滑膜施工工艺讲解

① ② ⑤ ③ ④ ⑥ ⑥ ⑤ ④ ③ ② ①
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：设臵临时仰拱，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。
第四节 围岩预支护(预加固)
隧道施工中常用的辅助稳定措施有下图所示的 几种。这些辅助稳定措施的选用应视围岩地质条件、 地下水情况、施工方法、环境要求等具体情况而定， 并尽量与常规施工方法相结合
按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可 分为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等。
一、全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形， 然后修建衬砌的施工方法。
隧道掘进正规循环作业横道图见图。
工序 交换班 钻眼 1 2 3
(一)施工顺序
时 间(h) 4 5
6
7
8
装药
爆破、通风
初期支护
(三)微台阶法
1 1 2 L (c)微台阶法 2 3~5m
适用于Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ级围岩，一般为3~5m的台 阶长度。 微台阶法上下断面相距较近，机械设备集中， 作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。
三、分部开挖法
分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧 壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。
(一)环形开挖留核心土法
新奥法施工的基本原则可以归纳为“少扰动、早 喷锚、勤量测、紧封闭”。
少扰动，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。
早支护，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。
勤量测，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。
5.开挖后应及时喷射混凝土，并尽快封闭环形 初期支护。 6.开挖过程中应密切注意观察锚杆变形及喷射 混凝土层的开裂、起鼓等情况。
二、管棚
(一)构造组成
管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插 角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来 形成对开挖面前方围岩的预支护(图)。
a)棚管的环向布臵
b)管棚钢管纵向错接
二、山岭隧道的常规施工方法
山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法,将采用 钻爆开挖加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”。
(一)矿山法
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。
出碴 机动时间
二次衬砌
(二)适用条件
(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备 从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身 稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械 设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验 一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经 济性较差。 隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表
(二) 侧壁导坑法
② ②
①
③
③
①
由于单侧壁导坑法每步开挖的宽度较小，而 且封闭型的导坑初期支护承载能力大，所以它适 用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散 围岩中。
2.双侧壁导坑法 双侧壁导坑法施工顺序如图，适用于V～Ⅵ级 围岩双线或多线隧道掘进。双侧壁导坑法将断面 分成四块：左右侧壁导坑、上台阶、下台阶。 双侧壁导坑法施工要求：侧壁导坑高度以到起 拱线为宜；侧壁导坑形状应近于椭圆形断面，导 坑断面为整个断面的1/3；侧壁导坑领先长度一般 为30～50m，以开挖一侧导坑所引起的围岩应力重 分布不影响另一侧导坑为原则；导坑开挖后应及 时进行初期支护，并尽早封闭成环。
掘进机法
明挖法
新奥法
隧道施工方法
盖挖法 浅埋暗挖法 盾构法
水底隧道 施工方法
沉埋法 盾构法
隧道施工技术:主要研究解决上述各种隧道 施工方法所需的技术方案和措施。
隧道施工管理:主要解决施工组织设 计,施工中的技术管理、计划管理、质 量管理、经济管理、安全管理等问题。 隧道施工和工程实践有密切联系， 因此应将理论与生产实践紧密结合。必 须学会结合工程实践经验、掌握综合运 用这些知识的能力，以便正确处理隧道 施工中遇到的各种实际问题。
隧道施工
第一节 隧道施工方法
一、隧道施工基本概念
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。隧道施工方法的选择 主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断 面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工 技术水平等因素综合考虑研究确定。
隧道施工方法可按以下方式分类：
山岭隧道 施工方法 浅埋及软土 隧道施工方法 矿山法（钻爆法） 传统矿山法
(三)全断面法施工特点
(1)开挖断面与作业空间大、干扰小； (2)有条件充分使用机械，减少人力； (3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件； (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
二、台阶法
根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶 法和微台阶法三种。
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。
环形开挖留核心土法常用于Ⅵ级围岩单线和 V~Ⅵ级围岩双线隧道掘进。 施工顺序见图。 施工时要求： 环形开挖进尺一般为0.5~2.0m； 开挖后应及时施作喷锚支护、安设钢架支撑，每两 榀钢架之间采用连续钢筋连接，并加锁脚锚杆；
① ③
① ③
②
②
②
核心土面积不小于整个断面的50％； 当围岩地质条件差，自稳时间较短时，开挖前在拱
部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护； 二次衬砌采用先墙后拱法施作。
特点：简单明了，施工易行；不需要特殊的机械设 备，减少施工投入；开挖工作面稳定性好，施工较 安全 。
根据侧壁导坑开挖的个数，分为单侧壁导坑 法及双侧壁导坑法。 1.单侧壁导坑法 单侧壁导坑法一般将断面分成三块：侧壁导 坑、上台阶、下台阶(如图)。 侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞跨，高度以到起 拱线为宜。导坑与台阶的距离没有硬性规定，一 般以施工互不干扰为原则。
(二)新奥法
新奥法即奥地利隧道施工新方法(New Austrian Tunnelling Method－NATM)，是以喷射混凝土锚杆 作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，便 于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。 由于锚喷支护技术的应用和发展，导致隧道及 地下洞室工程理论步入到现代理论的新领域，也使 隧道及地下洞室工程的设计和施工更符合地下工程 实际，即设计理论－施工方法－结构(体系)工作状态 (结果)的一致。
(三)设计、施工要点
1.超前锚杆的超前量、环向间距、外插角等参数， 应视围岩地质条件、施工断面大小、开挖循环进尺 和施工条件而定。
一般超前长度为循环进尺的3～5倍，宜采用 3～5m长，环向间距0.3～1.0m；外插角10°～30°； 搭接长度宜为超前长度的40%～60%左右。 2.超前锚杆宜用早强砂浆全粘结式锚杆，锚杆 材料可用不小于φ22的螺纹钢筋。 3.超前锚杆的安装误差，一般要求孔位偏差不 超过10cm，外插角不超过1°～2°，锚入长度不小 于设计长度的96%。 4.开挖时应注意保留前方有一定长度的锚固区， 以使超前锚杆的前端有一个稳定的支点。
超前锚杆是沿开挖轮廓线，以稍大的外插角， 向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚 固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖 等作业(图)。
超前锚杆
(二)性能特点及适用条件
特点：柔性较大，整体刚度较小。 主要适用于应力不太大，地下水较少的软弱围岩 的隧道工程中，如土砂质地层、弱膨胀性地层、流变 性较小的地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带等、浅 埋无显著偏压隧道。也适宜于采用中小型机械施工。
(四)中隔壁法(CD)
中隔壁法(如图)适用于V~Ⅵ级围岩的浅埋双线 隧道。中隔墙开挖时，应沿一侧自上而下分为二 或三部进行，每开挖一步均应及时施作锚喷支护、 安设钢架、施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中 隔壁墙依次分步联结而成，之后再开挖中隔墙的 另一侧，其分步次数及支护形式与先开挖的一侧 相同。
① ② ③
预留心土挡护开挖面 稳定工作面 喷射混凝土封闭工作面 超前锚杆 管棚超前支护前方围岩 小导管 长管棚 水平旋喷超前预支护 预切槽超前预支护 超前小导管注浆 注浆加固围岩和堵水 超前深孔围幕注浆
一、超前锚杆
(一)构造组成
c)钢管端部横向联接
(二)性能特点及适用条件
特点：整体刚度较大，对围岩变形的限制能力 较强，且能提前承受早期围岩压力。 管棚主要适用于围岩压力来得快来得大、对围 岩变形及地表下沉有较严格要求的软弱破碎围岩隧 道工程中。
(三)设计、施工要点
1.管棚的各项技术参数要视围岩地质条件和施工条 件而定。
棚管长度不宜小于10m，一般为10～45m；管径 70～180mm，孔径比管径大20～30mm，环向间距 0.2～0.8m；外插角1°～2°；两组管棚间的纵向搭 接长度不小于1.5m；钢拱架常采用工字钢拱架或格栅 钢架。
② ① ③ ① ③
② ①
(三)中洞法
中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道 中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法(如图) 。
② ③ ①
② ③ ③
②
①
中洞法施工要求：中洞法开挖高度应大于中 墙高度1m，开挖宽度应大于5m；中洞开挖长度根 据隧道长度、宽度以及地质情况综合考虑，一般 为50~80m；中洞开挖后应及时施作初期支护，再 分段灌筑中墙混凝土，在中墙混凝土达到设计强 度后方可拆模，并进行临时横向支撑。
作业线 开挖作业线 喷锚作业线 模筑衬砌作业线
采用的大型机械设备
钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨 运输时）、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有轨 运输时）
混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、喷锚作业平台 进料运输设备及锚杆灌浆设备 混凝土拌和作业厂、混凝土输送车及输送泵、施作 防水层作业平台、衬砌钢模台车
(一)长台阶法
1 2 L 长台阶法 >5L 1 2
长台阶法开挖断面小，有利于维持开挖面的稳 定，适用范围较全断面法广，一般适用于地质条件 较差的Ⅲ、Ⅳ、V级围岩
(二)短台阶法
1 1
2
L >(1~1.5)L
2
短台阶法
短台阶法适用于地质条件差的Ⅳ、V级围岩， 台阶长度定为10~15m，即1~2倍开挖宽度，主要 是考虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜 过短。 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。缺点是上部出 渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。
2.钢拱架应安装稳固其垂直度允许误差为±2°，中 线及高程允许误差为±5cm；
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。
第三节 开挖方法
隧道开挖的基本原则是：在保证围岩稳定或减少 对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和 掘进方式，并应尽量提高掘进速度。 在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、 围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工区长 度、机械配备能力、经济性等相关因素进行综合分析， 采用恰当的开挖方法。
④ ⑤ ⑥ ⑥ ⑤
④ ② ③
①
中隔壁洞法施工要求：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3.5m； 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；中隔壁设臵为弧形或圆弧形。
(五)交叉中隔壁法(CRD)
交叉中隔壁法适用于V~Ⅵ级围岩浅埋的双线或 多线隧道。采用自上而下分为二至三步开挖中隔墙 的一侧，并及时支护，待完成1~2部后，即开始另一 侧l~2部开挖及支护，形成左右两侧开挖及支护相互 交叉的情形。
第二节 新奥法的基本概念
一、新奥法施工程序
新奥法施工程序可用以下框图表示：
工修 方改 案施 方改 法变 和开 顺挖 序 开 护修 参正 数支 初 期 支 护 量 测 监 控
否
施 工 准 备
确 定 施 工 方 案
挖
基合是 准管否 ？理符 是
防 水 隔 离 层
二 次 支 护
Fra Baidu bibliotek
竣 工
二、新奥法施工的基本原则