第三章毛琼柳湖南工程84课件讲解

第三章主讲老师：毛琼柳

湖南工程职业技术学院重难点：重点：矿山法施工原则，全断面、台阶法、分部开挖法的正面图和侧面图以及明洞的施工方法。难点：各种开挖方法的正面和侧面图。本章学习的内容：熟悉隧道的施工方法，熟悉矿山法施工的原则，掌握全断面、台阶法、分部开挖法的适用范围、施工正面图和侧面图，掌握隧道洞口的施工和明洞的施工方法。洞门和衬砌的构造和类型；了解隧道施工的特点。目录1、隧道的施工方法介绍2、

洞身开挖方法3、

洞口和明洞施工3.1隧道施工方法介绍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。一、隧道工程施工的特点按地质条件土质隧道石质隧道按埋置深度浅埋隧道深埋隧道山岭隧道水底隧道城市隧道按隧洞所在位置隧道的种类按隧道用途交通隧道水工隧道市政隧道矿山隧道盾构法沉管法掘进机法矿山法（钻爆法）明挖法地下连续墙法盖挖法浅埋暗挖法盾构法隧道施工方法山岭隧道施工浅埋及软土隧道施工水底隧道施工矿山传统法新奥法二、各种施工方法介绍图3-1隧道施工方法的分类1、矿山法实质上就是钻眼爆破采用控制爆破技术采用钻眼台车进行钻眼锚喷支护作为主要支护手段混凝土衬砌模板台车2、明挖法将隧道上方土体挖成路堑在路堑上做衬砌结构隧道上方回填土石3、掘进机法——TBM掘进机法适用坚硬的岩石采用TBM掘进机不用爆破，安全速度快3、掘进机法——盾构法适用软土、流沙、淤泥等软岩采用盾构机盾壳支撑地层，安全性高速度快4、沉管法适用海底隧道预制管段管段下沉管段连接回填沉管法施工技术：沉埋管段法；悬浮管段法。1、施工条件2、围岩条件3、隧道断面积4、埋深5、工期6、环境条件选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归纳为：三、隧道施工方法选择从隧道工程的发展趋势来看，钻爆法仍将是今后山岭隧道最常用的开挖方法。在矿山法中，坑道开挖后的支护方法大致可以分为钢木构件支承和锚杆喷射混凝土支护两类。作为施工方法，人们习惯上将钻爆开挖加钢木构件支承的施工方法称为传统的矿山法；而将采用钻爆开挖加锚杆喷射混凝土支护的施工方法称为现代矿山法或钻爆法四、山岭隧道的常规施工方法传统的矿山法1.传统的矿山法是人们在长期的施工实践中发展起来的，它是采用凿眼爆破，以木或钢构件作为临时支承，待隧道开挖成形后，逐步将临时支承换下来，而用整体式衬砌作为永久性支护结构的施工方法。钢构件对坑道的形状适应性很强，但存在撤换时不安全，若不撤换成本高，以及与围岩非面接触支承等缺点。目前，其已经不再使用。圣哥达隧道的木支撑现代矿山法2.随着隧道工程理论及施工工艺的不断发展，人们逐渐认识到隧道是围岩和支护的组成体系，应充分地保护围岩，发挥围岩的自身承载能力，维护围岩的稳定性；隧道设计和施工与隧道围岩条件密切相关，只有充分掌握隧道的围岩条件，才能进行合理的隧道设计与施工。新奥法传统矿山法支护临时支护锚喷支护木支撑、钢支撑永久支护复合式衬砌单层模筑混凝土衬砌闭合支护强调不强调控制爆破必须采用可采用测量必须采用无施工方法分块较少分块较多隧道工程设计与施工两大理论在修建隧道和地下工程的实践中，人们已普遍认识到，隧道及地下工程的核心问题是开挖和支护两个关键工序，即应如何开挖，才能更有利于围岩的稳定和便于支护；若需要支护时，又如何支护才能更有效地保证坑道稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程设计与施工中两个相互促进又相互制约的问题。一种理论是20世纪20年代提出的松弛荷载理论，其核心内容是稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载；而不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩（土）体的重力。这种传统理论的代表人物有泰沙基（KTerzaghi）和普氏（苏联学者MM普洛托季雅可诺夫）等人。它类似于在地面工程建筑中考虑问题的思路，至今仍被广泛地采用。另一种理论是20世纪50年代提出的现代支护理论，或称为岩承理论。其核心内容是围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是具有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的支护或限制，则围岩仍然能够保持稳定状态。这种理论体系的代表人物有腊布希维兹（KVRabcewicz）、米勒•菲切尔（MillerFecher）、芬纳•塔罗勃（FennerTalobre）和卡斯特奈（Kastener）等学者。这是一种比较现代的理论，它已脱离了在地面工程建筑中考虑问题的思路，而更加接近于地下工程建设实际。近半个世纪以来其已被广泛认可、接受及推广应用，并且表现出了十分广阔的发展前景。显然，松弛荷载理论更着重注意结果和对结果的处理；而岩承理论则更加注重过程和对过程的控制，即对围岩自承载能力的充分利用。因此，两大理论体系在原理和方法上各自表现出不同的特点，包括：认识、结构力学等。五、什么是矿山法（新奥法）新奥法以控制爆破（光面爆破、预裂爆破等）为开挖方法；以喷锚作为主要支护手段；通过监测控制围岩变形，动态修正设计参数和变动施工方法。核心内容是充分发挥围岩的自承能力。对新奥法的误解把新奥法理解为隧道开挖与支护的方法误以为采用了锚喷支护就是新奥法对施工监控量测不够重视光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。光面爆破的定义掏槽眼（在工作面上首先爆破以造成第二个自由面的炮眼）辅助眼

周边眼（为控制掘进断面周边而钻凿的炮眼）光面爆破的分区起爆顺序为：掏槽眼——辅助眼——周边眼预裂爆破：预裂爆破实质上是光面爆破的一种，其爆破原理与光面爆破相同，只是分区起爆顺序不同。预裂爆破的分区起爆顺序为：周边眼——掏槽眼——辅助眼对新奥法正确认识新奥法是修建隧道一种基本理论，是包含设计于施工内容的隧道工程新概念。新奥法使用锚喷支护是为了达到保护围岩强度、控制围岩变形、实现发挥围者自承能力的目的。只有采用施工监控量测才能掌握围岩变形动态，做到控制变形。锚杆、喷射混凝土和施工量测是新奥法的三大要素。（一）矿山法施工流程修改施工方案法和顺序改变开控方护参数修正支