隧道施工简介(喷锚暗挖)2018.05

掘进机法 明挖法
埋深
隧道施工 方法选择
地下连续墙 浅埋及软土隧道 盖挖法 浅埋暗挖法 盾构法 沉管法 水底隧道 盾构法
环境 条件
工期
04 PART FOUR
主要施工工艺及流程
Baidu Nhomakorabea
1、施工准备
包括：技术准备、组织准备、物资准备、现场准备 熟悉图纸及现场校核 现场调查（水文地质、构筑物、原材料、道路） 施工技术准备 测量（交桩、导线） 施工方案及施组 技术、安全交底 主要施工机具 厂站建设（板房、钢筋厂、喷混站等） 临时用电 现场准备 施工便道 挖机、装载机、自卸车 （水泥搅拌罐）喷混站 自行式液压衬砌台车、地泵 防水台车 凿岩台车 空压机、锚杆钻机 注浆机、注浆料车 湿喷机 鼓风机（通风）
适应性广 结构形式灵活多变 对构筑物、管线影 响小
施工简单、 快捷、经济、 安全
速度快，机械 化程度高，地 层适应性强， 各种复杂的条 件下施工
缺 点
支撑复杂、木 料消耗大；围 岩等级要求高
速度慢 条件恶劣 劳动强度大 机械化程度 不高 风险高
速度慢 条件恶劣 劳动强度大 初期支护多 机械化程度不高 高水位地层防水困 难
塌体处理
地表裂缝处理
警戒，禁止无 关人员出入 临时遮挡及排 水措施 地表下沉观测 裂缝观测 坡面稳定性评 估

锁口加固 封闭塌体 拱部注浆 加强支护
从地表对塌 体注浆 塌坑回填
塌体塌腔探测 拱部大管棚加 固 开挖掘进，提 高等级支护 监控量测
细裂缝注浆 大缝回填
5、初支
流程：初喷→打设锚杆→钢筋网、钢拱架安装→复喷
6、仰拱
流程：仰拱开挖→垫层→钢拱架安装→喷射混凝土→钢筋网、模板→仰拱浇筑→仰拱回填
7、隧道防水施工
流程：检查初支表面情况→割除、磨平超长的锚杆、钢筋（砂浆）→安装环、纵透水盲管→铺土工无纺布→射钉固定→ 加热热熔垫片→防水板焊接在热熔垫片上
钻孔排水降压
敬请领导、同事批评指正
谢 谢！
1966年-成昆线关村坝隧道（创造了双 洞月进尺672.71m记录，岩爆7次）
1965年-京广线长沙隧道（塌方199次， 砂页岩、砂卵石、红黏土、地下水丰富）
4、20世纪80-90年代中期
普遍采用新奥法施工； 采用光面深孔爆破、预裂爆破、弱爆破技术减少对围岩的扰动； 喷锚支护技术进入大发展； 应用监控量测进行信息化设计和施工 进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、喷锚及灌浆机械 新奥法发展-浅埋喷锚暗挖 1987年-京广铁路大瑶山隧道 （首次采用复合式衬砌）
5、20世纪90年代中期以来
制定了喷锚暗挖施工技术规范 湿喷混凝土技术、工艺、湿喷设备 自进式锚杆支护技术发展 浅埋暗挖技术进一步发展-单侧壁、双侧壁、中隔壁、交叉中隔壁 采用隧道掘进机（TBM）施工
1999年-秦岭隧道（首次TBM技术）
6、国产隧道装备进展
2017年10月26日15.03米的国产最大直径泥水平衡盾构机成功下线（4000吨，长100多米） 目前正在研制直径15.8m的超大盾构
事故比例（%） 62.07 17.24 10.34 89.66
死亡人数比例（%） 63.38 18.31 5.63 87.32
坍塌所占比例最高，是隧道施工安全的最大障碍
坍塌原因及预防措施
地质因素：穿过断层及破碎带，堆积体，挤压破碎带、穿插带，小褶曲、错动发育地带，软弱夹层，地下水等
事故成因 人的因数：方法不当，不重视地质变化，暴露时间长，支护不到位，进洞过急爆破不合理，不遵循施工原则等
8、二衬
流程：防水层施工→二衬钢筋绑扎→台车就位→检查、整修→混凝土浇筑
8、二衬
9、明洞施工
流程：仰拱施工→仰拱回填→拱圈施工→防水层施工→明洞回填
05 PART FIVE
常 见 事 故 及 预 防、处 治 措 施
施工中常见事故
隧道施工常见事故有三类：坍塌，火工品爆炸（瓦斯），突水突泥。
事故类型/比例 坍塌 火工品爆炸（瓦斯） 突水突泥 合计
预防措施： 加强监控量测和超前地质预报
选用适宜的方法，严格遵循施工原则
不断完善爆破设计，减少对围岩的扰动 “先支后挖”，预支护预加固 TSP超前地质预测预报系统+C6超前水平地质钻机
坍塌的处治方法
处治原则：先加固，防扩展，后处理，宁早勿迟，宁强勿弱。
塌方影响段 紧急加固
隔离观察
地表处理
火工品（瓦斯）爆炸预防措施
该类事故的发生由人的不安全行为造成 火工品爆炸预防：火工品的搬运、储藏、运输、加工、装药等过程未严格按照规定作业造成；预
防措施从管理着手，对其在全过程严格的管理及控制
施工前地质调查 水平钻孔探测 施工中检测 瓦斯爆炸预防： 施工中处理对策 便携式瓦斯检测器 固定式瓦斯自动检测系统 钻孔排气 通风 止气灌浆
2、施工特点
隐蔽性大，需谨慎规划，严密把关，确保质量 作业的循环性很强，速度慢，工期长 作业的空间有限 作业的综合性 施工是动态的，施工过程力学变化、围岩物理学性质变化的
安全风险很高
作业环境恶劣
02 PART TWO
施工技术发展历程
1、1949年以前
人工开挖、手工操作衬砌、机具简单、技术落后; 没有固定的专业施工队伍，没有完整的设计，设备机 具少，方法简单，人的劳动强度大
03 PART THREE
主要施工方法
1、施工方法简介
1．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。 2．新奥法：以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩 的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分。 3．浅埋暗挖法：是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖 后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。 4．隧道掘进机法：是装置有破碎岩石的刀具，采用机械破碎岩石的方法开挖隧道，并将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。 5．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。在它的掩护下，头部可以安全地开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。尾部可以装 配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实，防止周围地层的继续变形 和围岩压力的增长。． 6．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。 7．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。 8．地下连续墙：是将分段施工的单元地下墙连接成连续的地下墙体，替代传统的木桩、钢桩、钢筋混凝土桩等，起挡 土、承重、防水作用。
施工中安全管理：火源管理
突水突泥
原因：高水力梯度或高流速导致岩体发生了渗透型破坏。 特点：一般发生在大长型隧道中，往往伴随不良地质灾害，在岩溶、断层中发生最多。 处治流程：
反坡施工
地表垂直挡墙 安全评估 清淤 封闭设止浆墙
岩溶 释能降压 地层加固 （注浆、旋喷注浆） 超前支护
顺坡施工
断层
洞内设迂回挡墙
初期投资大 短隧道不经济围 岩强度越高，刀 具成本越大
购置昂贵 短隧道不经济
周围环境影 响大
施工难度大 造价高 内衬水平施 工缝处理困 难
墙之间质量接 头难以控制， 施工技术要求 高 现场环境影响 不易控制
3、施工方法选择
矿山法
山岭隧道
围岩 条件 施工 条件 因数 经济
隧道断 面面积
传统矿山法
新奥法
弃土场
多功能作业台架
1、施工准备
2、隧道主要施工流程
初支
开挖 仰拱
明洞及 设备安 装
进洞
洞身
二衬
防水 层
3、进洞
流程：测量放线→开挖→安装钢拱架、导向管→浇筑套拱→钻机就位→钻孔→顶入管棚、安装钢筋→注浆封孔
4.1 洞身开挖方式选择条件（浅埋暗挖）
开挖时遵循18字方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”
隧道施工简介
二〇一八年五月
01
概述
施工技术发展历程 主要施工方法 主要施工工艺流程 常见事故及预防、处治措施
目录
02 03 04 05
CONTENTS
01 PART ONE
概 述
1、概述及组成
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式
洞身 主体建筑 洞门 避车洞
隧道
消防设施 附属设备 应急通讯 防排水设施 通风和照明设备(大长隧道）
现场是进口段采用“双侧壁导坑法”开挖，转换为“环形开挖预留核心土法”
4.2 开挖辅助工法
超前锚杆 管棚 超前小导管注浆 预注浆加固底层 地表喷锚加固
砂质地层、膨胀性地层、 裂隙发育的岩体和断层 破碎带 松软地层、塌方、浅埋、地 表沉降要求高（能力最强、 最复杂、造价最高）
洞口浅埋段 砂土层、砂卵（砾）石层、 断层破碎带、软弱围岩浅埋 段
2、各方法优劣对比
传统矿山法 新奥法 浅埋暗挖 隧道掘进机
安全性好 速度快 支护少 劳动强度低 外界相互影响小 长距离稳定围岩
盾构法
安全性好 速度快 支护少 劳动强度低 外界相互影响小 长距离浅埋
明挖法
盖挖法
变形小、沉 降少，利于 周围建筑物 安全性好 路面恢复快
地下连续墙
优 点
投入小 造价低
利用围岩自 稳特性，支 护相对少
人工打眼
木排支撑
2、20世纪50年代
由人力为主转变为由小型机械施工; 制定了施工技术规范； 逐步采用水泥砂浆注浆防水； 施工方法以上下导坑先拱后墙法为主
风钻打眼
1957年-川黔线凉风垭隧道（首次采用平行导坑 法施工，是由人工到轻型机械施工的转折点）
3、20世纪60-70年代
推广采用机械设备，以中小型施工机械为主； 施工方法以漏斗棚架先墙后拱法施工为主，部分采用全断面开挖 试用光面爆破； 对整治岩溶、岩爆、坍塌、涌水、瓦斯等问题积累经验