国内外长大隧道施工技术的现状和展望课件.ppt

1、中铁十三局集团有限公司二就年四月二十一日 中国铁建国内外长大隧道施工技术的现状和展望吴焕通吴焕通 宋战平宋战平 讨论提纲国内外长大隧道施工技术的现状和展望国内外长大隧道施工技术的现状和展望一、国内外长大隧道建设一、国内外长大隧道建设国外长大隧道建设国外长大隧道建设 国内长大隧道建设国内长大隧道建设二、长大隧道施工技术现状及发展二、长大隧道施工技术现状及发展三、长大隧道施工技术发展展望三、长大隧道施工技术发展展望 讨论提纲二、长大隧道施工技术现状及发展二、长大隧道施工技术现状及发展隧道分类及施工技术施工理念（矿山法、新奥法、挪威法和新意法）防排水施工技术 开挖技术 支护技术 施工通风技术 施工机

2、械配套地质超前预报技术国内外长大隧道施工技术的现状和展望国内外长大隧道施工技术的现状和展望1.1 国外长大隧道建设1.1 国外长大隧道建设1.1 国外长大隧道建设1.1 国外长大隧道建设日本长大隧道建设1.2 国内长大隧道建设1.2 国内长大隧道建设141516港、珠、澳海上大通道港、珠、澳海上大通道1.2 国内长大隧道建设中国隧道建设技术发展中国隧道建设技术发展中国隧道建设技术发展中国隧道建设技术发展中国隧道建设技术发展盾构法沉埋法水底隧道施工方法盾构法浅埋暗挖法盖挖法明挖法法浅埋及软土隧道施工方掘进机法钻爆法矿山法山岭隧道施工方法隧道施工方法)(隧道施工方法分类山岭隧道的分类山岭隧道的分类

3、山岭隧道的分类2.2 长大隧道施工理念2.2 长大隧道施工理念新奥法基本原理新奥法基本原理问题：在新奥法施工要点中，监控量测最为关键，而且监控的难度远远大于量测。现状：国内目前在这方面做的较差；真正能做到动态设计、施工的很少，并且也往往是被动的。挪威法隧道施工挪威法(NTM：Nonwegian Method of Tunneling)：（1）采用Q系统评价围岩类别；（2）合理的支护参数 （3）高性能的支护材料（锚固支护喷射钢纤维混凝土相结合）挪威法特点：（1）把一次支护作为永久衬砌；（2）只是在运营后，如果有涌水、冰霜等危害的情况下，才修筑二次衬砌。挪威法隧道施工挪威法优势：（1）湿喷钢纤维混

4、凝土的回弹量很小，通常仅为4%6%。（2）采用挪威法(NMT)可以大大地降低成本，仅为采用新奥法(NATM)成本的1/3。（3）与其它方法相比，采用挪威法可节省劳动力，更多地采用机械手，较少地进行监控。挪威法隧道施工单层衬砌简化工序缩短工期降低成本耐久性与匀质性挪威法隧道施工中国从90年代初开始进行挪威法理论探讨和室内试验，并在铁路隧道和公路隧道进行了大规模现场实验；我局承建的杭兰高速摩天岭隧道1#通风斜井就首次采用了挪威法；可以预见，在未来的五年或十年内，这一方法将可以预见，在未来的五年或十年内，这一方法将在我国隧道工程中广泛应用。在我国隧道工程中广泛应用。挪威法隧道施工新意法隧道施工意大利

5、全断面预加固隧道施工工法（New Italian Tunneling Method(NITM)）又称为岩土控制变形分析(ADECORS)施工工法。新意法特点：关注工作面超前核心围岩的稳定，并以此为基础对施工方法进行选择。新意法适用条件：（1）适用于低粘聚力的软弱地层；（2）大断面隧道开挖；（3）用于浅埋隧道控制地面沉降；（4）挤压地层的深埋隧道开挖。在困难地质情况下采用新意法即岩土控制变形分析法进行隧道设计基于以下基本原则：1.全断面开挖；2.运用超前支护和加固措施减小或避免围岩变形；3.在离掌子面较短的距离支护封闭以减小隧道变形。设计理念 Pianoro 隧道C4R断面类型 Pianoro

6、隧道 掌子面加固阶段Raticosa 隧道:仰拱浇筑前总览 新意法隧道施工 铁道部铁建设2007102号文件关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见要求：“隧道的设计和施工要积极学习、借鉴、采用、推广国内外先进技术，对条件适宜的隧道要积极采用“新意”法等先进施工方法和施工工艺”。可以预见，在未来的五年或十年内，意大利全断面预加固隧道施工工法将在我国隧道工程中推广应用。隧道施工比较不同点类别ADECO RS工法新奥法岩土观点重视工作面超前岩土的稳定性没有重视洞体量侧重视工作面超前核心岩土的收敛变形和挤压重视工作面超前核心岩土的收敛变形和挤压变形的量测变形的量测没有重视超前支护强调工作面超前核心岩土

7、的人工控制、岩体强调工作面超前核心岩土的人工控制、岩体强度的改善只注重了前方轮廓的预加固强度的改善只注重了前方轮廓的预加固没有对超前核心土加固断面开挖机械化全断面开挖机械化全断面开挖断面分步开挖断面分步开挖工期可以在设计阶段较准确地预测完成时间可以在设计阶段较准确地预测完成时间设计阶段只能大概估计时间设计阶段只能大概估计时间设计、施工量测关系强调了预收敛量测和洞身的收敛量测、及时反馈设计调整参数的动态设计不进行预收敛量测，只对洞身量测，属被动测量，动态设计的及时性弱适用范围包括新奥法可以修建的及部分不可以修建的包括新奥法可以修建的及部分不可以修建的地下工程地下工程没有ADECO RS工法应用范

8、围广经济性与施工速度对于新奥法无法修建的或开挖速度很慢的情况下，对于新奥法无法修建的或开挖速度很慢的情况下，ADECO RS工法有很好的经工法有很好的经济性，施工速度较快；对于新奥法可以修建的的情况下济性，施工速度较快；对于新奥法可以修建的的情况下,两者经济性相差不多，两者经济性相差不多，施工速度相当施工速度相当最重要的区别强调了对超前核心岩土的控制、量测、动强调了对超前核心岩土的控制、量测、动态设计，突出了机械化全断面和均率开挖的态设计，突出了机械化全断面和均率开挖的理念理念没有对超前核心岩土的控制,更偏重分步开挖的手段表1 新意工法与新奥法的比较2.2长大隧道防排水施工技术2.2长大隧道防

9、排水施工技术2.2长大隧道防排水施工技术2.2长大隧道防排水施工技术2.2长大隧道防排水施工技术2.3长大隧道施工开挖技术 2.3.1 山岭隧道矿山法施工方法（1）全断面开挖法（2）台阶法长台阶法短台阶法微台阶法（3）分部开挖法 环形开挖预留核心土法 双侧壁导坑法 中洞法中隔壁法(CD)交叉中隔壁法(CRD)施工开挖技术新意工法与新奥法的比较序号名称横断面示意纵断面示意1全断面开挖法2台阶法3环形开挖预留核心土法4单侧壁导坑法5双侧壁导坑法6中洞法7中隔壁法(CD)8交叉中隔壁法(CRD)三线大跨隧道双侧壁导坑法施工CRD工法超浅埋大跨度施工技术 长大山岭隧道的开挖方式选择与施工机具设备息息相

10、关，开挖方式需要的选择需要与施工机械相协调，提高掘进工效。采用大型机械条件下采用大型机械条件下，实现长大隧道全全断面施工是隧道开挖方式的发展方向断面施工是隧道开挖方式的发展方向。施工开挖技术2.4长大隧道爆破技术2.4长大隧道爆破技术2.4长大隧道爆破技术62 长大隧道爆破施工展望2.5长大隧道支护技术2.5长大隧道支护技术隧道支护技术发展2.6长大隧道施工通风技术长大隧道施工通风技术现状朔黄线寺铺尖隧道通风设计（左上）内昆线青山隧道施工通风（右下）渝怀线圆梁山隧道施工通风（右上）广渝高速公路华山隧道施工通风（左下）京九线五指山隧道长距离独头施工通风乌鞘岭隧道七号斜井通风施工通风技术发展趋势2

11、.7 长大隧道施工机械及发展2.7 长大隧道施工机械及发展长大隧道施工机械技术发展W h e e l L o a d e rB a c k h o eH y d r a u l i c B r e a k e rD u m p T r u c kT o p H e a d i n gB a c k h o eD u m p T r u c kB e n c hI n v e r t B r i d g eR e b a r F a b r i c a t e S t a g eS h e e t S t a g eC o n c r e t e p u m pT r u c k M i x e

12、 r破 碎 機出 碴 卡 車傾 卸 車挖 土 機混 凝 土 泵 浦 車混 凝 土 拌 合 車防 水 膜 安 裝鋼 筋 組 立S l i d i n g F o r m襯 砌 鋼 模仰 拱 棧 橋出 碴 卡 車挖 土 機台 階上 半 斷 面D u s t C o l l e c t o rD r i l l J u m b oT r u c k M i x e rC o m p r e s s o rC u b i c l e混 凝 土 拌 合 車鑽 堡集 塵 機受 電 台 車空 壓 機S h o t c r e t e M a c h i n e噴 漿 機B e n c h台 階I n v e

13、 r t仰 拱A r c h L i n i n g頂 拱 內 襯 砌施工机械施工机械新型凿岩台车大型运输车辆凿岩台车作业以凿岩台车为龙头的单线隧道快速施工机械化作业线机械化出渣作业线机械化衬砌作业线机械化出渣作业线机械化衬砌作业线四臂凿岩台车作业机动性及时密贴支护架设机支护架设机仰拱栈桥仰拱栈桥自动喷浆机自动喷浆机钻孔台车钻孔台车暗洞暗洞明洞明洞管棚钻机管棚钻机工作平台车工作平台车暗洞暗洞明洞明洞2.7 长大隧道施工机械及发展2.7 长大隧道施工机械及发展2.7 长大隧道施工机械及发展长大隧道施工机械技术发展2.8地质超前预报技术2.8地质超前预报技术长大隧道的快速综合施工推行隧道专业工程总

14、承包创立“中国隧道修建法”理论体系长长大大隧隧道道的的快快速速综综合合施施工工长大隧道的快速综合施工方法：长大隧道的快速综合施工方法：提高钻爆法独头掘进技术极限能力提高钻爆法独头掘进技术极限能力 施工中全断面隧道掘进机的应用施工中全断面隧道掘进机的应用 21世纪长大隧道施工新模式掘进机与世纪长大隧道施工新模式掘进机与钻爆法相结合钻爆法相结合3.1 长大隧道的快速综合施工长大隧道的快速综合施工1.1 国外长大隧道建设提高独头掘进技术极限能力长大隧道的快速综合施工长大隧道的快速综合施工提高独头掘进技术极限能力长大隧道的快速综合施工提高独头掘进技术极限能力长大隧道的快速综合施全断面隧道掘进机的应用长大隧道的快速综合掘进机与钻爆法相结合长大隧道的快速综合掘进机与钻爆法相结合长大隧道的快速综合掘进机与钻爆法相结合长大隧道的快速综合掘进机与钻爆法相结合长大隧道的快速综合3.2推行隧道专业工程总承包长大隧道的快速综合3.2推行隧道专业工程总承包3.3创立中国隧道修建法理论体系