半,隧道内瓦斯斯容易存在坑坑道顶部,其其扩散速度比比空气大1.6倍,很容易透过裂裂隙渗透到结构松松散的岩层。。◎瓦斯不能自燃燃,但极易燃烧(2)瓦斯的燃烧烧和爆炸性当坑道中的瓦瓦斯,浓度小小于5%遇到火源时时,瓦斯只是是在火源附近近燃烧而不会会爆炸;瓦斯浓度在5%~6%到14%~16%时,遇到火源具有爆炸性;瓦斯浓度大大于14%~16%时,一般不不爆炸,但遇遇火能平静地地燃烧(3)瓦斯放出的的类型从岩层中放出出瓦斯,可分分为三种类型型:◎瓦斯的渗出◎瓦斯的喷出◎瓦斯的突出以上三种瓦斯斯放出形式,,以第一种放放出的瓦斯量量为大。(4)防止瓦斯事事故的措施◎隧道穿过瓦斯斯溢出地段,,应预先确定定瓦斯探测方法法,并制订瓦斯稀释措施施、防爆措施和和紧急救援措措施等;◎隧道通过瓦斯斯地区的施工工方法,宜采采用全断面开挖;;◎加强通风是防防止瓦斯爆炸炸最有效的办办法,使瓦斯的浓浓度吹淡到允允许限度限度度内,将其排排出坑外。◎洞内空气气中允许的瓦瓦斯浓度应控控制在下述规规定以下A、洞内总回风风风流中小于0.75%。B、从其他工作作面进来的风风流中小于0.5%。C、掘进工作面面2%以下。D、工作面装药药爆破前1%以下。10.5隧道开挖目前,开挖隧隧道的主要方方法仍然是钻钻孔爆破法。。开挖工作包包括钻眼、装药、、爆破、出渣渣等几项内容。。隧道施工所采采用的爆破方方法中,用得得最多的是炮炮眼爆破法。。爆破方法要要研究的问题题主要是炮眼布置、炮炮眼参数以及装药起爆等。1、炮眼布置和和周边眼的控控制爆破掘进工作面的的炮眼可分为为掏槽眼、辅辅助眼和周边边眼,如图所所示⑴掏槽眼布布置●作用是将将开挖面上某某一部位的岩岩石掏出一个个槽,以形成成新的临空面面,为其它炮炮眼的爆破创创造有利条件件。●掏槽眼总总的可分成斜斜眼掏槽和直直眼掏槽两大大类①斜眼掏槽槽其特点是掏槽槽眼与开挖面面斜交◎常用的有有锥形掏槽,,楔形掏槽,,单向掏糟。。最常用的是是竖楔形掏槽◎优点:可可以按岩层的的实际情况选选择掏槽方式式和掏槽角度度,容易把岩石抛抛出,而且所需掏掏槽眼的个数数较少
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