公路工程管理与实务精品课件：34隧道施工技术.ppt

1、隧道施工技术 重要提示： 隧道主要施工方法和隧道开挖重点理解掌握 隧道支护与衬砌、隧道防水排水等要作为重点备考内容 浅埋段工程、隧道通风防尘及水电作业要重视学习,隧道主要施工方法 隧道施工的技术与方法归纳如图113414031所示。,1 新奥法：,新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利学者在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法。新奥法施工方法包括全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）和交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。,2 传统的矿山法：是采用钻爆法开挖和钢木构件支撑的施工方法。 3 隧道掘进机法：是装置有破碎岩石的刀具，采用机

2、械破碎岩石的方法开挖隧道，并破碎的石碴传送出机外的一种开挖与出碴联合作业的掘进机械，能连续掘进。,4 盾构法（ Shield ) ：是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。,5. 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。 6盖挖法：是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工，主体结构可以顺作，也可逆作。 7浅埋暗挖法： 8地下连续墙：,隧道开挖 一、隧道开挖的要求 隧道开挖的主要方法是钻孔爆破法。 采用全

3、断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法或交叉中隔壁法、双侧壁导坑法施工及仰拱开挖应符合相关规定，应严格控制欠挖，尽量减少超挖。,二、钻眼爆破掘进施工技术要点 (一)钻眼机具 隧道工程中常使用的凿岩机有风动凿岩机和液压凿岩机。,（二）炮眼布置和周边眼的控制爆破 掘进工作面的炮眼可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。,1掏槽眼布置 根据坑道断面、岩石性质和地质构造等条件，掏槽眼排列形式有很多种，总的可分成斜眼掏槽和直眼掏槽两大类。,(1)斜眼掏槽：其特点是掏槽眼与开挖面斜交。常用的有锥形掏槽，楔形掏槽，单向掏糟，其中最常用的是竖楔形掏槽。斜眼掏槽的优点是可以按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度，容

4、易把岩石抛出，而且所需掏槽眼的个数较少。缺点是眼深受坑道断面尺寸的限制，也不便于多台钻机同时凿岩。,(2)直眼掏槽：直眼掏槽凿岩作业比较方便，不需随循环进尺的改变而变化掏槽形式，仅需改变炮眼深度；而斜眼掏槽则要随循环进尺的不同而改变炮眼位置和角度。直眼掏槽石碴抛掷距离也可缩短。所以目前现场多采用直眼掏槽。 直眼掏槽的形式很多，过去常用的有：龟裂掏槽，五梅花掏槽和螺旋掏槽。,实践证明，直眼掏槽的爆破效果与临空孔的数目、直径及其与装药眼的距离密切相关。为保证空眼所形成的空间足够供岩石膨胀，在考虑临空孔数目时，一般要求所形成的空间不小于装药眼至空眼间的岩柱体积的l0%20%。,2辅助眼布置 辅助眼的

5、作用是进一步扩大掏槽体积和增大爆破量，并为周边眼创造有利的爆破条件。,3周边眼布置 周边眼的作用是爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格。 周边眼的底端，对于松软岩层应放在设计轮廓线以内，对于中硬岩层可放在设计轮廓线上，对于坚硬岩层则应略超出设计轮廓线外。为了避免欠挖，底板眼底端一般都超出设计轮廓线。,4周边眼的控制爆破 在隧道爆破施工中，首要的要求是炮眼利用率高，开挖轮廓及尺寸准确，对围岩震动小。 (1)光面爆破的特点 开挖轮廓成型规则，岩面平整； 岩面上保存 50 以上孔痕，且无明显的爆破裂缝； 爆破后围岩壁上无危石。,隧道施工中采用光面爆破，对围岩的扰动比较轻微，围岩松弛带的范围只有普通爆

6、破法的1/91/2；大大地减少了超欠挖量，节约了大量的混凝土和回填片石，加快了施工进度；围岩壁面平整、危石少，减轻了应力集中现象，避免局部塌落，增进了施工安全，并为喷锚支护创造了条件。,(2)光面爆破的主要参数及技术措施 为了获得良好的光面爆破效果，可采取以下技术措施： 适当加密周边眼。 合理确定光面爆破层厚度。 合理用药。用于光面爆破的炸药宜采用低猛度、低爆速、传爆性能好的炸药，在炮眼底部，为了克服眼底岩石的夹制作用，应改用高爆速炸药。,采用小直径药卷不偶合装药结构。在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的小直径药卷连续或间隔装药；此时，药卷与炮眼壁间留有空隙，称之为不偶合装药结构。 保证光面爆破

7、眼同时起爆。使用即发雷管与导爆索起爆是保证光面爆破眼同时起爆的好方法，同段毫秒雷管起爆次之。 要为周边眼光面爆破创造临空面。,(3)预裂爆破 预裂爆破实质上也是光面爆破的一种形式，其爆破原理与光面爆破原理相同。只是在爆破的顺序上，光面爆破是先引爆掏槽眼，接着引爆辅助眼，最后才引爆周边眼；而预裂爆破则是首先引爆周边眼，使沿周边眼的连心线炸出平顺的预裂面。由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼和辅助眼的爆炸波能起反射和缓冲作用，可以减轻爆炸波对围岩的破坏影响，爆破后的开挖面整齐规则。由于成洞过程和破岩条件不同，在减轻对围岩的扰动程度上，预裂爆破较光面爆破的效果更好一些。,预裂爆破适用于稳定性差而又要

8、求控制开挖轮廓的软弱岩层。但预裂爆破的周边眼间和最小抵抗限都要比光面爆破的小，相应地要增多炮眼数量，钻眼工作量增大。 光面爆破顺序：掏槽眼辅助眼周边眼 预裂爆破顺序：周边眼掏槽眼辅助眼,隧道支护与衬砌 一、隧道施工预支护技术 隧道施工过程中，当遇到软弱破碎围岩时，其自支护能力是比较弱的，经常采用的预支护措施有超前锚杆、插板、或小钢管；管棚；超前小导管注浆；开挖工作面及围岩预注浆等。,(一)超前锚杆、小钢管施工技术要点 超前锚杆主要适用于地下水较少的软弱破碎围岩的隧道工程中，也适宜于采用中小型机械施工。,超前锚杆宜采用早强砂浆锚杆，锚杆可用不小于22的螺纹钢筋。,(二)管棚施工技术要点 管棚主要

9、适用于围岩压力来得快、来得大，用于对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中。如土砂质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带、浅埋有显著偏压等围岩的隧道中。此外，在一般无胶结的土及砂质围岩中，可采用插板封闭较为有效；在地下水较多时，则可利用钢管注浆堵水和加固围岩。,短管棚(长度小于lOm的小钢管)一次超前量小，基本上与开挖作业交替进行，占用循环时间较大，但钻孔安装或顶人安装较容易。 长管棚(长度为1045m，直径较粗的钢管)一次超前量大，单次钻孔或打人长钢管的作业时间较长，但减少了安装钢管的次数，减少了与开挖作业之间的干扰。,(三)超前小导管注浆施工技术

10、要点 超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩。但超前小导管注浆对围岩加固的范围和强度是有限的，在围岩条件特别差而变形又严格控制的隧道施工中，超前小导管注浆常常作为一项主要的辅助措施，与管棚结合起来加固围岩。,(四)预注浆加固围岩施工技术要点 预注浆方法是在掌子面前方的围岩中将浆液注入，从而提高了地层的强度、稳定性和抗渗性，形成了较大范围的筒状封闭加固区，然后在其范围内进行开挖作业。 预注浆一般可超前开挖面3050m，也更适用于采用大中型机械化施工。,预注浆加固围岩有洞内超前注浆、地表超前注浆和平导超前注浆三种方式。对于浅埋隧道，可以从地表向隧道所在区域打辐射状或平行状钻孔注浆；对于深埋长大隧道，可设置平行导坑，由平行导坑向正洞所在区域钻孔注浆。,