隧道工程新奥法施工方法(6种)详解
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称引言新奥地利隧道施工方法(NATM)是一种在隧道工程中常用的施工方法,它是在20世纪60年代和70年代由奥地利工程师和科学家们开发出来的。
这种方法在全球范围内得到了广泛应用,并取得了显著的成果。
本文将详细介绍新奥地利隧道施工方法的特点、原理及应用,并对其优缺点进行讨论。
一、新奥地利隧道施工方法的特点1. 整体式施工新奥地利隧道施工方法采用的是整体式施工,相对于传统的分阶段施工方法,它可以减少施工期间的地表沉降和变形。
这是由于NATM方法可以在开挖隧道的同时对周围的土层进行支护,从而减少了地表和周围建筑物的影响和损害。
2. 土力支撑结构NATM方法采用土力支撑结构作为隧道的主要支护形式。
这些支撑结构通常由钢筋混凝土或喷射混凝土构成,能够提供足够的强度和刚度来承受隧道围岩的压力。
此外,土力支撑结构还可以通过控制隧道周围的地下水位和渗流,降低地下水的涌入和侵蚀,从而提高隧道的稳定性。
3. 灵活的设计NATM方法允许根据实际施工情况进行灵活的设计和调整。
施工过程中可以根据地质条件和围岩变化进行随时调整,通过合理的支护和加固措施来解决工程施工中出现的问题。
这种灵活性可以使施工更加安全高效,也可以避免不必要的成本和时间浪费。
二、新奥地利隧道施工方法的原理1. 地质调查和监测在NATM方法中,地质调查是至关重要的一步。
通过详细的地质勘探和工程地质分析,可以确定隧道施工中可能遇到的地质问题,如岩类性质、断层、地下水等。
同时,还需要进行地表和隧道周围的监测,及时掌握地表沉降、围岩变形和地下水位等数据,以便进行合理的设计和施工调整。
2. 钻孔爆破在NATM方法中,钻孔爆破是常用的隧道开挖方式之一。
通过在地下岩层中钻孔,并通过爆破将岩石破碎,然后进行清理和支护,最终实现隧道的开挖。
这种方法可以高效地进行大规模的隧道掘进,但需要控制好爆破条件,以防止岩层的过度破碎和隧道的不稳定。
3. 支护和加固隧道开挖完毕后,需要进行支护和加固工作,以确保隧道的稳定性。
新奥法施工的几种开挖方法总结
新奥法隧道开挖几种方法初次接触隧道工程,感触颇深,在从事隧道试验检测工作的同时,我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验,在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下,而更多的东西还要靠自己去领悟,去学习。
自己总结了隧道工程的一些开挖方法,加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。
在当前的施工实践中,从施工造价及施工速度考虑,施工方法的选择顺序为:全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑,其选择顺序应反过来。
如何正确选择,应根据实际情况综合考虑,但必须符合安全、快速、质量和环保的要求,达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。
适用条件:(1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于lkm,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。
隧道机械化施工,有三条主要作业线,见表全断面法施工特点(1)开挖断面与作业空间大、干扰小;(2)有条件充分使用机械,减少人力;(3)工序少,便于施工组织与管理,改善劳动条件;(4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。
至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个条件来决定:⑴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;⑵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。
在软弱围岩中应以前一条为主,兼顾后者,确保施工安全。
【隧道方案】“新奥法”隧道施工方案
隧道施工方案1洞身开挖施工1.1洞身开挖根据隧道各里程段的特点及围岩情况,各级围岩段采用相宜的开挖和超前支护方法,短进尺、强支护,确保施工安全。
隧道洞身开挖严格按照“新奥法”原理组织施工。
机械化掘进,机械化装运。
Ⅴ级围岩断层破碎带、浅埋或偏压地段采用单侧壁或双侧壁导坑法施工;Ⅳ级围岩其余地段采用三台阶临时仰拱封闭法施工。
Ⅲ级围岩地段采用短台阶法施工,必要时预留核心土分部开挖。
岩层稳定且完整性较好的Ⅱ级围岩全断面法施工。
开挖采用凿岩台车钻眼,人工装药并连接起爆网络实施光面爆破,爆破施工遵循短进尺、强支护、弱爆破、勤量测的原则。
装载机装碴,大型自卸汽车运输出洞。
洞身开挖施工中严格控制开挖断面,控制超欠挖。
经监理工程师确认不影响衬砌结构的稳定和强度时,岩石个别突出部分(每平米内不大于0.1m)可侵入衬砌不大于50mm。
拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
为保持断面稳定和节约成本,施工中严格控制超挖量,使断面圆顺平整。
1.1.1Ⅱ级围岩全断面法施工Ⅱ级围岩完整、稳定,采用全断面法施工。
全断面法施工工序简单,工作面宽敞,运输、通风、排水方便,管路易于布置,便于进行机械化施工。
全断面开挖断面图。
a 、施工方法采用凿眼台车或作业台车配合人工手持风钻进行钻眼,进尺可以控制在2~4m 。
爆破后机械出碴装运至弃碴场,进行网、锚、喷混凝土初期支护。
一般适合采用全断面施工的围岩,其支护参数多为系统锚杆和网喷混凝土联合支护。
因此全断面施工工序简单:钻眼爆破→出碴→网、锚、喷支护→进入下一循环钻爆。
b 、施工工艺施工工艺见全断面开挖施工工艺流程图ⅢⅡⅠⅡⅢⅠ图2.3-01 全断面法开挖断面图二次衬砌初期支护网喷混凝土系统锚杆全断面开挖施工工艺流程图c、作业要点(1)测量放线在开挖面上进行测量并绘出中线与水平线,水平线可绘在轨平高度上,然后绘出开挖断面轮廓线,在按照钻爆设计准确标出炮眼位置,炮位误差不应大于5cm。
最好采用激光导向和幻灯布眼,以减少测量放线的时间,并提高炮眼位置的精度。
隧道新奥法施工的原理及常见施工方法
管德鹏
云南.保山.2011.10
新奥法的发展
• 新奥法的发展可谓历尽坎坷。1951~ 1953 年建成的伊泽雷阿尔斯电站的压力隧洞, 采用锚杆支护取得成功。径向设置 的锚杆与隧道的围岩及喷射混凝土一起形成了一个拱圈。 可以说, 锚喷支护的发展直接为新奥法理论奠定了基础。新 奥法自1958 年申请专利以来, 在奥地利、德国、日本、中国、 英国、美国、意大利、法国、瑞士、巴基斯坦、希腊、韩 国等国家得到了应用。应用的隧道类型有: 水工隧洞、公路 隧道、铁路隧道、地铁隧道以及几乎所有其它的地下工程。 新奥法开始在岩质较好的地层中应用, 后来随着经验的不断 丰富, 较差地层中也开始应用新奥法并获得成功。
新奥法的发展
理论研究表明,塑性强化区和弹性区是围岩承载的主体,塑性软化区 是支护的对象。 围岩处于塑性软化变形阶段时,岩石已破碎,围压较低,围岩变形处于非 稳定状态,其承载力来源于破裂面的摩擦力。软化区的承载力具有双重作用, 一是有利于自身的稳定,但必须通过施加支护才能实现软化区围岩的稳定; 二是软化区对强化区围岩具有作用力,增大了强化区围压,提高围岩强度, 促进强化区围压进入稳定状态。 因此软化区工作状态对强化区的承载力有重要影响。 强化区围压较软化区大,围岩结构面处于紧密挤压状态,围岩变形处于稳 定状态,是主要的承载区之一。强化区对弹性区围岩具有支撑作用,增大了 弹性区围压,提高了岩体屈服强度,促使弹性区的形成。弹性区围压高于软 化区、强化区,使得围岩处于弹性工作状态,岩体应力和变形关系服从胡克 定律,是主要承载区之一。
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新奥法的基本要点及解读
• 为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。 一方面允许变形,使围岩中能形成承载环;另一方面又必 须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能 力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加 强的柔性支护结构,例如,锚喷支护等。这样,就能通过 调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭 合时间)来控制岩体的变形。 • 必须理解:这是对硬岩的要求。 • 必须延伸:软岩不允许变形,必须采用刚性支护
隧道工程施工技术介绍
一、隧道施工方法1. 新奥法施工技术:新奥法是一种综合性的隧道施工方法,以围岩稳定理论为基础,采用全断面开挖、分步支护、适时衬砌的施工工艺。
该方法适用于围岩条件较好、跨度较小的隧道工程。
2. 盾构法施工技术:盾构法是一种隧道施工方法,通过盾构机在地下掘进,实现隧道的快速施工。
盾构法适用于地下水位较高、地质条件复杂、施工环境受限的隧道工程。
3. 沉管法施工技术:沉管法是一种水下隧道施工方法,通过将预制好的管道沉入水底,实现隧道的建设。
该方法适用于水下隧道工程。
4. 明挖法施工技术:明挖法是在地面进行隧道施工,将隧道结构物暴露于地表,然后进行开挖、支护和衬砌等工序。
该方法适用于地质条件较好、施工场地宽敞的隧道工程。
5. 盖挖法施工技术:盖挖法是一种隧道施工方法,先在地下进行隧道结构物的施工,然后再将地面恢复原状。
该方法适用于城市中心区域、交通繁忙路段的隧道工程。
6. 浅埋暗挖法施工技术:浅埋暗挖法是一种适用于浅埋隧道施工的方法,通过在地下进行隧道结构物的施工,减少对地表的影响。
该方法适用于地质条件较差、施工场地受限的隧道工程。
7. 地下连续墙法施工技术:地下连续墙法是一种隧道施工方法,通过在地下形成连续的墙体,实现隧道的施工。
该方法适用于地质条件复杂、施工环境受限的隧道工程。
二、隧道施工关键技术1. 围岩稳定性分析:通过分析围岩的力学特性、地质条件等,确定合理的施工方案和支护措施。
2. 施工监控量测:通过实时监测隧道施工过程中的围岩变形、支护结构受力等数据,为施工决策提供依据。
3. 光面爆破技术:采用光面爆破技术,提高爆破效果,降低爆破振动和噪声,保护周边环境。
4. 水文地质处理:针对隧道施工过程中可能出现的水文地质问题,采取相应的处理措施,确保施工安全。
5. 机电安装技术:在隧道施工过程中,对通风、照明、消防、供配电等机电设施进行安装,确保隧道正常运行。
总之,隧道工程施工技术涉及多个方面,需要综合考虑地质条件、施工环境、施工工艺等因素,确保隧道工程的顺利进行。
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)
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;
公路隧道新奥法施工技术培训(附简图)
公路隧道新奥法施工技术培训(附简图)2017、11、15一、新奥法得基本概念新奥法就是应用岩体力学理论,以维护与利用围岩得自承能力为基点,采用锚杆与喷射混凝土为主要支护手段,及时进行支护,控制围岩得变形与松弛,使围岩成为支护体系得组成部分,并通过对围岩与支护得量测、监控来指导隧道施工与地下工程设计施工得方法与原则。
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)与交叉中隔墙法(简称CRD法)、双侧壁导坑法。
二、新奥法施工得要点(一)在隧道得整个支护体系中,围岩就是承载结构得一部分,施工中要合理利用围岩得自承能力,保持围岩得稳定;(二)隧道开挖时,应尽可能减轻对隧道围岩得扰动或尽可能不破坏围岩得强度。
(三)允许围岩有一定得变形,初期支护应尽量做成柔性得,以便与围岩紧密接触,共同变形与共同承载,充分围岩得自身承载作用。
(四)洞室开挖后及时施作初期支护,封闭围岩表面,抑制围岩体得早期变形,待围岩稳定后,再进行二次衬砌,但遇软弱围岩特别就是洞口段衬砌要紧跟。
(五)隧道得几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构得计算条件,因此,要尽可能使结构做得圆顺(如做成圆形或椭圆形得),不产生突出得拐角,避免产生应力集中现象。
同时,尽早使衬砌结构闭合(封底),以形成承载环;(六)对隧道周边进行位移收敛量测就是施工过程中必不可少得一个重要环节,从现场量测反馈信息及时修改设计与施工方案。
(七)对外层衬砌周围岩体得渗水,要通过足够得“排堵措施”予以解决,如在两层衬砌之间设置中间防水层等。
三、新奥法施工方法全断面法(一)全断面法得概念及适用条件全断面法全称为“全断面一次开挖法”,即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型得方法,如图1所示。
全断面法常适用于Ⅰ~Ⅲ级硬岩得石质隧道,可采用深孔爆破施工。
图1 全断面施工方法1-全断面开挖;2-锚喷支护;3-模筑混凝土(二)全断面法得优缺点优点:较大得作业空间,有利于采用大型配套机械化作业,提高施工速度,工序少,干扰少,便于施工组织与管理,采用深孔爆破时,可加快掘进速度,对围岩得震动次数较少,有利于围岩稳定。
新奥法
3、分部开挖法
分部开挖法可分为三种变化方案: 台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧 壁导坑法 。
工字钢
核心土
临时工作平台
⑴ 台阶分部开挖法(弧形导坑法)
又称环形开挖留核心土法,一般将断 面分成为环形拱部(图中的1、2、3)、上 部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分。根 据断面的大小,环形拱部又可分成几块交 替开挖。环形开挖进尺为0.5-1.0m,不 宜过长。上部核心土和下台阶的距离,一 般为1倍洞跨。
施工程序
二、新奥法原则: 1、 最大限度地保持围岩的固有强度,以发挥围
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。
● 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
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。
当隧道跨度很大,或环境要求,或地 表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧 壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双 侧壁导坑法。现场实测表明,双侧壁导坑 法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2 左右。
这种方法也是分成上下两部分,但 上台阶仅超前3~5m,只能采用交替作 业。
● 适用条件
超短台阶法适用于膨胀性围岩和 土质围岩,要求及早闭合断面的场 合。当然,也适用于机械化程度不 高的各类围岩地段。
公路隧道新奥法各种施工方法比较
公路隧道新奥法各种施工方法比较新奥法的特征之一是采用现场监控,量测信息指导施工,即通过对隧道施工中量测收据和对开挖面的地质观察等进行预测、预报和反馈。
并根据已建立的量测为基准,对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等进行合理调整,以保证施工安全,坑道围岩稳定、工程质量和支护结构的经济性等。
笔者对承(承德)赤(赤峰)东线茅荆坝隧道采用新奥法基本施工方法作了调查总结,综合出公路隧道采用新奥法施工的种类及选用不同基本施工方法的特点及注意事项。
一、隧道施工方法选择隧道施工方法的选择,主要根据工程地质及水文地质条件、施工条件、围岩类别、隧道埋置深度、隧道断面尺寸大小和长度衬砌类型,应以施工安全为前提及以工程质量为核心,并结合隧道的使用功能,施工技术水平、施工机械装备、工期要求和经济可行性等因素综合考虑研究选用。
当选择施工方法因隧道施工对周围环境产生不利影响时,也应把隧道工程的环境条件作为选择施工方法的因素之一,同时应考虑围岩变化时施工方法的适用性及其变更的可能性,以免造成隧道工程失误和增加不必要的工程投资。
采用新奥法施工时,还应考虑施工全过程中的辅助作业方式和对围岩变化的量测监控方法,以及隧道穿越特殊地质地段时的施工手段等进行合理的选择。
二、新奥法隧道施工方法方案隧道新奥法施工常用方法大致分为全断面法、台阶法和分部开挖法三大类及若干变化方案。
(一)全断面法。
即全断面开挖法,是指按设计开挖面一次开挖成型。
其开挖顺序是全断面开挖,锚喷支护,灌筑砼衬砌。
常选用于Ⅳ-Ⅵ类硬岩的石质隧道,该法可以采用深孔爆破。
全断面开挖法有较大的作业空间,有利于采用大型配套机械化作业,提高施工速度,且工序少、干扰少,便于施工组织和管理。
缺点是由于开挖面积较大,围岩相对稳定性降低,且每循环工作量相对较大,因此就要求施工单位应具有较强的开挖、出渣与运输及支护能力,茅荆坝Ⅵ:V类围岩中采用了全断面开挖,达到了预期效果。
全断面施工开挖工作面大,钻爆施工效率较高,采用深眼爆破可加快掘进速度,且爆破对围岩的振动次数较少,有利于转帐岩稳定。
隧道新奥法开挖方法及工序图文详解
隧道新奥法开挖方法及工序图文详解新奥法的概念:用薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变形,以发挥围岩自承载能力,并通过施工监控量测指导隧道的设计与施工。
(一)横断面开挖方法1全断面开挖法2台阶法包括:(1)长台阶法;(2)短台阶法;(3)超短台阶法3分部开挖法(1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法)(2)单侧壁导坑法(3)双侧壁导坑法(眼镜法)(4)中洞法(5)中隔壁法-CD法(6)交叉中隔壁法-CRD法(二)全断面开挖方法1.概念——全断面开挖法是按设计开挖断面一次爆破成型表示方法:横断面工序图、纵断面工序展开图习惯标注方法:①阿拉伯字1、2、3...表示挖掘;②罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支护;2.施工顺序(1)钻孔台车钻眼、装药、联接导火线;(2)台车退出、引爆炸药,开挖出整个隧道断面;(3)排除危石(俗称“找顶”);(4)喷射拱圈混凝土,必要时安设拱部锚杆;(5)装碴机将石碴装入运输车辆,运出洞外;(6)喷射边墙混凝土,必要时安设边墙锚杆;(7)根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土;(8)量测、判断围岩和初期支护的变形,为支护参数修改提供依据;(9)开始下一轮循环。
3.适应条件:1)Ⅲ~Ⅰ级围岩;2)大型施工机具(钻孔台车:四臂、二臂等);3)经济性考虑:开挖距离越长越经济。
4.施工特点:1)工序少、干扰少,便于施工组织管理;2)开挖面大,便于机械化作业,爆破效果好(深眼爆破),进度快;3)开挖一次成形,减少了爆破次数,对围岩扰动少;4)地质适用范围较窄,要求地质条件较好,否则当地质条件变化时改变施工方法不易。
(三)台阶开挖方法1.特点:1)将断面分成上半断面和下半断面两部分-分别开挖;2)目前适用性最广的施工方法;3)随台阶长度的调整,几乎可用于所有地层-是主导方法。
2.选择条件1)初期支护形成闭合环的时间要求:围岩越差,闭合时间要求越短,则台阶必须缩短;2)施工机械效率:效率高,则可以缩短支护闭合时间,台阶可延长;这2个条件反映一个原则:即希望初期支护尽快闭合答:发挥机械效率,保证施工经济性3.长台阶法台阶长度:L≥5B,B为洞室的宽度。
新奥法施工在隧道中的应用与分析
新奥法施工在隧道中的应用与分析一、新奥法施工技术的概述新奥法(New Austrian)法施工技术是一种起源于奥地利的地下工程施工技术,它在地下工程施工中广泛应用,尤其是在隧道施工中。
新奥法施工技术最大的特点就是以变形为基础进行施工,通过不断地观测和调整来保证地下工程的稳定和安全。
新奥法施工技术主要包括以下几个方面的内容:1. 系统观测:通过安装监测设备,对工程施工过程中的地表和地下物理变化进行实时监测,以便及时发现问题并进行调整。
2. 变形控制:以地质条件为基础,根据地质变形特点进行变形控制,保证工程的安全和稳定。
3. 应变控制:对地下工程的应变量进行监测,掌握地下工程变形情况,从而采取相应的措施来控制应变的发展。
4. 钻孔爆破:在隧道施工中,采用钻孔爆破技术,通过爆破来实现对隧道的开挖和构造。
新奥法施工技术的应用,可以大大提高工程施工的效率,降低施工风险,保障施工安全。
二、新奥法施工在隧道中的应用隧道工程作为地下工程中的一种重要形式,其施工难度和风险较大。
传统的隧道施工,往往需要大量的人力物力,而且施工周期长,安全隐患较大。
越来越多的施工单位开始尝试采用新奥法施工技术来进行隧道施工。
1. 地质勘察:在隧道施工之前,首先要进行地质勘察,了解隧道所处地质情况,包括岩性、地层构造、构造面形态等,为后续的施工提供科学依据和技术支撑。
2. 地层开挖:使用新奥法施工技术,可以采用钻孔爆破的方式来进行隧道地层开挖,相比于传统的人力开挖,可以大大提高开挖效率。
3. 地下支护:在隧道开挖的利用新奥法施工技术进行地下支护,通过控制变形和应变,对隧道进行支护,确保隧道结构的稳定和安全。
5. 施工进度控制:通过新奥法施工技术,可以及时掌握施工进度,及时发现问题并进行调整,保证施工的顺利进行。
通过上述几个方面的应用,新奥法施工技术在隧道施工中发挥着重要作用,为隧道施工提供了新的技术手段和方法。
1. 优势(1)提高施工效率:新奥法施工技术可以通过变形控制和施工监测,提高隧道施工的效率,缩短施工周期。
隧道工程新奥法施工方法种详解
隧道工程新奥法施工方法种详解隧道工程是指为了穿越山体或水体等自然障碍物而进行的地下通道工程。
随着城市化进程的加速和交通运输的日益发达,隧道工程在现代社会中扮演着重要角色。
为了提高隧道施工的效率和质量,满足日益复杂的工程要求,新奥法施工方法应运而生。
一、盾构法盾构法是一种应用于城市地下管道工程和隧道的先进技术。
它通过一个推进力源推动盾构机进行推进,同时顺利地完成地下工程的施工。
盾构法的主要特点包括:施工速度快、安全可靠、对环境污染小等。
盾构法的施工过程主要包括以下几个步骤:准备工作、注浆加固、主体施工、地层处理等。
二、爆破法爆破法是隧道施工中常用的一种方法。
它利用爆炸的力量破坏地质层,从而达到开凿隧道的目的。
爆破法的施工流程一般包括以下几个步骤:采样和测试、钻孔排爆、起爆和清理、支护、拆除等。
爆破法的施工速度快,适用于一些地质条件较好的地区,但由于爆炸会产生噪音、震动和空气污染等问题,所以在城市区域一般较少采用。
三、全断面法全断面法是指在施工过程中将整个隧道的断面完全打通,然后再进行支护和衬砌。
全断面法具有施工速度快、质量好等优点,适用于稳定的地层和较大的断面。
全断面法的施工过程一般包括以下几个步骤:预制断面、准备工作、整体挖掘、合拢、洞口预支等。
四、机械化施工法机械化施工法是指利用机械设备进行隧道工程的施工。
这种方法可以大大提高施工效率和质量,减少人力资源的使用。
机械化施工法主要包括:挖掘机开挖法、推土机填挖法、掘进机掘进法等。
机械化施工法的施工过程一般包括以下几个步骤:设备准备、施工前的准备工作、主体施工、支护等。
五、隧道涂层法隧道涂层法是为了提高隧道的使用寿命和安全性而采用的一种施工方法。
它通过在隧道壁面涂刷一层保护材料来防止水分的渗透。
隧道工程新奥法施工方法(6种)详解
隧道施工6种方法——隧道开挖及出碴运输作者:北雪编辑来源: 中国铁路网更新时间:2009-10-19(一) 全断面法1 施工工艺全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型,再施作做衬砌的施工方法。
其施工流程可参照图1。
图1 全断面法开挖施工流程图2 施工要点(1)施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备,以尽量缩短循环时间,各道工序应尽可能平行交叉作业,提高施工进度;(2)使用钻孔台车宜采用深孔钻爆,以提高开挖进尺;(3)初期支护应严格按照设计及时施做。
(4)为控制超欠挖,提高爆破效果,有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。
(二)台阶法1 施工工艺台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖,其中上台阶超前一定距离后,上下台阶同时并进的施工方法。
其施工流程可参照图2、3。
图2 台阶法开挖断面示意图图3 台阶法开挖施工流程图2 施工要点:(1)根据围岩条件,合理确定台阶长度,一般应不超过1倍洞径,以确保开挖、支护质量及施工安全;(2)台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。
(3)上台阶施作钢架时,应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施,控制围岩和初期支护变形;(4)下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。
当岩体不稳定时,应采用缩短进尺,必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。
(5)施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题,下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。
(6)上台阶开挖超前一个循环后,上下台阶可同时开挖。
(三)环形开挖预留核心土法1 施工工艺:环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先,其次开挖下半部两侧,再开挖中部核心土的方法,其施工流程可参照图4、5。
2 施工要点:(1)环形开挖每循环长度宜为0.5~1m;(2)开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑,每两榀钢架之间应采用钢筋连接,并应加锁脚锚杆,全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m;(3)预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求;(4)当地质条件差,围岩自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外,进行超前支护;(5)上部弧形,左、右侧墙部,中部核心土开挖各错开3~5m进行平行作业。
新奥法施工
新奥法施工工法内容介绍新奥法施工工法新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础, 将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法。
经过许多国家的深入实践和不断理论研究, 已成为现代隧道工程新技术标志之一。
1 工艺特点1.1新奥法施工采用喷锚支护为主要手段,在隧道爆破后立即施工喷射混凝土支护,能有效地制止岩层变形的发展,并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载,增强了岩层的稳定性。
因此可以利用开挖施工面的时空效应,以限制支护前的变形发展,阻止围岩进入松动的状态,在必要的情况下可以进行超前支护,加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。
1.2钢支撑、锚杆和喷射混凝土集合在一起成为主要支护手段,围岩成为支护体系的组成部分。
喷锚支护具有一定柔性,可以和围岩共同产生变形,在围岩中形成一定范围的弹性变形区。
形成了以锚杆、喷射混凝土和隧道围岩为三位一体的承载结构,共同支承山体压力。
新奥法施工在隧道开挖后采取了一系列综合性措施:构筑防水层、围岩隧道排水;选择合理的断面形状尺寸;给支护留变形余量;开挖后及时做好支护、封闭围岩等,都是为保护隧道围岩的自身承载能力,使围岩的扰动影响控制在最小范围内,并加固围岩,提高围岩强度,使其与人工支护结构共同承受隧道压力。
1.3采用多种量测手段,对开挖后隧道围岩进行动态监测,指导隧道支护结构的设计与施工。
2适用范围(1)具有较长自稳时间的中等岩体;(2)弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩;(3)强风化的岩石;(4)刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩;(5)坚硬粘土,也有带坚硬夹层的粘土;(6)微裂隙的,但很少粘土的岩体;3工艺原理新奥法的理论基础是:围岩是一种承载机构,构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)来承受压力,最大限度地保持围岩稳定,而不致松动破坏。
新奥法将围岩视为隧道承载构件的一部分,因此,施工时应减少隧道周边围岩应力的扰动,并采用光面爆破、预裂爆破等措施,减少对围岩的震动,以保全其整体性。
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
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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
隧道新奥法施工方案
三、隧道新奥法施工方案新奥法施工是把岩体视为连续介质,根据岩体具有的粘性、弹性、塑性的物理性质,并利用了洞室开挖后围岩应力重新分布而产生的变形到松动破坏有一个时间效应的动态特性,适时地采用薄壁柔性支护结构(以锚喷为主)与围岩紧密贴合共同起作用,从而利用天然围岩的自身承载能力,以达到洞室围岩稳定的目的,光面爆破、锚杆支护、喷射混凝土和现场量测,是隧道新奥法施工的“四大支柱”。
1新奥法施工步骤图2 新奥法施工概论新奥法认为围岩是一种承载机构,构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)并使围岩与支护结构共同形成支撑环,来承受压力,并最大限度地保持围岩稳定,而不致松动破坏。
新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分,因此,施工时应尽可能全断面掘进,以减少巷道周边围岩应力的扰动,并采用光面爆破、微差爆破等措施。
减少对围岩的震动,以保全其整体性。
同时注意巷道表面尽可能平滑,避免局部应力集中。
新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合,形成比较薄的衬砌层,即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩,使喷射层与围岩紧密结合,形成围岩-支护系统,保持两者的共同变形,故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。
Ⅱ等级的围岩在设计与施工中采用施工准备→拟订施工方案→洞口路堑土石开挖→洞口防排水设施→洞身开挖→二次衬砌防水隔离层的施工步骤,尽量采取大断面开挖,尽量减少对围岩的破坏程度,还必须采取其他补充措施,如超前灌浆,冻结、疏导涌水等,才能使新奥法取得成功。
3 在Ⅱ级围岩在设计施工中应采取的工艺在Ⅰ,Ⅱ级围岩在设计施工中应采取全断面开挖法,它是按巷(隧)道设计开挖断面,一次开挖到位的施工方法。
其开挖方式主要有三种:即新奥地利全断面开挖法、护板全断面开挖法和掘进机护板全断面开挖法。
全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺,适用于铁路客运专线隧道的Ⅱ级围岩地段,全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。
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6种方法——隧道开挖及出碴运输隧道施工作者:北雪编辑来源: 中国铁路网更新时间:2009-10-19
(一) 全断面法
1 施工工艺
全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型,再施作做衬砌的施工方法。
其施工流程可参照图1。
图1 全断面法开挖施工流程图
2 施工要点
(1)施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备,以尽量缩短循环时间,各道工序应尽可能平行交叉作业,提高施工进度;
(2)使用钻孔台车宜采用深孔钻爆,以提高开挖进尺;
(3)初期支护应严格按照设计及时施做。
(4)为控制超欠挖,提高爆破效果,有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。
专业资料
(二)台阶法
1 施工工艺上下台台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖,其中上台阶超前一定距离后,。
2阶同时并进的施工方法。
其施工流程可参照图、3
图2 台阶法开挖断面示意图
专业资料
图3 台阶法开挖施工流程图
2 施工要点:
(1)根据围岩条件,合理确定台阶长度,一般应不超过1倍洞径,以确保开挖、支护质量及施工安全;
(2)台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。
(3)上台阶施作钢架时,应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施,控制围岩和初期支护变形;(4)下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。
当岩体不稳定时,应采用缩短进尺,必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。
(5)施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题,下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。
(6)上台阶开挖超前一个循环后,上下台阶可同时开挖。
(三)环形开挖预留核心土法
1 施工工艺:
环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先,其次开挖下半部两侧,再开挖中部核心土的方法,其施工流程可参照图4、5。
2 施工要点:
(1)环形开挖每循环长度宜为0.5~1m;
(2)开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑,每两榀钢架之间应采用钢筋连接,并应加锁脚锚杆,全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m;
(3)预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求;
(4)当地质条件差,围岩自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外,进行超前支护;
(5)上部弧形,左、右侧墙部,中部核心土开挖各错开3~5m进行平行作业。
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图4环形开挖留核心土法
环形开挖留核心土法施工流程图5 图专业资料
(四)中隔壁法(CD法)
1 施工工艺
中隔壁法(CD法)是将隧道分为左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采用台阶法自上而下
分层开挖,待该侧初期支护完成,且喷射混凝土达到设计强度70%以上时再分层开挖隧道的另一侧,其分部次数及支护形式与先开挖的一侧相同。
其施工流程可参照图6。
2 施工要点:
(1)各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中;
(2)各部的底部高程应与钢架接头处一致;
(3)每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定;
(4)后一侧开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合;
专业资料
6 中隔壁法施工流程图图
的距离;15m (5)左、右两侧洞体施工时,纵向间距应拉开不大于个刚拱架宽度;(6)中隔壁宜设置为弧形,并应向左侧偏斜1/2
拆除时应加强量测,一次拆除在灌注二次衬砌前,应逐段拆除中隔壁临时支护,(7),拆除后及时施工仰拱。
长度一般不宜超过15m
CRD法)(五)交叉中隔壁法(施工工艺 1
法)仍是将隧道分侧分层进行开挖,分部封闭成环。
每开挖一部交叉中隔壁法(CRD
均及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁、安装底部临时仰拱。
一侧超前的上、中部,以上时再开挖隧道的另一侧的上、中部,70%待初期支护完成且喷射混凝土达到设计强度7。
然后开挖一侧的下部,最后开挖另一侧的下部,左右交替开挖。
其施工流程可参照图
专业资料
交叉中隔壁法施工流程图图7
2 施工要点:
(1)各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中;
(2)每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定;
专业资料
(3)同一层左、右侧两部纵向间距不宜大于15m,同侧上下部纵向间距不宜大于8m;(4)每一分部的临时仰拱应及时设置,步步成环,并尽量缩短成环时间;
(5)中隔壁宜设置为弧形,并应向左侧偏斜1/2个钢拱架宽度;
(6)中隔壁和中间临时仰拱在灌注二次衬砌前,应逐段拆除,拆除时应加强量测,一次拆除长度一般不宜超过15m。
(六)双侧壁导坑法
1 施工工艺
双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑,及时施作导坑四周初期支护及临时支护,必要时施做边墙衬砌,然后再根据地质条件、断面大小,对剩余部分采用二台阶或三台阶开挖的方法。
其施工流程可参照图8。
图8 双侧壁导坑法施工流程图
2 施工要点
(1)侧壁导坑形状应近似椭圆形,导坑断面宽度宜为整个断面的1/3;
(2)侧壁导坑、中央部上部、中央部下部错开一定距离平行作业;
(3)导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护,并尽早封闭成环;
(4)侧壁导坑采用短台阶法开挖,左右侧壁导坑施工可同步进行;
(5)当全断面初期支护封闭成环后,量测显示支护体系稳定,变形很小时,方可拆除临时支护,但应及时施作仰拱并进行二次衬砌;
(6)临时支护拆除时应加强量测,一次拆除长度一般不宜超过15m。
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