新奥法与盾构法施工PPT
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隧道新奥法施工技术课件
5、对隧道周边进行位移收敛量测是施工过程中必不可少的一个重要环节，从 现场量测反馈信息及时修改设计和施工方案。同时应及时进行超前地质预 报，及时了解前方围岩情况，对地质变化做出预警。
6、对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过“防、排、截、堵”予以解决，如在两 层衬砌之间设置中间防水层、加密环向盲管、掌子面封闭采用双液注浆等。
（二）新奥法基本概念
以控制爆破（光面支护手段
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：充分发挥围岩的自承能力
（三）新奥法施工核心理念
管超前
严注浆
短进尺
弱爆破
勤量测
快封闭
预沉降 强支护 紧二衬
（四）对新奥法理解
锚喷支护是为了达到保护围岩强度、控制围岩变形 实现发挥围岩自承能力的目的。
可进行深孔爆破爆，爆破次数少，减少扰动
开挖面大，稳定性降低 单循环工作量大，对施工能力要求高 震动大，钻爆设计和控制爆破作业要求较高
六、新奥法的施工要点
1、在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理 利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定。
2、开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。
主要工序
上台阶开挖（预留核心土）
上台阶初期支护
仰拱灌注回填 二衬施工
边墙及仰拱初期支护
核心土开挖 开挖下台阶
环形开挖留核心土法 的特点
台阶相当于短台阶法的台阶长度，减 少了上下台阶的施工干扰，施工速度
可加快。
较侧壁导坑法的机械化程度高。
保留核心土，有助于掌子面的稳定。
稳定性优于超短台阶法
适用于土质、易坍塌软弱围岩
当遇到软弱围岩时需慎重考 虑，必要时应采用辅助施工 措施稳定开挖工作面，以保
6、对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过“防、排、截、堵”予以解决，如在两 层衬砌之间设置中间防水层、加密环向盲管、掌子面封闭采用双液注浆等。
（二）新奥法基本概念
以控制爆破（光面支护手段
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：充分发挥围岩的自承能力
（三）新奥法施工核心理念
管超前
严注浆
短进尺
弱爆破
勤量测
快封闭
预沉降 强支护 紧二衬
（四）对新奥法理解
锚喷支护是为了达到保护围岩强度、控制围岩变形 实现发挥围岩自承能力的目的。
可进行深孔爆破爆，爆破次数少，减少扰动
开挖面大，稳定性降低 单循环工作量大，对施工能力要求高 震动大，钻爆设计和控制爆破作业要求较高
六、新奥法的施工要点
1、在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理 利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定。
2、开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。
主要工序
上台阶开挖（预留核心土）
上台阶初期支护
仰拱灌注回填 二衬施工
边墙及仰拱初期支护
核心土开挖 开挖下台阶
环形开挖留核心土法 的特点
台阶相当于短台阶法的台阶长度，减 少了上下台阶的施工干扰，施工速度
可加快。
较侧壁导坑法的机械化程度高。
保留核心土，有助于掌子面的稳定。
稳定性优于超短台阶法
适用于土质、易坍塌软弱围岩
当遇到软弱围岩时需慎重考 虑，必要时应采用辅助施工 措施稳定开挖工作面，以保
矿山法新奥法施工PPT课件
第六章 地下铁道施工
• 新奥法是一种“概念”或“原则”，而不是一种固定不变的具体施工方法 或技术。
新奥法创始人最初把新奥法作为一种与新型支护有关的隧道修建方法提出 来的。但是，将新奥法仅限于一种特定的施工方法或具体支护技术将会使它的 推行受到很大限制。
第3页/共73页
第四节 矿山法施工
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》把新奥法基本要点简化为4点: 合理地利用围岩的自承能力，保护围岩稳定； 以喷混凝土、锚杆为主要支护手段，及时支护、封闭，使围岩成为支护体系
第19页/共73页
第四节 矿山法施工 2．地层预加固和预支护技术
(1)小导管超前注浆
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第四节 矿山法施工
(2)开挖面深孔注浆
正注浆区域
已注浆区域
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第四节 矿山法施工
(3)管棚超前支护 所谓管棚，就是把一系列直径为70~250mm的钢管，沿隧道外轮廓线或部分
外轮廓线，顺隧道轴线方向依次打入开挖面前方的地层内，以支撑来自外侧的 围岩压力。
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第四节 矿山法施工
④强支护：指在浅埋的松软地层中施工，初期支护必须 十分牢固，具有较大的刚度，以控制开挖初期的变形； ⑤快封闭：指在分部开挖施工中，必须采用临时仰拱封 闭，开挖一环，封闭一环，提高初期支护的承载能力； ⑥勤量测：指对隧道施工过程进行经常性的量测，掌握 施工动态，及时反馈，是浅埋暗挖法施工成败的关键。
（4）开挖方法选择
•地层稳定性较好时，可采用长台阶半断面施工方法 ；
施工机械布置到上台阶进行施工，加快施工进度。 拱部初期支护长时间无法封闭，当拱部地层压力较大，且拱脚部位土体 不能提供足够反力时，整个拱部将连同支护一起下沉，严重时拱脚部位土 体将产生滑移，涌入隧道。 当遇到这种情况时，可施作临时仰拱，形成半断面临时闭合结构，促使 地层稳定。临时仰拱的安设与拆除必然将增加工程量，增大工程费用。
地下工程6盾构法、矿山法、新奥法的区别.21页PPT
地下工程6盾构法、矿山法、新奥法的 区别.
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子பைடு நூலகம்14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
盾构法施工ppt课件
盾构隧道全内衬混凝土现在多采用钢模台车结 合泵送混凝土施工，其施工要点有：
全内衬台模定位立模 浇筑工艺设备准备 预埋件设置 上拱顶混凝土浇筑质量的保证措施 拆模、清理、台模移位
土压平衡式盾构
定义：土压平衡式盾构机用开挖出的土料作为支撑开挖面 稳定的介质， 适用条件：土料具有良好的塑性变形，软稠度，内摩擦角 小及渗透率小。
1932年原苏联开始用直径为6.6~9.5m的盾构先
后在其斯科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道 的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧
道。
1943年修建关门水底隧道直径达6.0m，长1100
多米。
1956年在海州露天矿用直径2.66m的盾构在砂土
层开凿了疏水巷道；
1957年起北京采用直径2.0m、2.6m的盾构施工
由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改 良。改良的方法通常为：加水，膨润土，粘土，聚合物和 泡沫等，
根据土质情况选用。通过这些改良措施，扩大了土压 平衡式盾构机的应用范围。
土压平衡式盾构
土压平衡式盾构机的主要部件
土压平衡盾构机的基本装置是切削刀盘，开挖室以及螺旋输送机等。
土压平衡式盾构
1 切削刀盘
五、盾构机的结构
设置盾构外壳的目的是保护掘削、 排土、推进、施工衬砌等所有作业设 备、装置的安全，故整个外壳用钢板 制作，并用环形梁加固支承。盾构壳 体从工作面开始可分为切口环、支承 环和盾尾三部分。
五、盾构机的结构
盾构纵剖图
切口环、支承环、盾尾三部分组成 切口环：是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类 型的开挖和支承地层的装置 支承环：是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地装有推动 盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置 盾尾：是衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机
山岭隧道常规施工方法—新奥法基本原理(隧道工程施工课件)
紧封闭——一方面指采取喷射混凝土等防护措施， 避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另 一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。
第一节 概述
一、隧道设计施工的两大理论及其发展过程
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方 法、施工技术和施工管理的总称。
隧道施工过程通常包括：在地层中挖出土石， 形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初期支 护和砌筑最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形， 保证隧道长期地安全使用。
隧道施工方法可按以下方式分类：
实施方法：设计、施工和监测三位一体的动态模式。
修 改 施 工 方 案
法 和 顺 序
改 变 开 挖 方
确 施 定开 工施 准工 备 方挖
案
必要时须超前支
护修 参正 数支 初 期 支 护
量 测 监 控
否
是否符 合管理 基准？
防 是水
隔 离 层
二 次 支 护
竣 工
护或预先进行地
层改良
新奥法施工程序
隧道施工应遵循的基本精神和原则
✓支护结封闭时间 ✓1次掘进长度
•必须在施工中进行实地量测监控，及时提出可靠 的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计；
•在施工过程中，必须建立设计－施工检验－地质 预报－量测反馈－修正设计的一体化的施工管理系 统，以不断的提高和完善隧道施工技术；
•选择支护手段，一般应选择大面积、牢固与围岩 紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段；
✓多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合使用 ✓要与钢支撑或格栅等配合使用 ✓临时仰拱也是重要的、不容忽视的支护手段
•在可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分 部的开挖方法；
•在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合 是极为重要的；
第一节 概述
一、隧道设计施工的两大理论及其发展过程
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方 法、施工技术和施工管理的总称。
隧道施工过程通常包括：在地层中挖出土石， 形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初期支 护和砌筑最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形， 保证隧道长期地安全使用。
隧道施工方法可按以下方式分类：
实施方法：设计、施工和监测三位一体的动态模式。
修 改 施 工 方 案
法 和 顺 序
改 变 开 挖 方
确 施 定开 工施 准工 备 方挖
案
必要时须超前支
护修 参正 数支 初 期 支 护
量 测 监 控
否
是否符 合管理 基准？
防 是水
隔 离 层
二 次 支 护
竣 工
护或预先进行地
层改良
新奥法施工程序
隧道施工应遵循的基本精神和原则
✓支护结封闭时间 ✓1次掘进长度
•必须在施工中进行实地量测监控，及时提出可靠 的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计；
•在施工过程中，必须建立设计－施工检验－地质 预报－量测反馈－修正设计的一体化的施工管理系 统，以不断的提高和完善隧道施工技术；
•选择支护手段，一般应选择大面积、牢固与围岩 紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段；
✓多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合使用 ✓要与钢支撑或格栅等配合使用 ✓临时仰拱也是重要的、不容忽视的支护手段
•在可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分 部的开挖方法；
•在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合 是极为重要的；
2 隧道新奥法施工ppt课件
• 3、塌方征兆：拱顶喷混凝土出现对称的能够
向下滑动的剪切破坏时，或侧墙发生向内侧滑动 的剪切破坏，并伴有底鼓景象，都有能够发生塌 方事故
• 周边位移量测
•
隧道内壁面连线方向的位移之和称为收敛。
收敛值为两次量测值之差。
• 目的：根据变形速率判别围岩稳定程度和二次
衬砌的合理施作时机。
• 要求：必需量测准确，计算无误。
第二章 隧道新奥法施工
第二章 隧道新奥法施工
一、新奥法的开展过程 二、新奥法的根本原理 三、锚杆支护机理 四、隧道施工监测
一、新奥法的开展过程
• Rabcewicz最早把新奥法思想用于奥地利阿尔卑斯
山深埋硬岩隧道建立，采用柔性支护旨在充分利 用拱效应—地层的自稳才干；20世纪60年代中期， Muller把新奥法用于法兰克福、慕尼黑等城市地 铁软岩隧道中。由于地表建筑物的存在，这些软 岩隧道的构造设计和施工对地表沉陷有严厉限制。 因此采用地层预加固和具有足够强度的预支护的 方法施工。
问题、钢拱架、底鼓景象
• 目测法危险性判别: • 1、危险性不大的破坏：构筑仰拱后的拱肩部
剪切破坏
• 2、危险性较大的破坏：没有构筑仰拱的情况
下，隧道净空位移速率较大且位移量极大时，拱 顶喷混凝土因受弯曲紧缩而产生的裂隙经常开展 急剧，伴有混凝土碎片剥落，隧道内有异常响动， 烟尘飞扬，漏水量忽然增大
进展动态管理，根据量测信息，预见事故和险情， 以便及时采取措施，防患于未然
• 2、指点施工：量测数据经过分析处置，预测
和确认隧道围岩最终稳定时间，指点施工顺序和 施作二次衬砌时间
• 3、修正设计：根据隧道开挖后的监控量测信
息，进展综合分析，修正支护参数和检验施工与 设计
向下滑动的剪切破坏时，或侧墙发生向内侧滑动 的剪切破坏，并伴有底鼓景象，都有能够发生塌 方事故
• 周边位移量测
•
隧道内壁面连线方向的位移之和称为收敛。
收敛值为两次量测值之差。
• 目的：根据变形速率判别围岩稳定程度和二次
衬砌的合理施作时机。
• 要求：必需量测准确，计算无误。
第二章 隧道新奥法施工
第二章 隧道新奥法施工
一、新奥法的开展过程 二、新奥法的根本原理 三、锚杆支护机理 四、隧道施工监测
一、新奥法的开展过程
• Rabcewicz最早把新奥法思想用于奥地利阿尔卑斯
山深埋硬岩隧道建立，采用柔性支护旨在充分利 用拱效应—地层的自稳才干；20世纪60年代中期， Muller把新奥法用于法兰克福、慕尼黑等城市地 铁软岩隧道中。由于地表建筑物的存在，这些软 岩隧道的构造设计和施工对地表沉陷有严厉限制。 因此采用地层预加固和具有足够强度的预支护的 方法施工。
问题、钢拱架、底鼓景象
• 目测法危险性判别: • 1、危险性不大的破坏：构筑仰拱后的拱肩部
剪切破坏
• 2、危险性较大的破坏：没有构筑仰拱的情况
下，隧道净空位移速率较大且位移量极大时，拱 顶喷混凝土因受弯曲紧缩而产生的裂隙经常开展 急剧，伴有混凝土碎片剥落，隧道内有异常响动， 烟尘飞扬，漏水量忽然增大
进展动态管理，根据量测信息，预见事故和险情， 以便及时采取措施，防患于未然
• 2、指点施工：量测数据经过分析处置，预测
和确认隧道围岩最终稳定时间，指点施工顺序和 施作二次衬砌时间
• 3、修正设计：根据隧道开挖后的监控量测信
息，进展综合分析，修正支护参数和检验施工与 设计
隧道施工方法新奥法ppt课件
第六章 隧道施工方法
第一节 概 述 第二节 新奥法 第三节 超欠挖与塌方 第四节 隧道施工量测与信息反馈 第五节 其他施工方法 第六节 隧道施工过程中的地下水控制 第七节 隧道施工过程中的通风与防尘 第八节 隧道施工预支护措施
第一节 概 述
一、隧道工程施工的特点
1. 隐蔽性大 2. 作业的循环性强 3. 作业空间有限 4. 作业的综合性 5. 施工是动态的 6. 作业环境恶劣 7. 作业的风险性大 8. 气候影响小
1
1
2
2
B
1～5B
3 . 超短台阶法
上台阶长度仅为3～5m。 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工
干扰大。 适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)
1
1
2
2
B
<B或3～5m
短台阶施工注意：
① 下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行； ② 开挖后要及时喷砼，暴露时间愈长愈不安全； ③ 量测要及时，当位移速度加快时，应立即采取措施。
凿岩台车作业
机械化衬砌作业线
以四臂凿岩台车为龙头的双线隧道无轨运输机械化作业线
机械化出渣作业线
机械化衬砌作业线
四臂凿岩台车作业
(二) 台阶开挖法
台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两 次开挖成型。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法 等三种。
选择台阶长度的条件：
（1）初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时 间要求越短 （2）上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场 地大小的要求
二、隧道施工方法及其选择
矿山法因最早应用于矿石开采而得名，由于在这种方法中， 多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。 有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将新奥法从矿 山法中分出另立系统。
第一节 概 述 第二节 新奥法 第三节 超欠挖与塌方 第四节 隧道施工量测与信息反馈 第五节 其他施工方法 第六节 隧道施工过程中的地下水控制 第七节 隧道施工过程中的通风与防尘 第八节 隧道施工预支护措施
第一节 概 述
一、隧道工程施工的特点
1. 隐蔽性大 2. 作业的循环性强 3. 作业空间有限 4. 作业的综合性 5. 施工是动态的 6. 作业环境恶劣 7. 作业的风险性大 8. 气候影响小
1
1
2
2
B
1～5B
3 . 超短台阶法
上台阶长度仅为3～5m。 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工
干扰大。 适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)
1
1
2
2
B
<B或3～5m
短台阶施工注意：
① 下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行； ② 开挖后要及时喷砼，暴露时间愈长愈不安全； ③ 量测要及时，当位移速度加快时，应立即采取措施。
凿岩台车作业
机械化衬砌作业线
以四臂凿岩台车为龙头的双线隧道无轨运输机械化作业线
机械化出渣作业线
机械化衬砌作业线
四臂凿岩台车作业
(二) 台阶开挖法
台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两 次开挖成型。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法 等三种。
选择台阶长度的条件：
（1）初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时 间要求越短 （2）上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场 地大小的要求
二、隧道施工方法及其选择
矿山法因最早应用于矿石开采而得名，由于在这种方法中， 多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。 有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将新奥法从矿 山法中分出另立系统。
盾构法施工(新手能看懂)PPT课件
盾构法隧道施工技术讲座
讲座内容
盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展 动向
盾构法隧道的基本原理及特点 盾构机的分类及选型 盾构施工关键技术
➢18Байду номын сангаас纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于 1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划 受挫，4年后Torevix决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次 开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工 到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内 没有任何进展。
36板钢板与洞圈采用段焊当焊接完毕后用速凝水泥封堵弧形钢板上的所有间隙此时洞圈封堵完毕准备开始进行壁后注浆隧道内注浆的同时考虑到浆液有可能顺着盾壳和管片间的间隙流出所以在钢板上下左右4个位置开设注浆孔在必要时进行补压浆浆液达到设定强度时开始二次进洞防止管片被拉开的措施为防止盾构完全进洞后千斤顶离开管片管片反作用力的释放而拉开管片间的间隙造成渗漏水现象在管片的纵向螺栓上焊接根拉杆上部焊接两根左右腰部各焊接一根把最后2环管片连接一起先连接环到环为保险起见此后每拼装好一环就焊拉杆连接管片脱出盾尾后螺栓有可能松动也会造成渗漏水现象所以要加强对螺栓复紧补紧
➢1818年，Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启发，在此 基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，
Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道 的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展 顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了 失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工， 终于在1841年贯通隧道。 ➢自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他 已是72岁的老人。 Brunel对盾构工法的贡献极为卓著，这是后人的一致评价。
讲座内容
盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展 动向
盾构法隧道的基本原理及特点 盾构机的分类及选型 盾构施工关键技术
➢18Байду номын сангаас纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于 1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划 受挫，4年后Torevix决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次 开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工 到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内 没有任何进展。
36板钢板与洞圈采用段焊当焊接完毕后用速凝水泥封堵弧形钢板上的所有间隙此时洞圈封堵完毕准备开始进行壁后注浆隧道内注浆的同时考虑到浆液有可能顺着盾壳和管片间的间隙流出所以在钢板上下左右4个位置开设注浆孔在必要时进行补压浆浆液达到设定强度时开始二次进洞防止管片被拉开的措施为防止盾构完全进洞后千斤顶离开管片管片反作用力的释放而拉开管片间的间隙造成渗漏水现象在管片的纵向螺栓上焊接根拉杆上部焊接两根左右腰部各焊接一根把最后2环管片连接一起先连接环到环为保险起见此后每拼装好一环就焊拉杆连接管片脱出盾尾后螺栓有可能松动也会造成渗漏水现象所以要加强对螺栓复紧补紧
➢1818年，Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启发，在此 基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，
Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道 的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展 顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了 失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工， 终于在1841年贯通隧道。 ➢自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他 已是72岁的老人。 Brunel对盾构工法的贡献极为卓著，这是后人的一致评价。
隧道施工新奥法、盾构法、TBM、浅埋暗挖法施工方法(121页)
工作示意图
竖井施工
竖井施工
盾构机安装
安装就位
推进
沙土搬运和管片运输
沙土搬运
衬砌
衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等 材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利 渠道中。衬砌简单说来就是内衬，常见的就是用砌块衬砌，可以是预 应力高压灌浆素混凝土衬砌。
探导坑。 美国罗宾斯(Robbins)公司1952年研制出第一台软岩TBM，1956年又成功研制
中硬岩TBM。
2020/5/12
53
TBM法的概述与应用
土压平衡盾构机结构图
刀盘
盾尾
施工
1.在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个竖井，城市地铁一般利用 车站的端头作为始发或到达的竖井； 2.盾构在始发竖井内安装就位； 3.依靠盾构千斤顶推力（作用在竖井后壁或新拼装好的衬砌上）将盾 构从始发工作井的墙壁开孔处推出； 4.盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土（泥）和 安装衬砌管片； 5.及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置； 6.盾构进入到达竖井并被拆除，如施工需要，也可穿越竖井再向前推 进。
管片
管片运输
管片运输
管片运输
管片拼装
管片拼装
盾构到达竖井
TBM
TBM发展历史简介
隧道掘进机(Tunnel Boring Machine )是一种用机械破碎岩石、出碴与支护 实行连续作业的综合设备，它是由盾构技术发展而来的。
1818年英国布鲁诺(Brunel)受蛀虫钻孔启示，最早提出盾构雏形与施工方法。 1846年意大利人Maus发明隧道掘进机(盾构)。 1851年美国人查理士·威尔逊研制出TBM试用于花岗岩掘进未获成功。 1881年波蒙特开发出压缩空气式TBM，成功用于英吉利海峡隧道直径2.1m的勘
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水平眼
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● 适用条件：
相对于全断面法来说，长台阶法一次 开挖的断面和高度都比较小，只需配备中 型钻孔台车即可施工，对维持开挖面的稳 定也十分有利。它的适用范围较全断面法 广泛，凡是在全断面法中开挖面不能自稳， 但围岩坚硬不用底拱封闭断面的情况，都 可采用长台阶法。
⑴ 长台阶法 这种方法是将断面分成上半断面和下 半断面两部分进行开挖，上、下断面相 距较远，一段上台阶超前50m以上或大 于5倍洞跨。
● 爆破炮眼布置形式
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插眼（垂直眼）
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垂直眼
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四、新奥法施工方法
新奥法施工，按其开挖断面的大小及
位置，基本上又可分为：全断面法、 台阶法、分部开挖法三大类及若干变 化方案。
1、全断面开挖方法：
按隧道设计轮廓线一次爆破成型的 施工方法，适用于较完整的、坚硬围 岩，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩。
全断面开挖的优点： ● 工序少，相互干扰少，便于组织施工 和管理； ● 工作空间大，便于大型机械化施工 ； ● 施工进度高，目前，我国公路隧道一 般都能保持月进成洞平均150m左右，高 者已接近300m／月。 ● 施工环境较好
内容就是充分发挥围岩的自承能力。
对于新奥法的理解：
1）新奥法是修建隧道的一种理论，包含 设计与施工内容的隧道工程新概念； 2）使用新奥法必须使用喷锚支护结构；
3）锚杆、喷射混凝土、施工量测是新奥 法的三大要素。
传统矿山法与新奥法施工的区别
相同： 均属于钻爆法。 不相同：对围岩的认识和处理上不同。 解释：
表 6-2 传统矿山法与新奥法施工的区别 新奥法 支 护 临时支护 永久支护 闭合支护 控制爆破 量测 施工方法 喷锚支护 复合式衬砌 强调 必须采用 必须采用 分块较少 传统矿山法 木支撑为主、钢支撑 单层模注混凝土衬砌 不强调 可采用 无 分块较多
施工程序
二、新奥法主要原则
1、 最大限度地保持围岩的固有强度，以发挥围
围岩周边位移量测 位移 量测 拱顶下沉量测 地表下沉量测应力 围岩内部位移量测应力 围岩压力量测 锚杆轴力量测 钢支撑应力量测
应力
量测
喷锚混凝土应力量测 二次衬砌应力量测 初期支护与二次衬砌间压力量测 红色标志的为必测项目 其他为测项目
5、支护结构及时闭合，形成整体 6、采用复合式衬砌 7、岩层内的渗透水压力，必须采取排水措施来降低。
岩的自承能力。
2、预计围岩有较大变形和松弛时，应对开挖
面施作保护层，而且应在恰当的时候敷设， 过早或过迟均不利。 3、衬砌需要加强的区段，不是增大混凝土的 厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆，使隧道 全长范围采用大致相同的开挖断面。
4、为正确掌握和评价围岩与支护的时间特性，
可在进行室内试验的同时，在现场进行量测。
盾构法与隧道掘进机法(TBM)的区别
相同：隧道全断面掘进。 主要区别如下： 1.适用工程：TBM用于硬岩，盾构机用于土 层的挖掘。 2.两者的掘进、平衡、支护系统都不一样。 3.TBM比盾构技术更先进、更复杂。 4.工作环境：TBM是硬岩掘进机，一般用在 山岭隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进 机，主要是城市地铁及小型管道。
勤量测、紧封闭”。
新奥法的基本要点可工的基本原则
“少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”
少扰动：尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动 范围、扰动持续时间。 早支护：开挖后及时做适时初期喷锚支护，使围岩的变 形进入受控制状态。 勤量测：以直观、可靠的测量方法和量测数据准确评价 围岩的稳定状态，或判定其动态发展趋势，以便及时调 整支护形式和开挖方法，确保施工得以安全顺利进行。 紧封闭：尽快形成对围岩的封闭形支护，有效控制围岩 变形，使围岩和支护共同进入良好状态。
全断面开挖的缺点：
● 开挖面较大，围岩相对稳定性低； ● 循环工作量较大，要求施工单位有较 强的开挖、出渣、运输、支护能力； ● 采用深孔爆破时，产生的爆破震动较 大，对钻爆设计和控制爆破作业要求较高。
开挖施工程序
① 用钻孔台车，钻眼，然后装药、联接导火线； ② 退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断 面； ③ 排除危石； ④安设拱部锚杆和喷第一层混凝土； ⑤用装碴机将石碴装入出碴车，运出洞外； ⑥安设边墙锚杆和喷混凝土； ⑦必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土； ⑧开始下一轮循环； ⑨在初期支护变形稳定后，或按施工组织中规定日期 灌注内层衬砌。
第二讲 新奥法
40分钟
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隧道工程特点：
全部为隐蔽工程;工作面少;施工环境差;不受季 节变换及气候变化影响;施工地偏僻;建成就难以更改。 新奥法 传统矿山法 隧道掘进机法 盾构法 明挖法 盖挖法 浅埋暗挖法 地下连续墙
隧 道 施 工 方 法
隧道掘进机法
盾构机
2、台阶法
台阶法是新奥法中使用性最广的施工方法。 台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短 台阶法等三种，其划分一般是根据台阶长 度来决定的。 ● 适用条件
跨度较大，围岩较破碎的情况， Ⅳ 、Ⅴ 级围岩 。
● 选择何种台阶法，取决于以下条件：
★ 初期支护形成闭合断面的时间要求， 围岩越差，闭合时间要求越短； ★ 上断面施工所用的开挖、支护、出 碴等机械设备对施工场地大小的要求。
新奥法 (New Austrian Tunneling
Method——NATM)
一、基本概念
以控制爆破(光面爆破\预裂爆破)为开挖手 段；以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，通 过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和 变动施工方法的一种隧道施工方法，同时它又 是一系列指导隧道设计和施工的原则。其核心
采用全断面法应注意下列问题：
●摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好 应急措施（包括改变施工方法等），以确保 施工安全； ● 各种施工机械设备务求配套，以充分发 挥机械设备的效率； ● 加强各项辅助作业，尤其加强施工通风， 保证工作面有足够新鲜空气； ● 加强对施工人员的技术培训， 增强施工 人员对新奥法的理解； ●选择支护类型时，优先考虑锚杆和喷射混 凝土、挂网、拱架等支护方法。