6 矿山法隧道(zhang)

第一章矿山法基本概念及隧道施工

第一节

基本概念（矿山法、新奥法、浅埋暗挖法）第二节矿山法施工

开挖（全断面法、台阶法、分部开挖法）

支护（预加固、初期支护、二次衬砌…)

第二章矿山法支护结构设计

第一节

概述(情报化设计：计算、经验、量测）第二节

设计方法（标准、经验、解析）第三节

经验设计（围岩分级、经验设计）第四节

设计模型（荷载-结构、围岩-结构）第五节衬砌计算（曲墙式、半衬砌、直墙拱）

第6篇

矿山法修建的地下工程

第一章矿山法基本概念及工程应用

基本概念

矿山法：修筑矿山地下工程所采用方法的总称。它是山岭隧道最常用的施工方法。我国的铁路、公路、水工等地下工程绝大多数采用此法修筑。

早期矿山法按分部顺序进行分割式逐块钻爆开挖，并用钢木构件边开挖边支撑，称为“传统矿山法、钻爆法”；

随着喷锚支护出现，将锚杆和喷射混凝土作为主要支护手段，及时进行支护，以控制围岩的变形与松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，形成以锚杆、喷射混凝土和隧道围岩三位一体的承载结构，共同支承围岩压力，称为“新奥法”。

对于较破碎的软岩隧道、土质隧道及浅埋隧道，多采用挖掘机或人工开挖方法进行掘进，在掘进前常事先采用辅助工法进行预加固，为区别于钻爆法而称为浅埋暗挖法。

第一章矿山法基本概念及隧道施工 矿山法隧道施工

隧道施工由开挖和支护两大作业构成。

钻眼-控制爆破

预加固支护

第一章矿山法基本概念及隧道施工

矿山法隧道施工

矿山法隧道施工具体可分为：

全断面开挖法: ……

台阶法：长台阶法、短台阶法、超短台阶法；

断面分部开挖法：上半断面分部开挖、中隔壁法（单侧壁导坑法、Center Diaphragm简称CD法）、双侧壁导坑法（眼镜法）、交叉中隔壁CRD法（CRoss Diaphragm）。

第一章矿山法基本概念及隧道施工

矿山法隧道施工

全断面开挖法：一次开挖成形，然后修建衬砌

适用于地质条件较好，如Ⅰ~Ⅳ级围岩，用在Ⅳ级围岩时应具备从开挖至初期支护前围岩能够保持自身的稳定性。

第一章矿山法基本概念及隧道施工 矿山法隧道施工

全断面开挖法

开挖施工程序

①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，挖出整个断面

③排除危石，安设拱部锚杆和初喷；

④用装碴机将石碴装入出碴车，运出洞外；

第一章矿山法基本概念及隧道施工 矿山法隧道施工

全断面开挖法

开挖施工程序

⑤安设边墙锚杆和喷混凝土；

⑥必要时可喷拱部第二层和隧道底部砼；

⑦开始下一轮循环；

⑧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。

第一章矿山法基本概念及隧道施工

矿山法隧道施工

全断面开挖法

特点：

z需要大型配套的机械化施工：开挖、出渣、支护能力强；

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。

z单工作面作业，便于组织和管理；

z爆破对围岩震动次数较少，但强度较大，需严格控制爆破;

z开挖面大，稳定性相对降低，需加强前方地质探查及支护后围岩的动态量测与监控。

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台阶开挖法：分上、下半断面开挖

第一章矿山法基本概念及隧道施工

矿山法隧道施工

台阶开挖法

优缺点：

z有足够的工作空间和相当的施工速度，但上下部作业有干扰。z台阶开挖会增加围岩扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定，

需注意下部作业对上部稳定性的影响。

注意：

台阶长度适当：初期支护闭合时间要求，上半断面施工时机械设备所需空间要求；

前开挖法。适用于围岩软弱，破碎严重，断面较大隧道。

台阶分部开挖法

CD法（中隔壁法、单侧壁导坑法）

双侧壁导坑法施工眼镜法

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矿山法隧道施工

交叉中隔壁法（CRD法）与中隔壁法（CD法）

CD和CRD二者既有联系又有区别。它们都适用于比较软弱而且是大断面隧道的场合。前者是在用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割下进行开挖的方法。后者是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割进行开挖的方法，是在地质条件要求分部开挖、及时封闭条件下采用的。因此，CRD与CD法的区别在于施工过程中的每一步，都要求用临时仰拱闭合。

CRD：V级围岩，有偏压，浅埋段设计施工;

CD：V级围岩，无偏压，深埋段设计施工。

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矿山法隧道施工

分部开挖法

优缺点：

z分部减少了单个坑道的跨度，围岩相对稳定性提高；

z易于局部支护；

z导坑超前开挖有利于提前探明地质情况，并予以处理；

z作业面较多，施工相互干扰较大；

z围岩扰动次数增加，不利于围岩稳定，施工组织管理难度较大；注意：

尽量减少分部与扰动次数，尽量大断面开挖，加强控制爆破，需注意下部作业对上部稳定性的影响。

第一章矿山法基本概念及隧道施工

浅埋暗挖法：即松散地层的新奥法施工，它是沿用新奥法(New Austrian Tunneling Method,NATM)基本原理，初次支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。

应用浅埋暗挖法设计、施工时，需采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩、调动部分围岩的自承能力；并采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多种综合配套技术。

“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”18字方针

与新奥法的不同之处在于，它适合于城市地区松散土介质围岩条件，

隧道埋深小于或等于隧道直径，以及很小的地表沉降修筑隧道。

在明挖法、盾构法不适应的条件下，浅埋暗挖法具有极大优越性。