的隧道施工方法课件.ppt
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1、的隧道施工方法,1,第6章 隧道施工方法,本章讲授: 1.新奥法施工方法 2.传统矿山法与新奥法的对比 3.洞口段施工方法 4.明洞施工方法 5.辅助施工措施 6.特殊地质地段的隧道施工,的隧道施工方法,2,6.1 概述6.1.1 隧道工程的施工特点 1. 施工全过程受制于地质条件 2. 大型的隐避工程 3. 施工环境较差 4. 多地处偏远山区,交通不便。 5. 狭长建筑物,工作面很少。 6. 施工不受气候影响,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,3,1. 隧道施工主要方法 矿山法 传统矿山法 新奥法 明挖法 掘进机法 盾构法 沉管法 顶进法本章介绍:矿山法 、明挖法,第6章 隧道施工方法,
2、6.1.2 隧道施工方法及其选择,的隧道施工方法,4, 工程的重要性 工程地质与水文地质条件 施工技术水平、机械设备情况 施工中动力和原材料供应情况 工程投资与运营后的社会效益和经济效益 对环境的保护要求 施工单位的习惯做法,2.影响施工方法的主要因素,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,5,新奥法与传统矿山法的关键异同点: 相同: 均采用钻爆法施工。 不同: 对围岩的处理不同。 新奥法施工的基本原则: “少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。 12字口诀,务必理解渗透!,6.2 新奥法施工方法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,6,全断面一次开挖法 1. 适应条件 、级围岩 大型施工机具(
3、钻孔台车、模板台车等) 经济性考虑:中长隧道。,6.2.1 全断面法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,7,表示方法: 横断面工序图、 纵断面工序展开图习惯标注方法: 阿拉伯字1、2、3.表示挖掘; 罗马字、.表示支护;,2. 施工顺序,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,8,钻爆作业循环:,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,9, 工序少,管理方便; 进度快大型机械、爆破效果好; 对围岩扰动少爆破1次; 要求地质条件较好。问题: 地质条件变差时,大型机械怎么办?,3.施工特点,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,10,三条主要作业线:(1) 开挖作业线 钻孔台车、装药台车、大型装碴
4、机与运载车(2) 锚喷作业线 混凝土喷射机、喷射机械手、运输进料设施(3) 模注混凝土衬砌作业线 混凝土拌合、混凝土输送、防水层作业、衬砌模板,4.机械化施工的关键,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,11,1. 特点将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖;随着台阶长度的调整,它几乎可以用于所有的地层,因而是在现场使用的主导方法。2.种类 长台阶法 短台阶法 超短台阶法,6.2.2 台阶法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,12,(1) 初期支护闭合环的时间要求 围岩越差,闭合时间要求越短,台阶必须缩短。(2) 施工机械的效率 效率高,则可以缩短支护闭合时间,台阶可适当加长。原则: 希望初
5、期支护尽快闭合。 围岩不好时,应以条件为主; 围岩较好时,应以条件为主。,3. 选择台阶长度的条件,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,13, 长台阶法台阶长度L5B,B为洞室的宽度。 甚至可以上台阶先贯通,即为“半断面法”。特点:进度快,仅次于全断面法。适用于:级围岩。,4. 施工工序,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,14,台阶缩短: (11.5)B L5B, 特点: 支护闭合时间加快,围岩稳定性增加; 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。适用于:、级围岩,(2) 短台阶法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,15,答:上台阶存碴面积减小,往下台阶推碴次数增多。解决办法:增加平行作业
6、的时间,有利于加快进度。 皮带运输机 过渡坡道 、钢结构跳板(仰拱先做) 、石碴坡道(仰拱后做)见下面的相片,问题: 台阶缩短对施工进度有何不利?,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,16,的隧道施工方法,17,上台阶长度仅为35m。特点:更有利于控制围岩变形,但上下台阶相隔太近,施工干扰大。适用于:软弱破碎围岩(、级围岩), 超短台阶法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,18, 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; 开挖后要及时喷砼,暴露时间愈长愈不安全; 量测要及时,当位移速度加快时,应立即采取措施。,短台阶施工注意:,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,19,将3
7、种台阶法放在一起比较:区别主要在台阶长度。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,20,答:反台阶法 速度快 不安全 淘汰,问题:能否下台阶先进?,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,21,1. 环形开挖留核心土法特点: 留核心土支顶工作面,稳定性优于超短台阶法: 进度慢。适用于:土质或易坍塌的软弱围岩;小型施工机具。,6.2.3 分部开挖法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,22,核心土,工字钢,临时工作平台,的隧道施工方法,23,环形开挖留核心土法的变化方案:核心土留在下台阶,减少开挖工序课堂讨论:变化方案与原方案的比较?,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,24,特点: 洞室开挖
8、跨度减小,有利于围岩稳定; 导坑要闭合,增加了材料用量; 进度慢。 适用于:断面跨度大,对地表沉陷有控制要求的软弱。,2.单侧壁导坑法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,25,特点:双导坑,使洞室最大开挖跨度更小,稳定性增加;耗材增加;进度慢。 适用于:对地表沉陷要求更高,或跨度更大的隧道。,3.双侧壁导坑法(眼镜工法),第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,26,的隧道施工方法,27,1.双侧导坑的开挖是对开还是错开?为什么?答:应错开挖,间距710m。 避免在同一断面上同时开挖的总跨度过大。2.导坑尺寸如何确定?答:应满足施工要求,但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。,问题:,第6章
9、隧道施工方法,的隧道施工方法,28,6.3.1传统矿山法简介传统矿山法有: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。,6.3 传统矿山法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,29,上下导坑先拱后墙法,的隧道施工方法,30,优点: 有拱圈保护,安全; 有两个导坑,有利于通风、排水与运输。缺点: 两个导坑增加了造价; 边墙须开挖马口,进度慢。适应于:、级围岩。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,31,名词解释: 挖马口在“先拱后墙法”施工中,开挖边墙的工序。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,32,定
10、义:先行开挖,能为后续开挖提供施工便利的坑道。 为后续工作面创造临空面,提高爆破效果; 查明前方地质情况; 排除地下水; 铺设“三管两线”水管、压缩风管、通风管;电线、运输线; 改善施工通风条件。,导坑的作用:,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,33,相同: 均属于钻爆法。不相同:对围岩的认识和处理上不同。对照表6-2解释:,6.3.2 传统矿山法与新奥法施工的区别,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,34,6.4.1 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。,6.4 洞口段施工方法,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,35,1.覆盖浅、地质差, 地表水汇集。
11、2.进洞顺利与否,对工程的展开影响甚大。洞口段施工注意事项:先清理洞口边仰坡有可能滑塌的表土及危石。刷坡应自上而下逐段开挖。不采用深眼大爆破开挖边仰坡。 洞门厚度内的衬砌应与洞身衬砌同时施工,连成整体。端墙砌筑与回填应两侧对称同时进行,以防衬砌产生偏压。洞口应设置加强衬砌段,其长度一般不小于10m。,洞口段特点:,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,36,影响施工方法的因素:施工机具配备情况洞外相邻建筑的影响地形条件地质条件-最为重要!按地质条件,有以下几种施工方法:1. 全断面法进洞适应于:、级围岩。注意事项:初始1020m区段的开挖,应将爆破进尺控制在23m。,6.4.2 进洞方法,第6
12、章 隧道施工方法,的隧道施工方法,37,视地质条件,严格控制爆破进尺: 、级围岩短台阶 爆破进尺1.5m2.5m;网、锚、喷支护。 、级围岩短台阶 爆破进尺在1.5m以内;超前锚杆(或小导管),钢拱架。 、级围岩超短台阶 进尺0.51.0m;不爆破,人工或机械挖掘。问题:、级围岩能否用台阶法进洞?答:可以,前提是在不具备全断面进洞的条件下(无大型机具) 用长台阶法,但初始段爆破进尺仍应控制在23m内。,2. 台阶法进洞,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,38,当围岩很差,超短台阶法往往还不够安全,可用: 环形开挖留核心土法(前已述) 侧壁导坑法(前已述) 下导坑法,3. 其它进洞方法,第6
13、章 隧道施工方法,的隧道施工方法,39,超前锚杆超前小导管管棚等简介管棚进洞法:适用于:软弱地层等。,(4)预支护法进洞,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,40,现场管棚:,管棚及套拱,的隧道施工方法,41,管棚及套拱,的隧道施工方法,42,适用于:覆盖层薄、边仰坡不稳、偏压等。方法: 在洞口处先作一段明洞,抵紧仰坡坡脚,在明洞上及时回填以加固仰坡,然后暗挖进洞。,4. 明洞法进洞,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,43,6.5 明洞施工方法,6.5.1 先墙后拱法全称为“全部明挖先墙后拱法”。 适用于:临时边坡能暂时稳定的对称式明洞。优点:衬砌整体性好,施工空间大,有利于施工。缺点:
14、土方开挖量大,刷坡较高。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,44,6.5.2 先拱后墙法 适用于:不宜大范围开挖边仰坡的情况。优点:土石方开挖量较小,刷坡较低。缺点:衬砌整体性较差,边墙防水层施作不方便。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,45,辅助施工措施:对地层进行预支护或预加固。预支护: 预留核心土 超前锚杆 管棚,等。预加固: 地层注浆 地表锚喷加固。预支护兼预加固:超前小导管注浆,6.6 辅助施工措施,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,46,6.6.1 超前锚杆特点:形成超前于工作面的围岩加固棚。适用于:软弱破碎地层。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,47,超前锚杆
15、,的隧道施工方法,48,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,49,6.6.2 管棚,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,50,特点:管径粗(外径为70180mm) 。施作要点:(1) 单根长46m,总长可至数十米。(2) 一环管棚长度一般不小于10m。(3) 可向管内注入水泥砂浆,以增加其刚度。(4) 钢管的尾部需架设在钢拱架上,并焊死;(5) 相邻两榀钢拱架间以拉筋相连 。(6)与岩壁之间,环向每隔2m应用楔子楔紧。优点:在所有预支护措施中,管棚支护能力最强。缺点:施工技术较复杂,造价较高。,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法,51,单根钢管构造:,第6章 隧道施工方法,的隧道施工方法
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