市政工程计价 课件 2.隧道工程基础知识-岩石隧道

市政工程计价主讲人：马知瑶浙江同济科技职业学院隧道工程基础知识（二）爆破（三）隧道开挖（四）支护与衬砌1.火花起爆法2.电力起爆法3.导爆管起爆法（二）爆破火花起爆是用火雷管（铜雷管或纸雷管）和导火索加工成起爆药卷，通过点燃导火索点燃雷管起爆药卷。此法操作简单容易掌握，但不安全因素多（如导火索燃烧速度不均匀不能精确地控制起爆时间，点燃导火索必须在工作面上进行），特别是长隧道和全断面一次开挖炮眼数量较多时，战炮应有相应的安全措施如点燃信号引线，分工划分点炮范围等。（二）爆破——1.火花起爆法此法是用电雷管和导线联成爆破网络，通过接通电源起爆的。电力起爆可预先检测爆破的准确性，防止产生拒爆，安全性好，是较普遍采用的方法。采用此法应特别注意对洞内电源的管制，注意消除杂散电流、感应电流和高压静电等，防止产生意外早爆现象。（二）爆破——2.电力起爆法导爆管是一种非电起爆器材。它由普通雷管、激光枪或导爆索引爆，引爆的导爆管以2000m/s的速度传递着冲击波，从而引爆与其相连的雷管（普通瞬发雷管和非电延时雷管）起爆。此种方法具有抗静电杂电抗水抗冲击耐火和传爆长度大等优点。（二）爆破——3.导爆管起爆法1.平洞开挖2.斜井开挖3.竖井开挖（三）隧道开挖隧道开挖一般采用平洞开挖，只有当隧道较长时才采用辅助坑道。平洞的开挖方法具体见本章上文所述。（三）隧道开挖——1.平洞开挖斜井是隧道侧面上方开挖的与之相连的倾斜坑道，可用于增加隧道施工的施工面、通风道、排水道、逃生道。当隧道洞身一侧有较开阔的山谷且覆盖不太厚时，可考虑设置斜井。（三）隧道开挖——2.斜井开挖斜井设计施工时应注意以下事项：（1）当隧道埋深不大，地质条件较好，隧道侧面有沟谷等低洼地形时，可采用斜井作为辅助坑道。（2）斜井长度一般不超过200米，以降低工程造价及保证运输效能。因此，在选用较长斜井方案时，应作经济性比较。（3）斜井井口位置不应设在洪水可能淹没处。（4）斜井开挖与一般隧道导坑的开挖工作相同，以保证爆破后的断面合乎要求。斜井支护一般采用喷锚支护。（5）斜井提升一般采用卷扬机牵斗车，坡度小时也可采用皮带输送或无轨运输，斜井内轨道数视出渣量而定。（6）为保证施工安全，还应注意井底车场需加支撑或修筑衬砌。（三）隧道开挖——2.斜井开挖竖井是隧道上方开挖的与隧道相连的竖向坑道，可作为隧道与地表间的联通道、通风道、排水道等。常用于长隧道，以增加作业面，缩短搬运距离；增加换气和排水口，减短通风排水距离。竖井施工有自下向上两种掘进方法，前者使用吊盘、吊桶、抓渣机等，竖井直径可达9m左右、深度可达数百米以上，一般需修筑到达井位的便道；后者使用掘进机，竖井直径3m左右、深度不限，但需隧道掘进能够到达竖井位底部。（三）隧道开挖——3.竖井开挖只为施工而进行的支护称为临时支护。隧道开挖后，除坚硬整体性好的稳定围岩外，必须进行及时的临时支护。常见的类型有：构件支撑、锚杆支护、喷混凝土支护和锚喷联合支护。（四）支护与衬砌——1.临时支护（1）构件支撑。有木支撑及钢架支撑。木支撑加工容易、装卸方便，受力变形大，容易加固，但易腐朽，周转次数少、消耗大。据地层松软程度可采用圆木密排连续撑和间断撑，木材多采用坚硬且有弹性的松杉木种。钢架支撑最好的一种是花拱钢支撑，即用内外层钢轨或工字钢弯成弧形并用钢筋焊成拱节，每榀花拱由3~5节用螺栓夹板联结或焊接。（四）支护与衬砌——1.临时支护（2）锚杆支撑。锚杆是安设在岩土层深处的受拉构件，一端与隧道内表面松动岩石相连，另一端锚固在稳定的基岩中，用以承受岩层压力和防止较大变形。锚杆按锚固长度分为端头（集中）锚固和全长锚固类。每类中又按锚固方式分为机械型和粘结型，前者以摩擦锚固阻力为主起锚固作用，后者以粘结力为主起锚固作用。机械型锚杆有锲缝式和倒锲式等；粘结型锚杆的粘结剂有水泥砂浆，快硬水泥素浆，树脂等。锚杆是总称，其组成有锚固体，拉杆及锚头三部分。（四）支护与衬砌——1.临时支护（3）管棚。指在隧道开挖轮廓外顺纵向预先置入成排的大直径钢管，开挖后用钢拱架支撑钢管组成的预先支护系统。管棚适用于含水的沙土地层和破碎带，以及浅埋隧道或地面有重要建筑物地段，对防止软弱围岩下沉、松弛和坍塌有显著效果。管棚一般采用Φ80～180mm热轧无缝钢管、长度10～45m，可根据地质条件、地层压力分布、结构形状布设在隧道拱部、墙部甚至底部；环向设置间距应根据地层破碎程度、地层压力、导管布置位置来确定，一般为30～50cm。（四）支护与衬砌——1.临时支护（4）小导管。指预先沿拱部周边朝前斜向设置密排注浆钢花钢，钢花钢外露端支于格栅拱架上的超前支护系统。小导管多用于较干燥的沙土层、砂卵石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋隧道段，既能加固洞壁一定范围内的围岩，又能支托围岩，预支护效果大于超前锚杆。小导管一般采用Φ42～50mm热轧无缝钢管、长度3～5cm。导管前端钻有注浆孔，后段留有≥30cm，环向设置间距为20～50cm，外插角10°～30°。（四）支护与衬砌——1.临时支护（5）喷混凝土支撑。作为施工支撑也可以采用边开挖边喷混凝土的办法，喷射厚度一般为5～10cm。喷射混凝土是利用压缩空气的力量，将混凝土高速喷射到岩壁上，它在高速连续冲击下，与岩面紧密的粘接在一起，并能充填岩面的裂隙和凹坑，把岩面的加固成完整而稳定的结构。喷射混凝土具有速凝、早强、粘接牢固、不用模版、省工省料等优点，是一种先进的施工技术，很有发展前途。目前主要用于隧道开挖的临时支护与永久衬砌；隧道大修加固；桥梁墩台基坑开挖护壁；路基边坡加固工程及其他地下工程的支护衬砌施工。（四）支护与衬砌——1.临时支护（6）锚喷联合支护。是锚杆支持与喷混凝土结合的支护方式，根据围岩的破碎程度有时需在喷射混凝土层中加设钢筋网。（四）支护与衬砌——1.临时支护永久衬砌是隧道对围岩的永久支护。永久衬砌有整体式和复合式。整体式衬砌施工与地面建筑普通混凝土施工作业大体相同，其特点是衬砌混凝土不需要外膜，超挖大