华南理工大学隧道工程复习资料(2015级地下结构)

隧道工程整理

盾构法、顶管法、沉管法

盾构法：

盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

为保证盾构机顺利始发，需进行一系列的准备工作，主要包括：①端头加固；

②洞门凿除及环板安装；③地面相关配套设施安装调试；④盾构机托架及反力架安装；⑤轨道铺设；⑥盾构机下井、组装调试等。

联络通道多用钢管片，可用降水法，水泥系加固法，冻结法。

顶管法：

顶管法是指，隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物

时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。

沉管法：

沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面(河面)现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。

新奥法修建隧道的基本理念：新奥法修建隧道的主要施工方法

新奥法修建隧道的主要施工方法及其特点

新奥法是应用岩体力学理论，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，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。主要施工方法：钻爆开挖，锚喷支护，二次支护，定时量测

新奥法施工特点：1、及时性，新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，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；2、封闭性，由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。3、粘结性，喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：① 联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳定，从而造成较大范围的冒顶或片帮。开巷后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定性。②复和作用，即围岩与支护构成一个复合体（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支架消极承担的弱点。③增加作用。开巷后及时继进行喷锚支护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不评引起的应力集中现象，避免过大的应力集中所造成的围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双方向受力状态，提高了围岩的粘结力C和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。4、柔性喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起共同作用，由于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非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够

抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。

承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

新奥法隧道复合支护结构体系

新奥法隧道支护结构体系的组成及其作用

锚喷支护以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。分为初期支护和二次衬砌，初期支护一般有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢架联合支护等形式、施作后即成为永久性承载结构的一部分，与围岩共同构成永久的隧道工程结构承载体系。

二次衬砌一般是混凝土或钢筋混凝土结构。在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用。

初期支护加二次衬砌，构成复合式衬砌。

必要时可做超前支护，保持围岩的稳定性。

中隔壁法（CD 法）

CD 法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩

深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（Ⅳ级围岩）地段。

交叉中隔壁法（CRD 法）

在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。采用短台阶法难确保掌子面的稳定时，宜采用分部尺寸小的CRD 法，该工法对控制变形是比较有利的。

CD法和CRD法的比较：

CD 法是“Center Diaphragm”的简称，而CRD 法则是“Cross Diaphragm”的简称。两者既有联系又有区别。它们都用于比较软弱地层中而且是大断面隧道的场合。而前者是在用钢支撑和喷混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法；后者则是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割闭合进行开挖的方法，是在地质条件要求分部断面及时封闭的条件下采用的方法。

新奥法隧道的主要监测项目

洞内、外挂测，隧道周边位移测量，隧道拱顶下降量测量，地表下沉测量。

山岭隧道的防排水原则：防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理。

山岭隧道的防排水原则：以堵为主，限量排放。它综合了“以排为主”和“以堵为主”两种技术的优点，既可以降低工程造价，又能保护生态环境。

以堵为主、限量排放，以混凝土自防水为主，外贴防水层为辅，接缝防水为重点，多道设防，综合治理。

如何合理确定隧道的间距