隧道讲义多媒体课件

+现代隧道工程技术与应用徐林生教授、博导1+现代隧道工程技术与应用122小团山隧道昆明端3小团山隧道昆明端3沙坪坝隧道洞门设计一号方案4沙坪坝隧道洞门设计一号方案4沙坪坝隧道洞门设计二号方案5沙坪坝隧道洞门设计二号方案5沙坪坝隧道洞门设计三号方案6沙坪坝隧道洞门设计三号方案6尤特郦山隧道7尤特郦山隧道7双山隧道洞门设计方案一8双山隧道洞门设计方案一8图27－2斜拉桥的引桥工程9图27－2斜拉桥的引桥工程9图26规划线的悬索大桥（跨度2200m，通航净高82m）10图26规划线的悬索大桥（跨度2200m，通航净高8正在施工的位居世界第一的钢拱桥——L=550m，跨越黄浦江的卢浦大桥（中承式系杆拱）图28卢浦大桥建成后的全景11正在施工的位居世界第一的钢拱桥图28卢浦大南京市玄武湖隧道12南京市玄武湖隧道12第一章绪论1.1隧道施工概述一、我国公路隧道建设状况

公路习惯修法：“逢山开路、遇水架桥”山岭公路隧道的优点：①提高公路等级和行车舒适性；②缩短行车里程，减少汽车损耗，节约能源和运费；③降低越岭公路高程，保证常年通车；④减少人为公路病害和水土流失；⑤节约土地，保护生态环境。13第一章绪论1.1隧道施工概述13水底隧道优点：①不侵占水道航道的净空，不影向航运；②不受恶劣自然气侯环境影响，能全天侯通行；③少拆迁或不拆迁，降低工程综合造价；④结构耐久性好，维护保养费用低；⑤对周围生态环境干扰影响小；⑥容易做到“一洞多用”，便于综合布设和维修城市越江供水电气管道等；⑦抵御常规战争能力较强。14水底隧道优点：①不侵占水道航道的净空，不影向航运；14

跨越黄浦江的越江通道设施——沟通上海浦西与浦东新区（已建和正建的：6桥、7隧，未计入地铁越江）15跨越黄浦江的越江通道设施——沟通上海浦西与浦东新区1沉管隧道纵断面图16沉管隧道纵断面图16

越江沉管法隧道17越江沉管法隧道17上海外环线沉管隧道进出口洞门18上海外环线沉管隧道进出口洞门18图19－2－119图19－2－119沉管的预制20沉管的预制20沉管的出运21沉管的出运21图19－4－122图19－4－122沉管的安装23沉管的安装23

隧道缺点:建设费用较高；施工难度较大。

截止2005年底，公路隧道已达2889座，总长度1527公里，其中特长隧道111座（其中5Km以上特长隧道32座、最长的秦岭终南山隧道长达18.02Km）。发展趋势：长、大、深、群24隧道缺点:建设费用较高；施工难度较大。截止二、隧道施工与特点

隧道施工特点:①地下隐蔽工程，未知因素较多，施工经验很重要；②作业空间有限，工作面狭窄，施工工序间有一定干扰；③施工作业的循环性较强，需按一定顺序实施；④施工作业的综合性较强；⑤施工过程中围岩-支护结构物理力学的性能动态变化。⑥昼夜均可施工作业，但工作环境条件相对较差。

隧道施工包括隧道施工方法、施工技术和施工管理三个方面。25二、隧道施工与特点隧道施工特点:25隧道施工方法：⒈钻爆法（矿山法）：包括传统矿山法、新奥法⒉掘进机法（无钻爆法）：包括TBM方法、盾构法⒊浅埋及软土隧道施工方法：包括明挖法、浅埋暗挖法、地下连续墙法、盾构法

⒋水底隧道施方法：包括沉管法（预制砼管段沉埋法）、盾构法和钻爆法26隧道施工方法：⒈钻爆法（矿山法）：包括传统矿山法、新奥法262727四臂凿岩台车28四臂凿岩台车28三线大跨双侧壁导坑施工29三线大跨双侧壁导坑施工293030CRD工法超浅埋大跨度施工技术31CRD工法超浅埋大跨度施工技术313232TBM隧道掘进机33TBM隧道掘进机33TBM出碴34TBM出碴34TBM控制室35TBM控制室35TBM施工的隧道和整体道床36TBM施工的隧道和整体道床363737盾构掘进施工中38盾构掘进施工中383939地下铁道区间隧道及其上、下行线间的连接通道

地铁区间隧道和越江隧道盾构法施工40地下铁道区间隧道及其上、下行线间的连接通道地铁区间隧上海崇明越江隧道工程设计41上海崇明越江隧道工程设计41地连墙的“围护－支撑结构”系统42地连墙的“围护－支撑结构”系统42市区商业街下方的地下连续墙逆作法施工地铁车站深、大基坑施工43市区商业街下方的地下连续墙逆作法施工地铁车站深、大基坑施工方法选择应考虑的基本因素:①施工单位施工能力、人员素质、设备条件、管理水平;②隧道水文与工程地质条件；③隧道类型与断面积大小；④隧道埋深条件；⑤施工工期；⑥周围环境条件。隧道施工作业方式:顺序作业、平行作业、流水作业44施工方法选择应考虑的基本因素:①施工单位施工能力、人员素质

顺序作业：就是按工艺流程和施工步骤的先后顺序组织施工操作。缺点：整个工期长；专业队施工不连续，易形成窝工；工作面空闲时间长、未充分利用。平行作业：根据需要，可将较长的线型工程作业面分成几段或几个工点分别同时按程序施工，即同时开工、齐头平进、同时完成。它可以缩短工期，、充分利用工作面，但消耗的机具和劳动力较多。流水作业：将工程划分成若干施工段，某一工种的工人队先在第一施工段完成第一道工序，再转移到第二段完成同一道工序；同样，另一工种的工人队紧跟其后45顺序作业：就是按工艺流程和施工步骤的先后顺序组织依次在各施工段完成下一道工序，如此类推直至完成。

优点：前一工序可迅速为后一工序让出工作面，从而加快了工程进度；各施工队在各施工段上连续均衡施工，可以合理地使用劳力、材料和设备，避免出现短期的使用高峰现象；工人连续进行同一种工作，也有利于保证施工质量和提高劳动生产效率。46依次在各施工段完成下一道工序，如此类推直至完成。优点隧道施工技术：主要是研究解决隧道各种施工方法所需要的技术方案和技术措施，特殊不良地质地段的施工手段，隧道施工过程中的爆破、衬砌、支护、通风、防尘、防瓦斯有害气体，以及照明、水风电的作业方式与操作技术标准、要求，围岩变化的监控量测方法等。施工技术应确保所选择的施工方法的具体实施。隧道施工技术应用须遵循的基本原则：①施工过程中应充分保护和利用好围岩；②允许并限制围岩的可控变形；47隧道施工技术：主要是研究解决隧道各种施工方法所需要的③围岩变形控制主要通过支护结构的支护阻力效应来达到。④实时跟踪监控量测技术手段；⑤实施柔性喷锚支护措施，必要时可采用工字钢、格栅钢拱架补强加劲措施或临时仰拱、超前支护等措施。⑥施工过程中要密切注意围岩-支护结构体系的动态变化情况，特别是地下水较丰富时；⑦及时封闭拱墙部位的围岩，必要时也可封闭掌子面；⑧二次衬砌砼的施筑顺序应采用先墙后拱的施工顺序。⑨遵循预设计-施工-地质预报-监控量测-反馈修正预设计的科学程序。48③围岩变形控制主要通过支护结构的支护阻力效应来达到。④实时隧道施工管理：主要是指如何按着施工组织设计的原则、施工方案和工进度要求组织施工。包括技术管理，计划与进度的动态管理，施工质量管理，施工安全管理，施工成本控制与管理等。1.2隧道施工与成本隧道施工成本是指在其施工过程中施工耗费总和的货币表现形式。隧道施工成本主要包括直接费用和间接费用两大部分，直接费用主要包括人工费、材料费、机械费和水电费、利税等，间接费用主要为管理费。49隧道施工管理：主要是指如何按着施工组织设计的原则、施影响隧道施工成本的主要因素：①合理施工方法的选择；②超挖与处理状况；③施筑不当引发坍方的处理；④喷筑混凝土施工质量；⑤施工作业顺序；⑥材料供应、采购、管理、使用;⑦非直接生产性管理机构、管理人员与车辆因素；⑧隧道施工地质条件的变化。50影响隧道施工成本的主要因素：①合理施工方法的选择；50

综上所述，隧道施工过程中考虑得越周密、细致，那么预见性可能就越强，出现问题时就能够及时地处治，从而降隧道施工的风险性，将损失减少到最低限度。所以，隧道施工方法、施工技术、施工管理三个方面应进行整体优化与控制，才可能达到控制施工成本的目的，以最少的投入，取得最佳的经济效益。51综上所述，隧道施工过程中考虑得越周密、细致，1.3隧道施工组织与管理要点①建立正常的循环作业；②明确多种作业的形式和关系；③根据隧道工程规模和合同工期要求组织掘进工作面；④健全现场施工调度系统；⑤动态组织与管理；⑥健全各种责任制度；⑦加强施工过程中的分工协作。施工要点：爱护围岩、内实外美、重视环境、动态施工521.3隧道施工组织与管理要点①建立正常的循环作业；521.4隧道施工常遇到的问题①施工中缺乏完善、有效的地质超前预报方法与技术；②对“保护围岩、爱护围岩”的认识不足，造成不应有的损伤和松驰或坍方；③施工机械化程度不高；④支护衬砌结构偷工减料，隐患较多；⑤隧道渗漏水现象较普遍，防排水问题是薄弱环节；⑥质检体制不完善，缺乏有效的检测方法和手段；531.4隧道施工常遇到的问题①施工中缺乏完善、有效的地质超前⑦施工作业环境条件欠佳；⑧施工人员现场应变处理能力不强，一旦出现不良施工灾害时常束手无策，不能及时整治；⑨施工干扰普遍存在，缺少统一协调和动态管理。54⑦施工作业环境条件欠佳；⑧施工人员现场应变处理能力不强，一旦1.5国外公路隧道技术概况与发展趋势①复合式柔性衬砌设计技术；②围岩稳定监测与信息反馈分析技术；③扁平大断面公路隧道设计与施工技术；④山岭公路隧道防排水技术；⑤通风专用设备静电吸尘技术；⑥交通监控系统关键技术；⑦公路隧道特殊修筑方法（TBM、盾构与沉管法）551.5国外公路隧道技术概况与发展趋势①复合式柔性衬砌设计技1.6科技攻关及目标⑴初期支护结构与支护效果：①锚杆结构型式与支护效果；②喷射砼层变形特征与受力分析；③型钢支撑（工字钢、格栅钢拱架)的合理结构型式与支护效果;④超前支护(锚杆、小导管、管棚)力学分析与支护效果⑵二次衬砌砼受力特性研究: