《隧道与地下工程施工》课件-模块四 钻爆法隧道施工技术-单元3-隧道施工方法-新奥法关键技术

《隧道与地下工程施工》模块四

钻爆法隧道施工技术

单元3隧道施工方法-新奥法关键技术

《隧道工程施工》

新奥法的施工工序1新奥法的支护技术2本讲主要内容钻爆法隧道施工——新奥法01一、新奥法的施工工序新奥法施工工序如图所示，包括

施工准备

确定施工方案

初期支护

监控量测

防水隔离层

二次衬砌等钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术支护特色：（1）采用复合式衬砌，即初期支护+二次衬砌，形成“锚杆+喷射混凝土+钢拱架+模筑混凝土衬砌”的系统性结构（2）支护结构刚柔并济，在充分利用围岩承载能力的基础上，控制围岩变形。

初期支护的一般工序流程：开挖后初喷混凝土-锚杆、钢筋网、钢架施工-复喷混凝土至设计厚度。钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术1锚杆（1）锚杆的定义：

锚杆是一种插入到围岩岩体中的杆型构件（金属或其他高抗拉性能的材料制作），利用杆端锚头的膨胀作用，或利用灌浆粘结，把锚杆固定在岩体内，加强岩体的紧密程度，补强其抗剪能力，从而提高了围岩的自稳能力。钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术1锚杆（2）锚杆的类型：

端头锚固式锚杆：利用内外锚头的锚固来限制围岩松动变形。安装容易，工艺简单，安装后即起作用，但杆体易腐蚀，锚头易松动，影响长期锚固力，多用于临时加固或做局部锚杆。

全长粘结锚杆：以水泥砂浆或树脂作填充料，抗剪、抗拉、防腐蚀好，长期锚固力好，安

装简便，可做初期支护或永久支护。

锚杆钻孔机钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术1锚杆（2）锚杆的类型：

摩擦式锚杆：沿纵向开缝的钢管，装入比钢管直径小的钻孔，对孔壁施加摩擦力，从而约束岩体位移；安装容易，立即起作用；管壁易腐蚀，不适于做永久支护

预应力或自钻式锚杆：锚固效果更好

永久支护锚杆一般采用全长黏结型锚杆或预应力锚杆。钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术1锚杆（3）锚杆的布置：•

锚杆主要用于裂隙围岩，重点加固不稳定块体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。•

锚杆通常以一定的排列方式布置在开挖面上，在拱圈处间距较小，在边墙处间距相对较大，

锚杆的方向为垂直于隧道开挖轮廓线。在沿隧道纵向上，锚杆长按等距离的方式均匀布置。•

布置原则：拱腰以上锚杆方向应有利于锚杆受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向往不稳定岩块滑动方向打入。钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术1锚杆（3）锚杆的布置：•

布置要求：必须保证不稳定块体与稳定岩体的有效联结。•

系统布置：以在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，对围岩起到整体加固作用，多采用梅花形布置方式。

环向布置梅花形布置钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术2钢拱架

钢架是在隧道开挖初期支护期间，为使围岩保持稳定而按照隧道开挖轮廓线布设的由钢格栅或型钢、钢轨等制成的支护骨架结构。

钢架安装后可达到支撑围岩稳定、限制围岩变形的目的，它通常与钢筋网、喷射混凝土等结合共同受力。钢架应在初喷混凝土后及时架设。钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术2钢拱架•使用条件：围岩条件较差地段或地面沉降有严格限制时，在初期支护内增设钢拱架。•常用类型：钢筋格栅拱架，工字型钢拱架，U型钢拱架，H型钢拱架•钢拱架优选格栅钢拱架钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术2钢拱架

钢拱架支护一般规定：•钢拱架支护必须具备足够的刚度和强度，能承受隧道施工期间可能出现的荷载•间距宜为0.5~1.5m，并应分节制作，节段之间通过钢板用螺栓连接或焊接•钢拱架与围岩间混凝土保护层厚度不应小于40mm。钢拱架施工钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术2钢拱架

钢架安装应符合下列条件：

①安装前应清除底脚的虚渣及杂物。

②安装允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度为±2度。

③各节钢架间应以螺栓连接，连接板应密切，连接板局部缝隙不得超过2mm。

④钢架外缘应与基面密贴，如有缝隙，应每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。

⑤钢架之间宜用直径为22mm的钢筋采用焊接方式连接，环向间距应符合设计要求。钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术3喷射混凝土支护

喷射混凝土是在地下工程施工中，为尽快使开挖土体面稳定的一种支护措施。

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喷射混凝土是用喷射机把掺有速凝剂的粗细骨料以适当的压力高速喷射到隧道岩壁表面凝结而成的混凝土。

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密贴与岩石表面，早期强度高，能起到封闭岩面和支护作用，是一种较为理想的柔性支护。

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主要用作早期支护，当对通风阻力不高的隧道，满足一定施工要求后也可用作永久衬砌。喷锚台车机械手喷射混凝土钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术3喷射混凝土支护

喷射混凝土的特点

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及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力；

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粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达70kg/cm3；

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节约性：不用模板、拱架，节省大量钢材与木材

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充填裂隙、封闭围岩防风化、与围岩共同承载钻爆法隧道施工——新奥法01二、新奥法的支护技术3喷射混凝土支护

喷射混凝土的方式

按喷射方式，可分为干喷、潮喷和湿喷。•干喷：将粗细骨料、水泥和速凝剂按一定比例