隧道常规施工方法山岭隧道PPT课件
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隧道施工方法ppt课件
长沙隧道（双. 线，长714m）
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）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； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
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台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
.
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分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
.
6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
Ⅴ
Ⅴ 2
4
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6
漏斗 6
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）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； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
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台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
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分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
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6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
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漏斗 6
(完整ppt)隧道施工方法
顶推法：采用顶推设备将预制管段向前推进的隧道施工方法。 特点及适用条件：机械化程度高、安全性好、质量容易控制。 适用于软土中的中小断面的隧道。
第6章 隧道工程施工方法
6.1 隧道工程施工概述 6.2 隧道主要修建方法 6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法 6.4 隧道洞口段及明洞段施工方法 6.5 隧道辅助施工措施 6.6 特殊地质地段隧道施工
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
➢ 隧道洞身钻爆法开挖方法总览 ➢ 分离式隧道常用开挖工法 ➢ 连拱隧道常用开挖工法
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
6.3.1 隧道洞身钻爆法开挖方法总览
Hale Waihona Puke 开挖工法全断面法 分部开挖
台阶法 导洞法
上下台阶法 台阶分部法
下台阶分部法 上台阶分部法
侧壁导洞法 双侧壁导洞法 中导洞法和三导洞法
第6章 隧道工程施工方法
1、掌握隧道工程施工的特点、流程及常见问题 2、了解隧道常用的修建方法 3、掌握钻爆法各种开挖工法及其特点、适用性 4、熟悉隧道进洞施工的常用方法 5、掌握隧道辅助施工措施的概念、作用机理、设 计参数、施工方法及质量控制 6、了解特殊地质隧道施工方法，熟悉一般隧道塌 方的处治方法。
特点及适用条件：可使水下隧道埋深很浅，管段质量容易保障，工艺要求 很高。适用于埋深很浅、流速不大的海底或河底隧道。
6.2 隧道主要修建方法
管段预制 基槽处理
管段浮运 管段拼装 固定覆盖
6.2 隧道主要修建方法
6.2.3 钻爆法施工
A）松弛荷载理论（20世纪20年代） 稳定的岩体有自稳能力，不产生 荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承。
6.5 隧道辅助施工措施
5) 管棚质量控制要点 先套拱后钻孔 钻孔角度 钢管连接质量
第6章 隧道工程施工方法
6.1 隧道工程施工概述 6.2 隧道主要修建方法 6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法 6.4 隧道洞口段及明洞段施工方法 6.5 隧道辅助施工措施 6.6 特殊地质地段隧道施工
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
➢ 隧道洞身钻爆法开挖方法总览 ➢ 分离式隧道常用开挖工法 ➢ 连拱隧道常用开挖工法
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
6.3.1 隧道洞身钻爆法开挖方法总览
Hale Waihona Puke 开挖工法全断面法 分部开挖
台阶法 导洞法
上下台阶法 台阶分部法
下台阶分部法 上台阶分部法
侧壁导洞法 双侧壁导洞法 中导洞法和三导洞法
第6章 隧道工程施工方法
1、掌握隧道工程施工的特点、流程及常见问题 2、了解隧道常用的修建方法 3、掌握钻爆法各种开挖工法及其特点、适用性 4、熟悉隧道进洞施工的常用方法 5、掌握隧道辅助施工措施的概念、作用机理、设 计参数、施工方法及质量控制 6、了解特殊地质隧道施工方法，熟悉一般隧道塌 方的处治方法。
特点及适用条件：可使水下隧道埋深很浅，管段质量容易保障，工艺要求 很高。适用于埋深很浅、流速不大的海底或河底隧道。
6.2 隧道主要修建方法
管段预制 基槽处理
管段浮运 管段拼装 固定覆盖
6.2 隧道主要修建方法
6.2.3 钻爆法施工
A）松弛荷载理论（20世纪20年代） 稳定的岩体有自稳能力，不产生 荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承。
6.5 隧道辅助施工措施
5) 管棚质量控制要点 先套拱后钻孔 钻孔角度 钢管连接质量
山岭隧道常用施工方法
山岭隧道常用施工方法山岭隧道施工啊，那可是有不少办法的呢。
钻爆法可是很常见的一种哦。
就像在山里打洞，先钻孔，然后装上炸药，“轰”的一声，就炸出个洞来的感觉。
不过这可不像咱们放烟花那么简单啦。
钻爆法得精确计算炸药量，少了炸不开，多了又容易出危险，把山都给震坏咯。
而且在施工的时候啊，那灰尘扑扑的，工人们可得戴着防护装备呢。
钻孔的时候，钻机嗡嗡响，就像一群勤劳的小蜜蜂在山里干活。
炸完之后呢，还要把炸下来的石头运出去，就像大扫除把垃圾清走一样。
盾构法也有它的厉害之处。
盾构机就像一个超级大的穿山甲，在山里面缓缓前进。
这个盾构机可高级啦，前面的刀盘不停地转，把泥土和岩石切碎，后面呢就把挖出来的东西运走，同时还能把隧道壁给支撑好。
就像边走路边给自己铺地毯一样，一步一步稳稳当当的。
不过盾构机那可是个大家伙，运输起来可不容易，就像要搬一个超级大的玩具，得费好大的劲儿呢。
还有新奥法。
这个方法啊，就像是和山岭交朋友，在开挖的时候，要时刻注意山体的反应。
一边挖，一边给隧道做支护，让隧道和山体能够和谐共处。
就像给山做个小手术，小心翼翼的，不能让山生气了。
新奥法要根据地质情况不断调整施工方案，就像给不同的病人开不同的药一样。
山岭隧道施工的这些方法啊，每一种都有它的特点和难点。
工人们在山里施工，那可真是不容易呢。
不管是炎热的夏天，还是寒冷的冬天，他们都在山里忙活着。
这些施工方法就像不同的魔法，把一个个山岭隧道变出来，让交通变得更加方便。
比如说钻爆法的那种“暴力美学”，盾构法的那种稳步推进，新奥法的那种和谐共生，都是人类智慧在山岭里的体现。
这些隧道修好了，就像给山开了一扇扇秘密的门，让我们可以穿梭在山岭之间，多酷呀。
山岭隧道常规施工方法—增加隧道工作面的方法(隧道工程施工课件)
(二)平行导坑设计及施工要点
1.平行导坑的布置 •一般设于地下水流向隧道的一侧。
•与正洞之间的最小净距离，应视地质条件、施 工方法、导坑跨度等因素确定。
•底面标高应低于隧道底面标高0.2~0.6m，以有利 于正洞的排水和运输。
•纵坡原则上与隧道纵坡一致，或出洞3‰的下坡。
2.横通道
•每隔120~180m设一个横通道，以便于运输，为 方便运输调车作业，每隔3~4个横通道设置一个 反向横通道。
横洞
1.概念
横洞是在隧道侧 面修筑的与之相 交的坑道。
立面 正洞 3‰~6‰
2.适用条件
当隧道傍山沿河、 侧向覆盖层较薄时，平面 就可以考虑设置横 洞。
正 洞 横洞
正交
40°
正
横洞
洞 斜交
横洞
3.与正洞的联接
选择横洞与隧道的交角 一般不小于60°，地形限 制时不宜小于40°，交角 太小则锐角段围岩较易坍 塌，斜交时最好朝向主攻 方向。横洞与隧道的联接 形式有双联式或单联式， 相交处用半径不小于12m 的曲线联接。
➢斜井开挖的钻爆作业除应符合一般钻爆作业规定外， 还应满足下列要求：
(1)钻眼方向宜与斜井的倾角一致，眼底应比井底高 程略高，避免出现台阶。
(2)每个循环进尺都应检测其高程并控制井身的斜度， 确保斜井的位置正确。
➢斜井仰角的大小，主要考虑斜井长度及施工方便。
✓当斜井井身倾角不大于12%时，可采用自卸汽 车、装载机或挖掘机配合的无轨运输方式。
•横通道与隧道中线的平面交角一般以40°~45° 为宜。 •平行导坑的横通道施工， 应先加固交叉口后开挖。
3. 衬砌 平行导坑衬砌与否，视地质情况而定，一般 可不修筑。当考虑作为永久通风道或泄水洞 时应衬砌。
山岭隧道施工—隧道施工基本理论(铁路隧道施工)
3、根据围岩级别，采用不同支护类型和参数，及时施作密贴 于围岩的柔性支护，以控制围岩的变形和松弛；
4、在软弱破碎地段，使断面及早闭合，从而有效发挥支护体 系的作用，保证隧道的稳定性；
5、二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的条件 下修建，使围岩和支护结构形成一个整体，从而提高支护体系的安 全度；
四、新奥法施工程序 新奥法的施工过程主要包括：开挖、初期支护、构筑防水层、
二次模筑混凝土衬砌四部分。
1、开挖 为了充分利用围岩的自承能力，尽量采用较大断面进行开挖， 地质条件较差时可采用台阶法开挖或分部环形开挖。爆破宜采用光 面爆破或预裂爆破。
隧道开挖
2、初期支护
初期支护包括下列各个工序：一次喷射混凝土，打锚杆，设置 钢筋网，必要时架设钢支撑，二次喷射混凝土等。
喷射混凝土
洞内的钢筋网、格栅钢架
3、构筑防水层 在初期支护完成后，临近二次衬砌前构筑防水层。
4、二次模筑混凝土衬砌 当围岩与初期支护变形收敛后，用模筑混凝土构筑二次衬砌。
防水层
永和隧道衬砌模板台车
五、新奥法施工基本原则认知
隧道施工采取的基本原则，可以概括为“少扰动、早喷锚、勤 量测、紧封闭”四句话十二个字。
6、尽量使开挖后的隧道断面周边轮廓光滑、圆顺，避免棱角 突变处应力集中；
7、在施工中对围岩和支护结构进行合理的监控量测，以便能 够合理安排施工程序，修正不合理的设计和施工方法。
新奥法的概念：根据弹塑性理论，以岩石力学为基础提出支护结构 的支护参数，开挖后及时采用柔性支护，在尽量抑制围岩变形、积 极发挥围岩自承能力的同时，依靠现场量测来指导隧道的设计和施 工。
表4－1－1是对两大理论体系的比较说明。
认识
松弛荷载理论
铁路桥隧施工及养护—— 山岭隧道的常规施工方法
桥隧施工及养护
(2)优缺点及适用条件 由于超短台阶法初次支护全断面闭合时间更短，更有利于控
制围岩变形。在城市隧道施工中，能更有效的控制地表沉陷。所 以，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。缺 点是上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰较大生 产效率较低，施工速度较慢。在软弱围岩中施工时，应特别注意 开挖工作面的稳定性，必要时可对开挖面进行预加固或预支护。
(1) 长台阶法的作业顺序为： 上半断面开挖： ▪ 用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破，地层较软时亦可用挖掘机开
挖 ▪ 安设锚杆和钢筋网，必要时加设钢支撑、喷射混凝土
桥隧施工及养护
▪ 用推铲机将石碴推运到台阶下，再由装载机装入车内运至 洞外 下半断面开挖： ▪ 用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破、装碴直接运至洞外 ▪ 安设边墙锚杆(必要时)和喷混凝土 ▪ 用反铲挖掘机开挖水沟，喷底部混凝土
桥隧施工及养护
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： ▪ 初次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 ▪ 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件为主，兼顾后者，确保施工安全。 在围岩条件较好时，主要考虑是如何更好地发挥机械效率．保证 施工的经济性，故只要考虑后一条件。现将各种台阶法叙述如下：
桥隧施工及养护
2 . 适用条件 全断面法适用于岩层覆盖条件简单、岩质较均匀的硬岩
中。必须具备大型施工机械。隧道长度或施工区段长度不宜 太短。根据经验，这个长度不应小于1km。
3 . 全断面开挖法的优缺点 优点 有较大的工作空间，适用于大型配套机械化施工，施工速
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)
紧封闭——一方面指采取喷射混凝土等防护措施， 避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另 一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。
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；
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；
山岭隧道常规施工方法—开挖方法(隧道工程施工课件)
施工中采用哪一种台阶法，要根据两个条件来决
定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求， 围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面
施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施 工场地大小的要求。
➢流程图
适用条件： ➢两部台阶法可用于双线隧道III级以上围岩，也可用 于单线隧道IV级以上围岩地段。 ➢三部台阶法可用于客运专线双线隧道III、IV级围岩
➢两侧壁导坑超前中槽部位10~15m，可独立同步开 挖和支护；中槽部位采用台阶法开挖，并保持平行 作业。
➢中槽开挖后，拱部钢架与两侧壁钢架的连接是难 点，在两侧壁导坑施工中，钢架的位置应准确定 位，确保各部架设钢架连接后在同一个垂直面内， 避免钢架发生扭曲。
➢根据量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一 次拆除长度不得大于 15m，并加强监测。 ➢临 时 支 护 拆 除 完 成 后 ， 应 及 时 施 作 仰 拱 及 二 次 衬 砌。
施工要求：
➢同一层左右两部分开挖工作面相距不宜大于15m， 上下层开挖工作面相距宜保持3~4m，且待喷混凝土 达到设计强度的70%后开挖相邻部位。 ➢宜缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封 闭成环。
➢根据监测结果，中隔壁及临时仰拱在仰拱浇筑前逐 段拆除，每段拆除长度宜不大于 15m。
六、交叉中隔壁法(CRD)
➢优点： 短台阶法可缩短支护闭合时间，改善初期支护的受 力条件，有利于控制围岩变形。
➢缺点： 上部出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行 作业。
采用短台阶法时应注意的问题： ①初期支护全断面闭合要在距开挖面30m以内，或 距开挖上半断面开始的30天内完成。 ② 初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合 。
➢仰拱循环开挖长度宜为2~3m，开挖后及时施作仰 拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及 时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求， 围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面
施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施 工场地大小的要求。
➢流程图
适用条件： ➢两部台阶法可用于双线隧道III级以上围岩，也可用 于单线隧道IV级以上围岩地段。 ➢三部台阶法可用于客运专线双线隧道III、IV级围岩
➢两侧壁导坑超前中槽部位10~15m，可独立同步开 挖和支护；中槽部位采用台阶法开挖，并保持平行 作业。
➢中槽开挖后，拱部钢架与两侧壁钢架的连接是难 点，在两侧壁导坑施工中，钢架的位置应准确定 位，确保各部架设钢架连接后在同一个垂直面内， 避免钢架发生扭曲。
➢根据量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一 次拆除长度不得大于 15m，并加强监测。 ➢临 时 支 护 拆 除 完 成 后 ， 应 及 时 施 作 仰 拱 及 二 次 衬 砌。
施工要求：
➢同一层左右两部分开挖工作面相距不宜大于15m， 上下层开挖工作面相距宜保持3~4m，且待喷混凝土 达到设计强度的70%后开挖相邻部位。 ➢宜缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封 闭成环。
➢根据监测结果，中隔壁及临时仰拱在仰拱浇筑前逐 段拆除，每段拆除长度宜不大于 15m。
六、交叉中隔壁法(CRD)
➢优点： 短台阶法可缩短支护闭合时间，改善初期支护的受 力条件，有利于控制围岩变形。
➢缺点： 上部出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行 作业。
采用短台阶法时应注意的问题： ①初期支护全断面闭合要在距开挖面30m以内，或 距开挖上半断面开始的30天内完成。 ② 初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合 。
➢仰拱循环开挖长度宜为2~3m，开挖后及时施作仰 拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及 时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
山岭隧道常规施工方法(工序施工)
影响预裂爆破效果的主要参数有：炮眼间距E、 不偶合系数D和装药集中度q。
4.光面、预裂爆破的设计方法 设计的内容有：周边眼的间距E、炮眼密集系数 ｍ、最小抵抗线W、不偶合系数D、装药集中度q、装 药结构及起爆方式。具体设计方法有工程类比法、 理论计算方法、半经验半试验法等。 5.光面爆破的实施 实施光面爆破必须注意以下几个方面： (1)准确的画线布眼； (2)平行钻眼； (3)正确的装药结构和准确的起爆顺序。
1.“V”型掏槽
图3-6-9为三级复式v形掏槽。
图3-6-9 三级复式v形掏槽 （单位：㎝）
图3-4-10 扇形掏槽 （单位：㎝）
2.扇形掏槽 扇形掏槽也就是将其钻眼布置成扇形，如图36-10所示。 3.大直径中空直眼掏槽 大直径中空直眼掏槽的中心空眼一般是利用重 型凿岩机钻凿成较大直径的中空眼，由此逐渐扩大 形成槽腔。常用的有单螺旋掏槽、双螺旋掏槽、对 称掏槽等形式，如图3-6-11所示。 采用大直径中空直眼掏槽时，要求钻眼方向精 确，尽量减少眼位偏差值；按设计的起爆顺序起爆， 最好使用毫秒雷管；控制掏槽眼间距；适用于中硬 岩、硬岩整体性好的岩体中，以防止殉爆；控制掏 槽眼的炸药用量，以防止“压死”而拒爆。
下一张
图3-6-11 大直径中空直眼掏槽
(三)全断面深眼掏槽爆破技术 大直径中空直眼掏槽的基本类型，一般有菱形、 螺旋形及对称形，如图3-6-12所示。
图3-6-12 大直径中空直眼掏槽的基本类型
二、辅助眼的布置
周边眼与掏槽眼之间距离过大时，应适当布置辅 助眼，作为扩大槽腔，为周边眼创造临空面。辅助 眼的布置主要是根据炮眼间距和最小抵抗线确定。
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直接装车式装岩机 轨行式挖掘装载机
(2)耙斗式装岩机 耙斗式装岩机简称扒碴机。 2.无轨装岩机 无轨装岩机一般称装载机,按行走部分分为履带 式和轮胎式两种。 (1)立爪式装岩机。 (2)蟹爪式装岩机。 (3)轮胎式装岩机。
4.光面、预裂爆破的设计方法 设计的内容有：周边眼的间距E、炮眼密集系数 ｍ、最小抵抗线W、不偶合系数D、装药集中度q、装 药结构及起爆方式。具体设计方法有工程类比法、 理论计算方法、半经验半试验法等。 5.光面爆破的实施 实施光面爆破必须注意以下几个方面： (1)准确的画线布眼； (2)平行钻眼； (3)正确的装药结构和准确的起爆顺序。
1.“V”型掏槽
图3-6-9为三级复式v形掏槽。
图3-6-9 三级复式v形掏槽 （单位：㎝）
图3-4-10 扇形掏槽 （单位：㎝）
2.扇形掏槽 扇形掏槽也就是将其钻眼布置成扇形，如图36-10所示。 3.大直径中空直眼掏槽 大直径中空直眼掏槽的中心空眼一般是利用重 型凿岩机钻凿成较大直径的中空眼，由此逐渐扩大 形成槽腔。常用的有单螺旋掏槽、双螺旋掏槽、对 称掏槽等形式，如图3-6-11所示。 采用大直径中空直眼掏槽时，要求钻眼方向精 确，尽量减少眼位偏差值；按设计的起爆顺序起爆， 最好使用毫秒雷管；控制掏槽眼间距；适用于中硬 岩、硬岩整体性好的岩体中，以防止殉爆；控制掏 槽眼的炸药用量，以防止“压死”而拒爆。
下一张
图3-6-11 大直径中空直眼掏槽
(三)全断面深眼掏槽爆破技术 大直径中空直眼掏槽的基本类型，一般有菱形、 螺旋形及对称形，如图3-6-12所示。
图3-6-12 大直径中空直眼掏槽的基本类型
二、辅助眼的布置
周边眼与掏槽眼之间距离过大时，应适当布置辅 助眼，作为扩大槽腔，为周边眼创造临空面。辅助 眼的布置主要是根据炮眼间距和最小抵抗线确定。
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直接装车式装岩机 轨行式挖掘装载机
(2)耙斗式装岩机 耙斗式装岩机简称扒碴机。 2.无轨装岩机 无轨装岩机一般称装载机,按行走部分分为履带 式和轮胎式两种。 (1)立爪式装岩机。 (2)蟹爪式装岩机。 (3)轮胎式装岩机。
第五章 山岭隧道矿山法施工
隧道施工方法就是指隧道的开挖与支护的施工程序及方法， 按照隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧 道施工方法分为：
山岭隧道施工方法矿山法(钻爆法)新 传奥 统法 矿山法
掘进机法
明挖法
隧道施工方法浅埋及软土隧道施工方法盖 地挖 下法 连续樯法
浅埋暗挖法
盾构法
水底隧道施工方法盾 沉构 管法 法
“紧封闭”，一方面是指采取喷射混凝土等防护措施，避免因围岩长时间 暴露而致强度和稳定性衰减的情况发生，尤其针对易风化的软弱围岩；另一 方面是指要适时对围岩施作封闭形支护，及时阻止围岩变形，使支护和围岩 能进入良好的共同工作状态。
3．新奥法施工特点
（1）开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破，并尽量采用大 断面或较大断面开挖，以减少对围岩的扰动；
（一）传统矿山法
传统的矿山法是人们在长期的施工实践中发展起来的，它是 以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后，逐步将临时支 撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久性支护的施工方法。
材料：木构件支撑（较少采用）、钢构件支撑。
传统矿山法的施工工序如下：
1.传统矿山法施工的基本原则是： 少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌，即“十二字原则”。
（二）新奥法
新奥法以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，以 维护和利用围岩自稳能力为基点，将锚杆和喷射混凝土组合在 一起作为主要支护手段，及时进行支护，以便控制围岩的变形 与松弛，使围岩成为支护体系的一部分，形成了锚杆、喷射混 凝土和隧道围岩组成的三位一体的承载结构，共同支承岩体压 力。
新奥法的适用范围很广，从铁路隧道、公路隧道、城市地铁、 地下贮库、地下厂房直到水电站的输水隧洞、矿山巷道等，都 可采用新奥法施工。新奥法已在隧道工程中得到了广泛的应用。
A5-1认识：隧道常规施工方法.
工序方法：开挖方法、支护方法。
是指为达到规定的使用目的、规定的设计要求、规定的技术标准，按照 建筑物的结构组成将其建造过程分解为一系列工序（作业），然后将这些工序 按照时间、空间、功能和技术关系进行适当的组合，使用一定的人员、材料、 机械、资金，运用一定的技术措施和管理措施，使各项作业按照一定的程序完 成，并最终建成建筑物的方法。 如:矿山法、新奥法、明挖法、盖挖法、盾构法、掘进机法、沉埋法。
2、新奥法——是现代的施工方法，山岭隧道最常用 我国 称为“锚喷构筑法”； 奥地利称为NATM—New Austrian Tunnelling Method
3、明挖法(CCM—Cut and Cover Method) 4、盖挖法 5、盾构法(SDM—Shield Driven Method) 6、掘进机法(TBM—Tunnel Boring Machine) 7、沉埋法(沉管法ITTM—Immersed Tube Tunnelling Method)
在软弱地层中的超前小导管注浆或长管棚帷幕注浆加固和堵水技术； 在承压水地层中的防突水技术；在含瓦斯地层中的防突瓦斯和防爆技术； 在高地温地层中的降温技术；在高应力地层中的应力释放技术等
施工方法的种类
1、矿山法——是传统的施工方法， 日本称为“背板法PBM—Poling Board Methed”； 我国称为“钻爆法DBM—Drilling and Blasting Method”； 或称为“暗挖法UCM—Undercutting Method”
3、隧道施工技术——手段和措施
是指在各种建筑环境条件下隧道施工过程中，所需的各项技术手段和措施。 如：
开挖技术、掘进技术、出渣运输技术； 初期支护(锚杆、喷射混凝土、钢拱架)技术、洞内模筑衬砌技术； 隧道施工测量技术、 围岩地质勘探与预报技术；围岩动态量测与监控技术； 深基坑围护技术；防水、排水技术；供水、供电技术； 机械配套和联合作业技术；劳动力组织和各工种的协调技术； 材料质量检验技术、成品质量检验和控制技术； 施工场地和生活设施规划、物资组织供应技术； 废水处理技术、通风排烟防尘技术、隔音降噪技术等环境保护技术； 施工安全保护技术等；塌方处理技术； 特殊地质（膨胀土、黄土、软土、流砂、岩溶、涌水、瓦斯、高地温、高应力地 层等）地段时所需的特殊技术。如：
是指为达到规定的使用目的、规定的设计要求、规定的技术标准，按照 建筑物的结构组成将其建造过程分解为一系列工序（作业），然后将这些工序 按照时间、空间、功能和技术关系进行适当的组合，使用一定的人员、材料、 机械、资金，运用一定的技术措施和管理措施，使各项作业按照一定的程序完 成，并最终建成建筑物的方法。 如:矿山法、新奥法、明挖法、盖挖法、盾构法、掘进机法、沉埋法。
2、新奥法——是现代的施工方法，山岭隧道最常用 我国 称为“锚喷构筑法”； 奥地利称为NATM—New Austrian Tunnelling Method
3、明挖法(CCM—Cut and Cover Method) 4、盖挖法 5、盾构法(SDM—Shield Driven Method) 6、掘进机法(TBM—Tunnel Boring Machine) 7、沉埋法(沉管法ITTM—Immersed Tube Tunnelling Method)
在软弱地层中的超前小导管注浆或长管棚帷幕注浆加固和堵水技术； 在承压水地层中的防突水技术；在含瓦斯地层中的防突瓦斯和防爆技术； 在高地温地层中的降温技术；在高应力地层中的应力释放技术等
施工方法的种类
1、矿山法——是传统的施工方法， 日本称为“背板法PBM—Poling Board Methed”； 我国称为“钻爆法DBM—Drilling and Blasting Method”； 或称为“暗挖法UCM—Undercutting Method”
3、隧道施工技术——手段和措施
是指在各种建筑环境条件下隧道施工过程中，所需的各项技术手段和措施。 如：
开挖技术、掘进技术、出渣运输技术； 初期支护(锚杆、喷射混凝土、钢拱架)技术、洞内模筑衬砌技术； 隧道施工测量技术、 围岩地质勘探与预报技术；围岩动态量测与监控技术； 深基坑围护技术；防水、排水技术；供水、供电技术； 机械配套和联合作业技术；劳动力组织和各工种的协调技术； 材料质量检验技术、成品质量检验和控制技术； 施工场地和生活设施规划、物资组织供应技术； 废水处理技术、通风排烟防尘技术、隔音降噪技术等环境保护技术； 施工安全保护技术等；塌方处理技术； 特殊地质（膨胀土、黄土、软土、流砂、岩溶、涌水、瓦斯、高地温、高应力地 层等）地段时所需的特殊技术。如：
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光面爆破效果图
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第三节 新奥法的基本原理
一、坑道开挖后的应力状态 隧道是修建在具有原始应力的岩体中的。坑道
开挖前，岩体处于初始状态，也叫一次应力状态。 在理论分析中，只按静水压力的分布形式来考虑围 岩的自重应力。初始应力为
p0 HΒιβλιοθήκη 坑道开挖后，围岩的应力及位移，按照围岩的 强度不同有两种情况。
分部开挖，钻爆 法和中小型机械 开挖
传统矿山法
岩承理论 围岩不但产生围岩压力， 而且承受围岩压力，还承 受大部分的围岩压力。 “围岩—支护”力学体系
初期支护采用喷锚支护， 二次衬砌采用整体式混凝 土衬砌 采用大断面开挖
新奥法
二、山岭隧道的常规施工方法 传统的矿山法和新奥法 作为施工方法，人们习惯上将采用钻爆开挖加
2.开挖时尽量采用大断面、少分部的开挖方法， 降低围岩内部应力重分布的次数，以利于最大限度 地利用围岩的承载力；
3.根据围岩特征，采用不同的支护类型和支护 参数，及时施作喷锚支护，抑制围岩的松弛和变形；
4.在施工过程中，以量测手段修正设计和施工， 做到既经济合理，又安全可靠；
5.根据量测数据，在确认初期支护变形收敛后， 进行二次灌筑混凝土衬砌。
钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”； 而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为 “新奥法”。
“松弛荷载理论”就是在传统矿山法的基础上 提出来的，而“岩承理论”则是在新奥法的基础上 提出来的。
(一) 传统矿山法：人们在长期的施工实践中发 展起来的。
传统的矿山法是以松弛荷载理论为基础，采 用钻爆法开挖，以木或钢构件作为临时支撑，待 隧道开挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而 代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。
第三章 山岭隧道的常规施工方法
• 第一节 概 述
• 第二节 新奥法的概念、基本内容和 要求
• 第三节 新奥法的基本原理 • 第四节 新奥法施工基本方法 • 第五节 钻眼与爆破的一般知识
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第一节 概 述
一、隧道设计施工的两大理论及其发展过程 隧道及地下洞室工程，其核心问题， 是开挖和
支护两个关键工序。即如何开挖，才能更有利于洞 室的稳定和便于支护；若需支护时，又如何支护才 能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
6.尽量使开挖后的隧道断面周边轮廓光滑、圆 顺，避免棱角突变处应力集中；
7.在施工中对围岩和支护结构进行合理的监控 量测，以便能够合理安排施工程序，修正不合理的 设计和施工方法。
三、我国实施新奥法的基本要求 1.在开挖过程中，尽量减少对围岩的扰动，为
此必须采用光面爆破或预裂爆破，以维护围岩的自 承能力；
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喷锚支护施工
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技术人员在兰新铁路第二双线 乌拉泊隧道进口处监控量测
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测量隧道洞内拱顶下沉
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记录隧道监控量测应力变化
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第二节 新奥法的概念、基本内容和要求
一、新奥法的概念 新奥法与传统方法相比最根本的区别在于，传
统矿山法把围岩看作荷载的来源，其围岩压力全部 由支护结构承担；围岩被视为松散结构，无自承能 力。而新奥法恰恰相反，它把支护结构和围岩本身 看作一个整体，二者共同作用达到稳定洞室的目的， 而且大部分围岩压力是由围岩体本身承担的，支护 结构只承担了少部分的围岩压力。
一种理论是“松弛荷载理论”：20年代提出的。 其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产 生荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支 护结构予以支承。这样，作用在支护结构上的荷载 就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体 重力。
另一种理论是“岩承理论”：50年代提出的现 代支护理论。
其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承 载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的， 如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩 仍然能够进入稳定状态。
3.根据围岩级别，采用不同支护类型和参数， 及时施作密贴于围岩的柔性支护，以控制围岩的变 形和松弛；
4.在软弱破碎地段，使断面及早闭合，从而有 效发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定性；
5.二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基 本稳定的条件下修建，使围岩和支护结构形成一个 整体，从而提高支护体系的安全度；
由上可以看出，前一种理论更注意结果和对结 果的处理；而后一种理论则更注意过程和对过程的 控制，即对围岩自承载能力的充分利用。
表3－1－1是对两大理论体系的比较说明。
认识
力学 原理 支护
开挖
理论 基础
松弛荷载理论
围岩产生围岩压 力，支护结构承 受围岩压力
“荷载—结构” 力学体系
临时支撑和整体 式厚衬砌作为永 久性支护。
1.围岩强度较开挖后的围岩应力高，坑道开挖后 围岩仍为弹性状态，坑道可能由于爆破影响而有少 许松弛，但仍为稳定状态。
2.开挖后的围岩应力超过围岩强度，坑道围岩的 一部分处于塑性以至松弛状态，坑道将产生塑性滑
移、松弛或破坏。
影响开挖后应力状态的因素很多，为便于理论 分析，多按以下假定进行计算：
1.坑道形状为圆形； 2.围岩为均质的、各向同性的连续介质； 3.只考虑自重造成的初始应力； 4.坑道位于一定深度，视为无限体中的孔洞问 题。 (一)坑道开挖后的弹性应力状态 如图3-3-1所示，半径为圆形坑道开挖后，根据 弹性力学的理论推导围岩中的二次应力状态为
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图3－3－1 坑道围岩的应力场
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(二)新奥法：即奥地利隧道施工新方法(New Austrian Tunnel Method，简称为 NATM)， 是 奥地利学者腊布希维兹首先提出的。
新奥法是以岩承理论为基础，采用钻爆法开 挖，以喷锚作为主要支护手段，通过监控量测控 制围岩的变形，便于充分发挥围岩的自承能力的 施工方法。
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上东峪隧道施工现场
新奥法的概念：根据弹塑性理论，以岩石力学 为基础提出支护结构的支护参数，开挖后及时采用 柔性支护，在尽量抑制围岩变形、积极发挥围岩自 承能力的同时，依靠现场量测来指导隧道的设计和 施工。
二、新奥法的基本内容
1.开挖作业宜采用对围岩扰动较小的控制爆破 和较少的开挖步骤，避免过度破坏岩体的稳定。
2.隧道的开挖应尽量利用围岩的自承能力，充 分发挥围岩的自身支护作用；