隧道施工技术-隧道施工方法

项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

任务五浅埋暗挖任务六TBM掘进机法任务七沉管法

TBM掘进机法基本稳定任务六TBM掘进机法施工隧道掘进机施工法是用隧道掘进机切削破岩，开凿岩石隧道的施工方法。任务六TBM掘进机法施工掘进机法施工特点优点：安全快速经济省工与降低劳动强度排渣容易施工简单方便环境保护缺点：设备购置及使用成本大对岩层变化的适应性差断面适应性较差能耗大不适宜中短长度隧道的施工任务六TBM掘进机法施工掘进机法掘进原理破岩机理：

在掘进时盘形刀沿岩石开挖面滚动，同时通过大刀盘均匀地在每个盘形刀上对岩面施加压力，形成滚动挤压切削而实现破岩掘进机切削岩石机理示意图任务六TBM掘进机法施工掘进机法掘进原理前进机理：

依靠支撑靴支撑围岩产生的反作用力前进。水平支撑支撑靴项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

任务五浅埋暗挖任务六

TBM掘进机法任务七沉管法

沉管法基本稳定任务七沉管法施工沉管法又称沉埋法，是修筑水底隧道的主要方法。采用沉管法施工的水底隧道又叫沉管隧道。任务七沉管法施工沉管法施工优点1.对地质水文条件适应能力强2.可浅埋，与两岸道路衔接容易3.沉管隧道防水性能好4.沉埋法施工工期短5.沉管隧道造价低6.施工条件好7.沉管隧道可做成大断面多车道结构任务七沉管法施工沉管法管段结构分类圆形矩形船台型干坞型a)圆形；b)八角形；c)花篮形a)六车道断面；b)八车道断面一般来说，选用矩形管段比圆形管段经济，且适合于多车道隧道。任务七沉管法施工沉管法施工流程修筑干坞管片制作设备安装管片浮运排水整修基槽开挖清淤铺石安设支座管段沉放水下连接基础处理覆土回填设备安装及内装竣工验收三通一平竖井施工敞开段施工暗埋段施工洞口建筑设备安装覆土回填项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

任务五浅埋暗挖任务六TBM掘进机法任务七沉管法

盾构法基本稳定任务四盾构法施工2023/12/10盾构法施工，以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。原理：盾构前端设置有支撑和开挖土体的装置，中段安装有千斤顶；尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。任务四盾构法施工2023/12/10长江隧道盾构法施工任务四盾构法施工盾构施工优点1．可在盾构支护下安全地开挖、衬砌。2．掘进速度快。盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现机械化、自动化作业，施工劳动强度低。3．施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。4．施工中不受季节，风雨等气候条件影响。5．施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。6．在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。任务四盾构法施工盾构机分类盾构机通常按照截面形状、掘削面的敞开程度、开挖及出土机械化程度、掘削面的加压平衡方式、盾构机的特殊构造以及按其他方式项目一围岩分级与围岩压力任务一围岩分级

围岩充分稳定不稳定基本稳定暂时稳定任务一围岩分级围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体。围岩稳定性则是指坑道开挖后围岩自身在不支护条件下的稳定程度。1充分稳定。坑道在长时间内有足够的自稳能力，无需任何人为支护而能维持稳定，无坍塌、偶尔有掉块。2基本稳定。坑道会因爆破、岩块结合松弛等而产生局部掉块，但不会引起坑道的坍塌，层间结合差的平缓岩层顶板可能弯曲、断裂。3暂时稳定。坑道开挖后呈现出不同程度的坍塌现象，坍塌后的坑道呈拱形而处于暂时稳定状态。大多数坑道是属于这个类型。4不稳定。坑道在无支护条件下是难以开挖的，随挖随坍，常常要先支后挖。任务一围岩分级1、以岩石强度或岩石的物理性质指标为代表的分类方法。隧道围岩分级2、以岩体构造、岩性特征为代表的分类方法。3、与地质勘探手段相联系的分级方法。4、组合多种因素的分级方法。任务一围岩分级我国现行隧道围岩分级的方法：1、围岩分级的基本因素岩石按坚硬程度划分为极硬岩、硬岩、较软岩、软岩和极软岩５类；按岩体完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎等５类。2、我国隧道围岩基本分级根据岩石坚硬程度和岩体完整程度将围岩分为６级。任务一围岩分级3、围岩分级的影响因素及分级的修正（１）地下水（２）初始应力

围岩级别地下水状态ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅠⅠⅡⅢⅣⅤ-ⅡⅠⅡⅣⅤⅥ-ⅢⅡⅢⅣⅤⅥ-围岩级别应力状态ⅠⅡⅢⅣⅤ极高应力ⅠⅡⅢ/ⅣⅤⅥ高应力ⅠⅡⅢⅣ/ⅤⅥ任务一围岩分级项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

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明挖法基本稳定任务一明挖法施工隧道明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。地铁隧道明挖法施工2023/12/102023/12/10明挖法悬臂支护开挖法放坡开挖锚杆任务一明挖法施工放坡开挖

隧道埋深较浅，施工对周围环境影响较小，基坑开挖仅仅依靠适当坡率的边坡即可保持土体稳定时，可采用放坡开挖。

特点：开挖量大，机械化程度高，施工速度快，质量也易得到保证，对地下水影响的工程，采用井点降水法。

放坡开挖任务一明挖法施工悬臂支护开挖

基坑的悬臂支护开挖法是将基坑围护结构插入基坑底部以下，然后直接开挖基坑内土体。缺点：围护结构较复杂，增加了造价及施工难度。优点：基坑内无支撑，便于基础开挖和主体结构施工机械化，也易保证工程质量。任务一明挖法施工围护结构常用木桩、钢桩、挖孔桩、灌注桩、钢筋混凝土预制桩或连续墙等组成。木桩维护结构地下连续墙结构任务一明挖法施工锚杆锚杆是一种设在基坑外的支撑。一般由锚头、拉杆和锚固体三个基本部分组成。垫板和锚具任务一明挖法施工锚杆特点：工艺复杂，锚杆不易回收，造价较高。当围护结构四周建筑物若有密集的深基础时，宜采用。锚杆的蠕变会降低承载力。在流砂地层中若锚头预留孔口与锚杆字筒之间的空隙过大时，易发生涌水涌砂，引起坑外地面和建筑物沉降。

任务一明挖法施工项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

任务五浅埋暗挖任务六TBM掘进机法任务七沉管法

盾构法基本稳定任务四盾构法施工2023/12/10盾构法施工，以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。原理：盾构前端设置有支撑和开挖土体的装置，中段安装有千斤顶；尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。任务四盾构法施工2023/12/10长江隧道盾构法施工任务四盾构法施工盾构施工优点1．可在盾构支护下安全地开挖、衬砌。2．掘进速度快。盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现机械化、自动化作业，施工劳动强度低。3．施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。4．施工中不受季节，风雨等气候条件影响。5．施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。6．在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。任务四盾构法施工盾构机分类盾构机通常按照截面形状、掘削面的敞开程度、开挖及出土机械化程度、掘削面的加压平衡方式、盾构机的特殊构造以及按其他方式项目三隧道施工方法

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浅埋暗挖法基本稳定任务五浅埋暗挖法施工2023/12/10在特定条件下，不挖开地面，在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。施工原则：短开挖、强支护管超前、严注浆快封闭、勤测量任务五浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法开挖方法施工方法示意图纵段示意图重要指标比较

沉降工期支护拆除量造价全断面法一般最短没有拆除低台阶法

一般短没有拆除低中隔墙法（CD法）较大短拆除少偏高交叉中隔墙法(CRD法)较小长拆除多高双侧壁导坑法大长拆除多高任务五浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法支护方式初期支护承受全部荷载，二次衬砌作为安全储备；初期支护和二次衬砌共同承担荷载；初期支护仅作为临时支护，二次衬砌作为主要承载结构。多采用复合式衬砌三种情况任务五浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法辅助施工1、上半断面留核心土环形开挖；2、喷射混凝土封闭开挖工作面；3、超前锚杆或超前小导管支护；4、超前小导管周边注浆；5、设置临时仰拱；6、深孔注浆加固及堵水；7、长管棚超前支护或注浆。项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

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新奥法基本稳定任务二新奥法施工2023/12/10新奥法即奥地利隧道施工新方法（NewAustrianTunnellingmethod——NATM)，是奥地利学者腊布希维兹提出的。它以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段，通过监控量测控制围岩变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。它是在锚喷支护技术的基础上总结和提出的。

2023/12/10新奥法的设计原理为“岩承理论”，采用锚喷等柔性支护，充分发挥了围岩的自承能力。具有初期支护无需拆出，施工较安全，支护结构受力状态较好等优点，逐渐取代了传统矿山法成为了我国山岭隧道施工的主要方法。核心内容：充分保护，利用围岩的承载能力。施工要点：控制爆破、锚喷支护和施工监测。实施方法：设计、施工和监测三位一体的动态模式。新奥法要点任务二新奥法施工2023/12/10新奥法施工程序施工准备确定施工方案开挖必要时须超前支护或预先进行地层改良初期支护监控量测是否符合管理基准？防水层二次支护竣工是否修正支护参数改变开挖方法顺序修改施工方案任务二新奥法施工新奥法基本原则少扰动在隧道开挖时、尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围与扰动时间早喷锚在隧道开挖后即时施做初期喷锚支护，使围岩的变形进入受控制的状态勤量测以直观、可靠的测量方法和测量数据来准确评价围岩与支护稳定状态，以便及时调整支护形式、开挖方法，确保施工安全和顺利进行紧封闭采取喷混等措施，避免围岩强度与稳定性的衰减；适时对围岩施做封闭支护，使围岩与支护进入良好的共同工作状态任务二新奥法施工新奥法开挖开挖方法全断面开挖法：全断面开挖、导洞超前全断法台阶开挖法：上下台阶法、三台阶、三台阶七步开挖法、环形导坑预留核心土法等分部开挖法：中隔墙法、侧壁导坑法任务二新奥法施工项目三隧道施工方法

任务一明挖法任务二新奥法任务三钻爆法任务四盾构法

任务五浅埋暗挖任务六TBM掘进机法任务七沉管法

钻爆法基本稳定任务三钻爆法施工2023/12/10新奥法与传统矿山法合称为钻爆法，因最早应用于采矿坑道又被称为矿山法，是山岭隧道的常规施工方法。从隧道工程的发