区间隧道施工

造价高﹑使用范围小﹑岩石依赖性大﹑技术要 求高
图5-34 护盾式掘进机改造(T2)
图5-35 TBM作业程序示意图
二、软土地区深埋隧道的施工
⒈盾构法
盾构机(Shield machine)：软土地层隧道施工
a. 50年代前，手工掘进的闭胸﹑敞胸或网格式
盾构。 b. 60年代末，土压平衡盾构﹑泥水盾构。 c. 80年代，全自动的现代化盾构。
图5-38 盾构碴土传输系统
④衬砌分为：铸铁管片﹑钢管片﹑钢筋混凝土预 制管片和现浇钢纤维混凝土衬砌。 2)盾构机基本构造
壳体、排土系统、推进系统、衬砌拼装系统和 辅助注浆系统。 ⑵盾构法隧道的施工 1)盾构进出工作井 ①盾构进出工作井前后50m是施工最困难的地段 之一。
②盾构进出工作井必须解决： a.封门材料选择和制作； b.洞周土体的滑移和沉陷； c.盾构水平和竖直方向的偏移。
图5－39为盾构机进出工作井的示意图。 ③洞周加固的方法：
a.化学加固方法：注浆加固、深层搅拌桩、旋喷 桩等；
(1)盾构的分类和组成
1)盾构分类 ①按照盾构机挖土的方式：手工挖土、分断面机 械开挖、全断面开挖三类，如图5－36。 ②按照开挖面土体支撑保持稳定方法：敞口盾构、 机械支撑盾构、气压、液压和土压平衡盾构，如 图5－37。 ③按照开挖土体废料装卸方式的不同，盾构机分 为如图5－38的不同类型。
图5-36 盾构机不同的挖土方式
第四节 区间隧道的施工
请牢记：适用于地铁车站的 施工方法也适用于地铁区间 隧道的施工。
本节主要内容： 一、山岭地区区间隧道的施工 二、软土地区深埋隧道的施工 三、水下沉管隧道施工 四、地铁区间隧道联络通道施工
一、山岭地区区间隧道的施工
⒈矿山法
深埋于坚硬岩体中的区间隧道，采用传统钻 爆法或悬臂式和门架式多臂凿岩车钻眼爆破，使 用人工或装渣机出渣，大型自卸柴油车运输的开 挖方法。又称钻爆法。 a.基本工序：钻孔﹑装药﹑放炮散烟﹑出渣﹑支 护﹑衬砌。 b.辅助工序：测量放线﹑通风﹑排水﹑监测等。
②造价高，施工机械化自动化程度高；
③我国的秦岭隧道1号线采用了TBM施工，月平 均276m，最高月进度达402m。
⑴TBM的组成： 分为敞开式﹑顶部保护式﹑护盾式。
图5－34是英国海峡隧道法国端使用的护盾式 掘进机(T2)。 ⑵掘进机施工作业程序：
正常条件下TBM作业程序如图5－35所示。 ⑶隧道施工存在的问题及对策：
⑴钻眼、爆破和开挖 ①围岩稳定或基本稳定，开挖面不大，采用全断 面一次钻爆； ②断面高度较大时采用台阶施工法。 ③地质条件复杂，断面较大，采用导洞施工法。 图5－31为某隧道采用导洞法施工程序示意图。
如图，先掘一定深 度(1.5～2.5m)的小断 面巷道，然后再 开帮 挑顶或卧底，将洞室 扩大到设计断面。
图5-31 某隧道开挖顺序图 1-下导洞；2-开帮；3-墙部光 面层；4-挑顶；5-顶部光面层
④采用光面爆破技术，断面较圆滑规则。
a.光面爆破对钻眼质量﹑装药的结构及爆破方式 要求严格。
b.周边眼的最小抵抗线，炮眼间距和装药结构是 影响光爆效果的三要素。
c.区间隧道的光面爆破通常采用微差爆破法，起 爆顺序分为正序起爆和反序起爆。
②正确运用围岩﹑支护共同作用原理，恰当利用 岩体蠕变发展规律。
③把监测作为必要手段，始终监测支护的位移和 压力变化。
④强调封底重要性，务必封底。
⑤施工﹑设计﹑监测三结合。 新奥法的典型施工顺序如图5－33所示。
图5-33 新奥法典型施工顺序(尺寸单位：cm)
⒉隧道掘进机施工法(TBM法) ①隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)适用于中等 坚硬岩石中隧道的施工；
周边最小 抵抗线 W(cm)
周边孔密 周边眼装 集系数 药集中度 m=E/W q(kg/m)
硬岩
＞60 1.25~1.5 55~70
70~85 0.8~1.0 0.30~0.35
中硬岩 30~60 1.5~2.0 45~60
60~75 0.8~1.0 0.20~0.30
软岩
≤30 2.0~2.5 30~50 40~60 0.5~0.8 0.07~0.20
d.正序起爆即先掏槽孔，再辅助孔，最后周边孔；
e.反序起爆即先周边孔，再掏槽孔和辅助孔，又 称预裂光面爆破。
施工中光面爆破参数的设计应采用工程类比
法或试验方法确定，如无条件试验时，可参照 表5－13选用爆破参数。
光面爆破参数
表5-13
参数 单轴抗压
强度
岩石
kb(MPa)
装药不 耦合系
数
K
周边眼间 距E(cm)
⑴对中硬岩石隧道，可采用一次爆破，炮眼深度为3 ～5m;
⑵对于软岩工程，可采用半断面或台阶开挖，一般为 1.0～3.0m的浅孔爆破。
通常光面爆破效果应达到表5－14的指标。
光面爆破效果
表5-14
序号
项目
硬岩
中硬岩
软岩
1
平均超挖量(cm)
10
15
10
2
最大超挖量(cm)
20
25
15
3
周边孔痕率(cm)
≥80
≥60
4
局部欠挖量(cm)
5
5
炮眼利用率
90
5
5
90
90
⑵独臂钻的开挖施工 ①适用于开挖软岩，速度甚快； ②不适用于地下水较多﹑围岩不太稳定的地层。 ⑶天井钻的开挖施工 ①专门用来开挖竖井或斜井的大型钻具； ②适宜钻通风竖井或钻大型竖井斜井的导洞。 ⑷喷锚支护及现浇混凝土衬砌 1)喷锚支护 ①Βιβλιοθήκη Baidu喷支护多为初期支护，包括锚杆的安装﹑悬 挂钢丝网﹑喷混凝土三道工序。
a1-敞口；a2-工作平台；a3-带支撑的平台；b1-分断面机械开挖和支撑 ；b2-可移动的分断面开挖机；b3-累计分断面开挖；c1-带刮刀全断面开 挖轮盘支撑开挖面；c2-带刀盘全断面开挖；c3-带滚刀掘进头全断面开
图5-37 盾构开挖工作面平衡系统
a)边坡；b)机械支承；c)压缩空气支承；d)泥水压力支随便；e)土压平衡
②锚杆主要三种：全长粘结式锚杆﹑端头锚固型锚 杆﹑楔缝式或胀壳式摩擦型锚杆。 ③喷射混凝土可分为干喷﹑潮喷﹑湿喷三种方式， 湿喷工艺流程如图5－32， 2)混凝土衬砌
图5-32 湿喷工艺流程
⑸新奥法 1)新奥法(NATM)是新奥地利隧洞施工法的简称。 2)新奥法的主要原则是：
①充分利用岩体的强度，发挥岩体的自承能力。