隧道施工方法

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
秦岭隧道(双洞单线,长18.46km)
二、隧道的施工特点
(1)隐蔽性大;
北京地铁崇文门站
宜万铁路野山关隧道
谨慎规划,严密把关,确保质量。
(2)作业的循环性强;速度慢,工期长。
厦门海底隧道开挖方法
第1步:开挖
第2步:安装钢拱架
第3步:喷混凝土
第4步:拆除临时支护
第5步:二次衬砌
(3)作业空间有限;
(3)洞口部分圬工基础必须置于稳固的地基上。
(4)洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连接成整体,以确保 拱墙连接良好。洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行,防止对衬 砌产生侧压。
(5)洞口段洞身施工时,应根据地质条件、地表沉陷控制以及保障施 工安全等因素选择开挖方法和支护方式。
(6)洞门完成后,洞门以上仰坡脚受破坏处,应及时处理。
优点: ① 有拱圈保护,安全; ② 有两个导坑,有利于通风、排水与运输。 缺点: ① 两个导坑增加了造价; ② 边墙须开挖马口,进度慢。
适应于:Ⅴ、Ⅳ级围岩。
名词解释: 挖马口~在“先拱后墙法”施工中,开挖边墙的工序。
衬砌边墙
2
1
2
1
2
1
隧道中线
1
2
1
衬砌边墙
2
1
2
挖马口示意图
上下导坑法施工
(四)新奥法与传统的矿山法的主要区别

浅埋暗挖法

盾构法(Shield)
水底隧道施工方法盾 沉构 管法 法

3.隧道施工方法的选择原则
选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归纳为:
1、 施工条件 2、 围岩条件 3、 隧道断面积 4、 埋深 5、 工期 6、 环境条件
矿山法
“矿山法”因其最早应用于坑道采矿而得名。它是采用钻眼爆
大瑶山隧道(双线,长14.29km,缩短11km )
5、20世纪90年代以来 (1)制定铁路隧道喷锚构筑法技术规则,形成有中国特色
的隧道修建新方法; (2)湿喷混凝土技术、工艺及湿喷机; (3)自进式锚杆支护技术的发展; (4)单线铁路长隧道快速施工配套技术与设备;
(5)浅埋暗挖法进一步发展,由台阶法演变为单侧壁导坑 法、双侧壁导坑法、中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法);
“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。
1. 环形开挖留核心土法
特点: ① 留核心土支顶工作面,稳定性优于超短台阶法: ② 进度慢。 适用于:土质或易坍塌的软弱围岩;小型施工机具。
1
2
3
4
1 4
5
5
图6-3 环形开挖留核心土法
出口侧壁导坑台阶法施工
新奥法主要采用锚杆和喷射混凝土作为维护围岩稳定的初 期支护,以帮助围岩获得初步稳定,施作后的锚喷支护即 成为永久性承载结构的一部分而不予拆除,然后在此基础 上再施作内层衬砌作为安全储备(内层衬砌也称为后期支 护)。初期支护、内层衬砌与围岩三者共同构成了永久的 隧道结构承载体系。
二、新奥法施工的基本程序
(4)紧封闭,一方面是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,尤其是对于易风化的软弱围岩。另一 方面更为重要的是指要适时对围岩施作封闭形支护,而且可以使支护和 围岩能进入良好的共同工作状态。
四、新奥法开挖施工方法
1.全断面法 2.台阶法 3.分部开挖法
1-全断面开挖法; 2-锚喷支护; 3-模筑混凝土衬砌
地将临时支撑撤换下来,而代之以整体式单层衬砌作为永久性支护
的施工方法。它是人们在长期的施工实践中逐步自然发展起来的。
圣哥达隧道 的木支撑
(二)传统矿山法施工的基本程序
(三)传统矿山法施工方法
●全断面法 ●台阶法 ●漏斗棚架法 ●蘑菇形法 ●上下导坑先拱后墙法,等。 仅选择传统矿山法中具有代表性的上下导 坑法 予以介绍,以资与新奥法施工对照。
② 开挖后要及时喷砼,暴露时间愈长愈不安全;
③ 量测要及时,当发现拱顶、拱脚和边墙中部的位 移速度加快时,应立即进行仰拱封闭。
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
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。
喷锚及灌浆机械; (8)在软弱围岩施工中由新奥法的发展出现浅埋暗挖法。
1987 年 — 京 广 铁 路 衡 广 段 复 线 的 大 瑶 山 隧 道 , 双 线 隧 道 , 长 14.29km。地质为白云质灰岩、泥灰岩及砂岩,断层14条,涌水 量高达51000m3/d。设计、施工均按新奥法原则进行,大断面机 械化作业,首次采用复合衬砌。大瑶山隧道的建设,是新奥法 原理在中国铁路隧道施工中的成功典范,也是中国铁路隧道建 设新旧方法的转折,是隧道发展史上的里程碑工程。
新奥法与传统的矿山法的主要区别在于支护方式的不同。
新奥法的锚喷初期支护与传统矿山法的钢木构件临时支撑相比较,具 有显著的灵活性、及时性、密贴性、深入性、柔韧性、封闭性等工程 特点。
这不仅仅是技术手段上的不同,更重要的是对工程问题认识的不同、 理论解释的不同和施工原则的不同。
它强调采用锚喷支护,而不大量采用钢、木支撑;强调要及早闭合支护 环;提倡采用复合式衬砌,而不是采用刚度较大的单层衬砌;要求加强 施工量测等。它是人们对隧道及地下工程问题认识和理解的一次重要进 步,也是人们对隧道及地下工程理论的继承和发展。
破方式破岩,纵向分段,横向全断面或分部开挖,每一部分
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。
输出碴; (6)逐步采用水泥砂浆注浆防水。
干风钻打眼
湿风钻打眼
1957年—川黔线凉风垭隧道,是我国建国后修建的第一座 最长的隧道,也是首次采用平行导坑施工,也是由人工施工到 轻型机械化施工的转折点。
凉风垭隧道(单线,长4270m)
3、20世纪60~70年代 (1)推广采用机械设备,以中小型机械施工为主; (2)平面控制测量采用闭合导线法和一条基线的三角网; (3)施工方法以漏斗棚架先墙后拱法为主,部分采用全断
三、新奥法施工的基本原则
“少扰动、早支护(喷锚)、勤量测、紧封闭”
(1)少扰动,是指在进行隧道开挖时,要尽量减少对围岩的扰动次数、 扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。
(2)早支护(早锚喷),是指开挖后及时施作初期锚喷支护,使围岩 的变形进入受控制状态。
(3)勤量测,是指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围 岩(或围岩加支护)的稳定状态,或判断其动态发展趋势,以便及时调 整支护形式、开挖方法,确保施工安全和顺利进行。
6.4 洞口段施工方法
6.4.1 洞口段的概念 指洞口浅埋段,即开挖可能给洞口地表造成不良影响
的范围。
洞门位置
明暗交界
H--深浅埋分界处 覆盖层厚度,约
H 为2~2.5倍天然 拱高度。
明洞段
洞口段
图6-7 洞口段的一般范围
洞口段施工注意事项:
(1)在场地清理作施工准备时,应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的 表土、灌木及山坡危石等。 (2)洞口施工宜避开雨季和融雪期。
(4)作业的综合性;
厦门海底隧道斜井
(5)施工是动态的,施工过程的力学动态是变化的, 围岩物理力学性质也是变化的;
(6)作业环境恶劣; (7)作业的风险性大。
北京某明挖车站基坑坍塌
北京某暗挖区间坍塌
上海地铁四号线楼房坍塌
宜万铁路某隧道涌水
圆粱山隧道突水突泥
某黄土隧道塌方
三、 隧道施工方法及其选择
第6章 隧道施工方法
一、隧道施工技术的发展
1、1949年以前 基本是人工开挖、手工操作衬砌、机具简单、技术落后的时
期。当时铁路隧道建设既没有固定专业技术队伍,也没有完整 的设计、施工规范,设备机具少,方法简单,工人劳动强度大, 效率很低。
人工打眼
木排架支撑
2、20世纪50年代 (1)隧道施工由人力为主转入小型机械施工; (2)制定了施工规范; (3)辅助坑道采用斜、竖井和平行导坑,竖井最深达130m; (4)施工方法以上下导坑先拱后墙法为主; (5)较长隧道试用后翻式装碴机装碴,用电瓶车牵引轨道运
1. 隧道施工主要方法
⑴ 矿山法
●传统矿山法 ●新奥法
⑵ 明挖法
⑶ 掘进机法 ⑷ 盾构法
⑸ 沉管法
⑹ 顶进法
2.隧道施工方法的分类
山岭隧道施工方法矿山法(钻爆法)新 传奥 统法 矿(山NA法TM)

掘进机法(TBM)

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 连续墙法
中隔壁法(CD)
适用于V~Ⅵ级围岩浅埋双线隧道。
中隔壁法施工要求:
各部开挖时,周边轮廓尽量圆顺,减小应力集中; 各部的底部高程应与钢架接头处一致; 每一部的开挖高度为35m;后一侧开挖应全断面及时封闭; 左右两侧纵向间距一般为30-50m; 中隔壁设置为弧形或圆弧形。
交叉中隔壁法(CRD)
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、
关村坝隧道(单线,长6107m,使线路缩短10.1km)
1965年—京广线上的长沙隧道,长714m,埋深15m,是 我国60年代地质最坏,塌方事故最多,施工方案多次变更,施 工时限最长的双线隧道,塌方199次,工期5年半。地质为砂页 岩、粘土砂层、砂卵石层、红粘土等,地下水丰富。采用上下 导坑先拱后墙法施工。
(6)采用隧道掘进机(TBM)施工,标志着我国单线铁路 长隧道的修建技术,也达到了国际先进水平。
1999年—西安—安康铁路的秦岭隧道,双洞单线隧道,长 18.46km。I线两端采用TBM掘进,中间由II线平导及横洞进入I 线正洞采用钻爆法开挖;II线等平导贯通后采用钻爆法扩挖。 是我国隧道由钻爆法施工上升到采用敞开式全断面掘进机 (TBM)施工的新台阶。标志着中国铁路隧道机械化施工跨入世 界先进行列,成为中国铁路隧道史的里程碑。
面开挖; (4)试用光面爆破; (5)对整治岩溶、岩爆、坍塌、涌水和瓦斯突出等也逐步
积累经验。
1966年—成昆线上的关村坝隧道,长6107m,使线路缩短 了10.1km,地质为灰岩,采用上下导坑漏斗棚架法施工,组织 均衡生产,快速施工,创双口月成洞672.71m的最快隧道施工记 录。中共中央1965年3月9日特发电报祝贺。发生过7次岩爆。
台车就位 量测 二衬
3.施工循环作业
钻眼
装药、放 炮
出碴
锚喷
通风 找顶
将3种台阶法放 在一起比较:
区别主要在台 阶长度。
1
1
2
2
B
>5B
(a)
1
1
2
2
B >(1~1.5)B
(b)
1
1
2
2
B <B(或3~5m)
(c)
台阶法施工注意:
① 下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后 才能进行;
适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩浅埋的双线或多线隧道。
采用交叉中隔壁法施工,除满足中隔壁法的要求外,尚 应满足: 设置临时仰拱,步步成环; 自上而下,交叉进行; 中隔壁及交叉临时支护,在灌注二次衬砌时,应逐段拆 除。
(一)概述
6.3 传统矿山法
“传统矿山法”是采用木构件或钢构件作为临时支撑,抵抗围岩变形,
承受围岩压力,获得坑道的临时稳定,待隧道开挖成形后,再逐步
上下导坑先拱后墙法

Ⅴ 2
4
4
3
2
4

6
漏斗 6

7
9

1
4~6 4~6
1
7 Ⅷ 9Ⅹ
>50 15~20 15~20 下导坑 上导坑 上导坑
落底
15~20 扩大
15~20 立模板 灌注砼
30~40 15~20
养生 挖中层 7~10天
图6-6 上下导坑先拱后墙法(单位:m)
20~30 挖马口 砌边墙
相关文档
最新文档