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1、第3章 隧道施工方法3.10盾构法施工3.8 隧道支护施工3.9隧道防排水施工3.12 沉埋法施工3.13监控量测与数据分析3.11掘进机法施工第1页/共101页 初步具备选择隧道施工方法的能力。掌握新奥法的施工技术及相应的施工工艺。对其他的隧道施工方法有一定的认识33知识目标第3章 隧道施工方法第2页/共101页3.1 3.1 传统矿山法传统矿山法 矿山法指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。3矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能塌落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块地开挖，并要求
2、边挖边撑以求安全，所以矿山法支撑复杂、木料耗用多。随着喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。第3页/共101页3.1 3.1 传统矿山法传统矿山法3.1.1漏斗棚架法的基本施工程序 漏斗棚架法的基本施工程序是先开挖下导坑，在下导坑开挖面后3050m处架设漏斗棚架，然后在漏斗棚架上方开挖部(“挑顶”)和部(“扩大”)。其间距以互不干扰为原则，一般可采用1520m。“挑顶”和“扩大”爆下的石渣直接堆放在棚架上，并通过漏斗口向下装入矿车内运出洞外。石渣装完后即可拆除棚架，开挖（“刷帮”）和（边墙、水沟），此时整个隧道开挖完毕。在一定的安全距离(1020m)外灌注边墙和拱圈的混凝土，
3、最后铺底砌水沟，如图3-1所示。第4页/共101页3.1 3.1 传统矿山法传统矿山法第5页/共101页1.1.漏斗棚架法施工的优点漏斗棚架法施工的优点2.2.漏斗棚架法施工的缺点漏斗棚架法施工的缺点 漏斗棚架法施工的优点是便于人力和使用小型机具开挖；“挑顶”“扩大”的石渣通过漏斗棚架装车，效率高，节省人力和机械；工作面多，可以安排较多的人力和机具进行平行作业，加快施工进度。漏斗棚架法施工的缺点是设置棚架需消耗大量木材和钢材；断面分块多，对围岩扰动大，且拱顶围岩暴露过长，只适用于级围岩；多个工作面虽可平行作业，但相互干扰大，尤其刷帮开挖时容易损坏风管、水管、电力线，堵塞运输。3.1 3.1 传
4、统矿山法传统矿山法3.1.2漏斗棚架法施工的特点第6页/共101页3.2 3.2 新奥法简介新奥法简介 1963年，由奥地利学者L.V.拉布采维茨命名的“新奥地利隧道施工法（new Austrian tunnelling method）”，简称“新奥法（NATM）”正式出台。它既是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，且以锚杆、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，又是一系列指导隧道设计和施工的原则。第7页/共101页3.2.1隧道施工的基本技术要求3.2 3.2 新奥法简介新奥法简介 （1）因围岩是隧道的主要承载单元，所以要在施工中充分保护和爱护围岩。（2）为了充分发
5、挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形。（3）变形的控制主要通过支护阻力（即各种支护结构）的效应达到。（4）施工中须进行实地量测监控，及时提出可靠的、足量的量测信息，以指导施工和设计。第8页/共101页3.2 3.2 新奥法简介新奥法简介 （5）在选择支护手段时，一般应选择能大面积地、牢固地与围岩紧密接触的，能及时施设且应变能力强的支护手段。（6）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。（7）在隧道施工过程中，必须建立“设计施工检验地质预测量测反馈修正设计”的一体化的施工管理系统，以不断地提高和完善隧道施工技术。第9页/共101页3.2.2新奥法施工的基本原则3.2 3.2
6、 新奥法简介新奥法简介4.4.紧封闭紧封闭2.2.早支护早支护3.3.勤量测勤量测1.1.少扰动少扰动第10页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3.3.1全 断 面 开 挖 法1 1全断面开挖法的施工顺序全断面开挖法的施工顺序 （1）施工准备完成后，用钻孔台车钻眼，然后装药，连接起爆网路。（2）退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断面。（3）进行通风、洒水、排烟、降尘。（4）排除危石，安设拱部锚杆和喷第一层混凝土。第11页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法1 1全断面开挖法的施工顺序全断面开挖法的施工顺序 （5）用装渣机将石渣装入矿车或运输
7、机，运出洞外。（6）安设边墙锚杆和喷混凝土。（7）必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土。（8）开始下一轮循环。（9）在初次支护变形稳定后（或按施工组织中的规定日期）灌注内层衬砌。第12页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法2 2特点及适用条件特点及适用条件 1）全断面开挖法的优点 （1）工序少，相互干扰少，便于组织施工和管理。（2）工作空间大，便于组织大型机械化施工。（3）施工速度快。第13页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法2 2特点及适用条件特点及适用条件 2）全断面开挖法的缺点 （1）开挖面较大，围岩相对稳定性低。（2）循环工作量较
8、大，要求施工单位有较强的开挖、出渣、运输和支护能力。（3）采用深孔爆破时产生的爆破震动较大，对钻爆设计和控制爆破作业要求较高。第14页/共101页2 2特点及适用条件特点及适用条件 3）全断面开挖法的适用条件 全断面开挖法适用于岩层覆盖条件简单、岩质较均匀的硬岩；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，否则用大型机械化施工的经济性差，根据经验，这个长度不应小于1 km。3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法第15页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3.3.2台 阶 开 挖 法1 1 1 1.作业顺序作业顺序作业顺序作业顺序2 2 2 2.施工要
9、点施工要点施工要点施工要点3 3 3 3.特点及特点及特点及特点及适用条件适用条件适用条件适用条件台阶法台阶法第16页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法4.4.台阶法的施工要点台阶法的施工要点 （1）下半断面的开挖（又称落底）应在上半断面初期支护基本稳定后进行，或采取其他有效措施确保初期支护体系的稳定性。（2）下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。（3）量测工作必须及时，以观察拱顶、拱脚和边墙中部位移值，当发现速率增大时，应立即进行底（仰）拱封闭，或缩短进尺，加强支护，分割掌子面等。第17页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3
10、.3.3分 部 开 挖 法1.1.环形开挖预留核心土法环形开挖预留核心土法1）开挖面分部形式第18页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法2）施工作业顺序 （1）用人工或单臂掘进机开挖环形拱部，或根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。（2）安设拱部锚杆、钢筋网或钢支撑，喷混凝土。（3）在拱部初期支护保护下，用挖掘机或单臂掘进机开挖核心土和下台阶，随时接长钢支撑和喷混凝土封底。（4）根据初期支护的变形情况或施工安排修筑内层衬砌。第19页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3）特点及适用条件 （1）优点。在施工中，因为上部留有核心土支挡着开挖面
11、，而且能迅速、及时地建造拱部初期支护，所以开挖的工作面稳定性好。（2）缺点。虽然核心土增强了开挖面的稳定，但开挖过程中围岩要经受多次扰动，而且断面分块多，支护结构形成全断面封闭的时间长，这些都有可能使围岩变形增大。因此，它常要结合辅助施工措施对开挖工作面及其前方岩体进行预支护或预加固。（3）适用条件。这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩。第20页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法2.2.单侧壁导坑法单侧壁导坑法1）开挖面分部形式 单侧壁导坑法一般将断面分成三块，即侧壁导坑、上台阶、下台阶，见表3-1。侧壁导坑的尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工
12、条件而定。一般侧壁导坑的宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜。第21页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法第22页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法第23页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法2）施工作业顺序 （1）开挖侧壁导坑，并进行初期支护（锚杆加钢筋网，或锚杆加钢支撑，或钢支撑，喷射混凝土），应尽快使导坑的初期支护闭合。（2）开挖上台阶，进行拱部初次支护，使其一侧支撑在导坑的初期支护上，另一侧支撑在下台阶上。（3）开挖下台阶，进行另一侧边墙的初期支护，并尽快建造底部初期支护，使全断面闭合。（4）拆除导坑临空
13、部分的初期支护。（5）建造内层衬砌。第24页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3）特点及适用条件 （1）优点。洞室开挖跨度减小（通过形成闭合支护的侧导坑将隧道断面跨度一分为二），有利于围岩稳定。（2）缺点。增加了材料用量和工程造价；施工进度慢。（3）适用条件。单侧壁导坑法适用于围岩稳定性较差、断面跨度大、地表沉陷难以控制的软弱松散围岩。第25页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3 3双侧壁导坑法（眼镜法双侧壁导坑法（眼镜法）1）开挖面分部形式 双侧壁导坑法一般将断面分成为四块：左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶，详情见表3-1。导坑尺寸的拟定
14、原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。左、右侧导坑错开的距离应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。第26页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法2）双侧壁导坑法的施工要求 （1）侧壁导坑高度以到起拱线为宜。（2）侧壁导坑形状应接近于椭圆形断面，导坑断面为整个断面的1/3。（3）侧壁导坑的领先长度一般为3050 m。（4）导坑开挖后应及时进行初期支护，并尽早封闭成环。第27页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法3）施工作业顺序 （1）开挖一侧导坑，并及时将其初次支护闭合。（2）相隔适当距离后开挖另一侧
15、导坑，并修筑初次支护。（3）开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支撑在两侧壁导坑的初次支护上。（4）开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合，拆除导坑临空部分的初次支护。（5）建造内层衬砌。第28页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法4）特点及适用条件 （1）优点。施工中间变形几乎不发展。（2）缺点。双侧壁导坑法虽施工安全，但速度较慢，成本较高。（3）适用条件。双侧壁导坑法适用于级围岩双线隧道掘进。第29页/共101页3.3 3.3 新奥法的施工方法新奥法的施工方法4 4中洞法中洞法 中洞法适用于双连隧道，采用先开挖中洞并支护，在中洞内施作隧道中墙混凝土，
16、后开挖两侧的施工方法。5 5中隔壁法中隔壁法 中隔壁法在近年国内的铁路隧道和城市地下工程的实践中被证明是通过软弱、浅埋大跨度隧道的最有效的施工法之一，它适用于级围岩的双线隧道。6 6交叉中隔壁法交叉中隔壁法 交叉中隔壁法适用于级围岩浅埋的双线隧道或多线隧道，见表3-1。第30页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术3.4.1新奥法的施工程序第31页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术3.4.2锚 杆1 1 1 1锚杆的支护效应锚杆的支护效应锚杆的支护效应锚杆的支护效应4)4)加固效应加固效应1)1)悬吊效应悬吊效应2)2)组合梁效应组合梁效应3)3
17、)支撑围岩支撑围岩第32页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术2 2 2 2锚杆的种类锚杆的种类锚杆的种类锚杆的种类 （1）锚杆成为洞室开挖中良好的支护手段必须具备以下两个基本条件。锚杆受力后产生变形，且其本身不受破坏。锚杆与围岩保持紧密接触。（2）锚杆的种类。全长黏结型锚杆。端头锚固型锚杆。摩擦型锚杆。预应力锚杆和自钻锚杆等。第33页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术3.3.3.3.锚杆的布置和质量检查锚杆的布置和质量检查锚杆的布置和质量检查锚杆的布置和质量检查 锚杆的布置分为局部布置和系统布置。局部布置主要用在坚硬而裂隙发育或有潜在龟裂及节
18、理的围岩，重点加固不稳定块体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。系统布置的锚杆应用在、级围岩条件下。锚杆的质量检查包括长度、间距、角度、方向、抗拔力等。其中，主要是抗拔力试验，对于重要工程可增加灌浆密度试验。第34页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术3.4.3钢拱架 （1）钢拱架支护必须有足够的刚度和强度，能够承受隧道施工期间可能出现的荷载。（2）钢拱架的支护间距宜为0.51.5 m。（3）采用钢拱架支护的地段，连续使用钢拱架的数量不小于3榀；钢拱架支护榀与榀之间须用直径1822mm的钢筋连接，连接筋的间距不大于1 m，并应在钢拱架支护内缘、外缘交错布置。（4）钢拱架
19、与围岩之间混凝土保护层的厚度不小于40 mm；临空一侧混凝土保护层的厚度不应小于20 mm。采用钢拱架支护时的一般规定如下第35页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术3.4.4喷射混凝土 1 1喷射混凝土的特点喷射混凝土的特点 （1）喷射混凝土致密，早期强度高，可与围岩牢固黏结形成整体。（2）能及时支护，可有效控制围岩的有害变形，有利于安全施工。（3）不用模板、拱架，可以节省大量钢木材料，降低隧道工程的造价；施工工艺简单，操作方便，机械化程度高，减轻了劳动强度，提高了施工效率。第36页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术2.2.喷射喷射方式方式1
20、）干喷2）潮喷3）湿喷第37页/共101页3 3.材料及材料及其组成其组成2）配合比和水灰比（5）水（1）水泥（2）砂子（4）速凝剂（3）石子3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术1）材 料第38页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术4 4.机械机械（具）设备（具）设备1）混凝土喷射机2）搅 拌 机 4）机 械 手3）压缩空气机5）混凝土喷射三联机第39页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术5 5施工工艺施工工艺（干式喷射（干式喷射）6 6堵管问堵管问题的处理题的处理7 7钢纤维喷钢纤维喷射混凝土工艺射混凝土工艺8 8质量质量检查检查第
21、40页/共101页3.4 3.4 新奥法的施工技术新奥法的施工技术3.4.5复合式衬砌 复合式衬砌应符合以下规定 （1）初期支护宜采用锚喷支护，即由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢拱架等支护形式单独或组合使用，锚杆支护宜采用全长黏结锚杆。（2）二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连接圆顺等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。（3）在确定开挖断面时，除应满足隧道净空和结构尺寸外，还应考虑初期支护并预留适当的变形量。第41页/共101页3.5 3.5 洞口段及明洞的施工方法洞口段及明洞的施工方法3.5.1洞口段的施工方法 1.1.洞口段施工概述洞口段施工概述 所谓“洞口段”，
22、是指隧道开挖可能给洞口地表造成不良影响（下沉、塌穴等）的洞口范围。由于每座隧道的地形、地质及线路位置不同，因此洞口段的范围也不尽相同。一般情况下，可以将洞口浅埋段划分为洞口段，如图3-13所示。第42页/共101页3.5 3.5 洞口段及明洞的施工方法洞口段及明洞的施工方法第43页/共101页3.5 3.5 洞口段及明洞的施工方法洞口段及明洞的施工方法1）全断面法进洞3）其他进洞方法2 2进洞方法进洞方法2）台阶法进洞第44页/共101页3.5 3.5 洞口段及明洞的施工方法洞口段及明洞的施工方法3.5.2明洞的施工方法1.1.1.1.先墙后拱法先墙后拱法先墙后拱法先墙后拱法2.2.2.2.先
23、拱后墙法先拱后墙法先拱后墙法先拱后墙法第45页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法3.6.1 超 前 锚 杆1.1.设置方式设置方式 在隧道开挖之前，在开挖面拱部的一定范围内沿隧道断面的周边向地层内打入一排纵向锚杆（或小钢管），通过锚杆对围岩的加固作用，形成超前于工作面的围岩加固棚，在该棚的保护下进行开挖。开挖一个进尺后，再打入一排纵向锚杆，再掘进，如此往复推进，如图3-16所示。第46页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法第47页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法 2 2超前锚杆的设计原则超前锚杆的设计原则 （1）超前锚杆设置范围，对于拱部宜
24、为隧道拱部外弧全长的1/61/2。（2）锚杆长度宜为35 m，拱部超前锚杆纵向两排之间应有1 m以上的水平搭接段；锚杆间距，级围岩宜为4060 cm，级围岩适宜为3050 cm。（3）充填砂浆宜采用早强砂浆，其强度等级不应低于M20。第48页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法3.6.2 管 棚1.1.设置方式设置方式第49页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法2 2构造组成构造组成第50页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法3 3管棚的设计原则管棚的设计原则 （1）管栅的形状和导管的布置应根据隧道开挖面的形状进行选择。（2）导管环向间距应据地层
25、性质、地层压力、导管设置部位、钻孔机具和隧道开挖方式等条件确定，一般为3050 cm，纵向两组管棚间不应该小于3.0 m的水平搭接长度。（3）导管适宜选用热轧无缝钢管，外径适宜选为80180 mm，长度为1045 m。第51页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法 （4）导管上的注浆孔孔径适宜为1016 mm，间距宜为1520 cm，按梅花形布置。（5）当需要增加管棚刚架支护的刚度时，可在钢管内注入水泥砂浆。（6）在护拱上沿隧道开挖轮廓线纵向钻设的管棚孔不得侵入隧道开挖轮廓线，孔深设计宜为1045 m。第52页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法4.4.管棚施工管
26、棚施工 棚施工时，管棚应与钢拱架一起使用。首先沿隧道开挖工作面的拱部（呈扇形），用大型水平钻向地层中钻一排孔眼，其直径比钢管管径大2030 mm，钻孔外插角应为12，孔眼间距为3050 cm。然后将钢管插入钻孔内形成管棚，前、后两排管棚应有不小于3.0 m的搭接长度。钢管的尾部需架设在钢拱架上，并焊死。第53页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法3.6.3超前小导管注浆1.1.设置方式设置方式第54页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法2.2.构造组成构造组成第55页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法3.3.超前小导管的设计原则超前小导管的设计
27、原则 （1）小导管宜采用直径为4250 mm的无缝钢管，长度宜为35 m。（2）小导管前部注浆孔的孔径宜为68 mm，间距宜为1020 cm，按梅花形布置，尾 部长度不小于30 cm。（3）小导管环向设置间距宜为2050 cm，外插角为1030，两小导管间纵向水平的搭接长度不小于100 cm。（4）小导管应与钢拱架组成支护系统。第56页/共101页3.6 3.6 辅助施工方法辅助施工方法3.6.4 预注浆加固地层 在开挖之前，先往地层中注浆以加固围岩，使开挖能够安全稳妥地进行，该方法称为预注浆加固地层。预注浆加固又分为超前钻孔注浆加固和地表注浆加固两种。第57页/共101页3.6 3.6 辅助
28、施工方法辅助施工方法3.6.5 地表锚喷预加固1.1.1.1.洞口边仰坡洞口边仰坡洞口边仰坡洞口边仰坡表层预加固表层预加固表层预加固表层预加固3.3.3.3.洞口浅埋洞口浅埋洞口浅埋洞口浅埋段预加固段预加固段预加固段预加固2.2.2.2.洞门上方陡坎洞门上方陡坎洞门上方陡坎洞门上方陡坎加固和仰坡加固加固和仰坡加固加固和仰坡加固加固和仰坡加固第58页/共101页3.7 3.7 钻爆开挖和装渣运输钻爆开挖和装渣运输3.7.1 钻 爆 开 挖1.1.爆破破岩作用及有关概念爆破破岩作用及有关概念1）无限介质中的爆破作用2）爆破的基本概念(3)爆破作用指数(2)爆破漏斗斗(1)临 空 面第59页/共10
29、1页3.7 3.7 钻爆开挖和装渣运输钻爆开挖和装渣运输2 2钻孔机具钻孔机具1）凿岩机2）凿岩台车 3 3隧道内常用的爆破方法隧道内常用的爆破方法 隧道内常用的爆破方法是传统的炮眼爆破。第60页/共101页3.7 3.7 钻爆开挖和装渣运输钻爆开挖和装渣运输3.7.2 装 渣 与 运 输1.1.装渣装渣1）渣量计算2）装渣方式3）装渣机械第61页/共101页3.7 3.7 钻爆开挖和装渣运输钻爆开挖和装渣运输 2.2.运输运输 1）有轨运输。2）牵引机车与道路。3）调车设备和轨道延伸。4）轨道布置与调车方法。5）机车、斗车数目的确定和列车运行图。第62页/共101页3.7 3.7 钻爆开挖和
30、装渣运输钻爆开挖和装渣运输2.无轨运输1）自卸汽车2）调车作业第63页/共101页3.8 3.8 隧道支护施工隧道支护施工3.8.1临 时 支 护2.2.2.2.钢支撑钢支撑钢支撑钢支撑1.1.1.1.木支撑木支撑木支撑木支撑3.3.3.3.钢筋混凝钢筋混凝钢筋混凝钢筋混凝土支撑土支撑土支撑土支撑第64页/共101页3.8 3.8 隧道支护施工隧道支护施工3.8.2 初 期 支 护 初期支护是在隧道开挖后围岩自稳能力不足的条件下，为保证隧道在施工期间的稳定和安全所采取的工程措施。初期支护主要采用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分，它与围岩共同构成了永久的隧道
31、结构承载体系。第65页/共101页3.8 3.8 隧道支护施工隧道支护施工3.8.3二 次 衬 砌 1.1.二次衬砌的施作要求二次衬砌的施作要求 （1）深埋隧道二次衬砌的施作，一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行。（2）浅埋隧道应及早施作二次衬砌，且二次衬砌应予以加强。（3）围岩以及初期支护变形过大或变形不收敛，又难以及时补强时，可提前施作二次衬砌，以改善施工阶段结构的受力状态，此时二次衬砌应予以加强。第66页/共101页3.8 3.8 隧道支护施工隧道支护施工 2.2.二次衬砌的施工方法二次衬砌的施工方法 按照现代支护理论和新奥法的施工原则，二次衬砌是在围岩或围岩加支护稳定后施作的
32、，此时隧道已成型，为保证衬砌质量，衬砌施工应按先仰拱、后墙拱，即由下到上的顺序连续浇筑。隧道纵向的二次衬砌需分段进行，分段长度一般为912 m。第67页/共101页3.8 3.8 隧道支护施工隧道支护施工 3.3.模板类型模板类型1）整体移动式模板台车。2）穿越式（分体移动）模板台车。3）拼装式拱架模板。4.4.衬砌施工的准备工作衬砌施工的准备工作1）断面检查。2）放线定位。3）拱架模板整备。4）立模。5）混凝土的制备与运输。第68页/共101页3.8 3.8 隧道支护施工隧道支护施工5.5.混凝土的灌注、养护与拆模混凝土的灌注、养护与拆模6.6.压浆、仰拱和底板压浆、仰拱和底板7.7.隧道二
33、次衬砌工程实例隧道二次衬砌工程实例第69页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工3.9.1塑料板防水层施工 1.1.塑料板防水层施工概述塑料板防水层施工概述1）塑料板防水层铺设前的准备工作2）铺设防水板所用设备的要求3）塑料板应满足的要求第70页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工 2.2.塑料板防水层铺设的主要技术要求塑料板防水层铺设的主要技术要求 （1）塑料板防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注前进行。（2）铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。（3）防水板铺设前，应用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平
34、整顺直地固定在基层上。（4）防水层可在拱部和边墙按环状铺设，并视材质采取相应的结合方法。第71页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工 2.2.塑料板防水层铺设的主要技术要求塑料板防水层铺设的主要技术要求 （5）防水层的接头处应擦拭干净。（6）两幅防水板的搭接宽度不应小于100 mm。（7）环向铺设时，应先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。（8）防水板之间搭接缝应采用双焊缝，用具有调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪，单条焊缝的有效宽度不小于10mm，要求焊接严密，不得焊焦、焊穿。第72页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防
35、排水施工 2.2.塑料板防水层铺设的主要技术要求塑料板防水层铺设的主要技术要求 （9）防水板纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料防水板材，用热焊焊接。（10）三层以上塑料防水板搭接形式须是T形接头。（11）分段铺设的卷材的边缘预留至少60cm的搭接余量，并且应对预留部分的边缘部位进行有效保护。（12）绑扎或焊接钢筋时，应避免对卷材造成破坏。（13）混凝土振捣时，振捣棒不得接触防水板，以免使防水板受到损伤。第73页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工 3.3.塑料板防水层的铺设范围及搭接方法塑料板防水层的铺设范围及搭接方法 1）塑料板防水层的铺设范围。（
36、1）全封闭铺设。（2）半封闭铺设。2）塑料板防水层的搭接方法。（1）环向搭接。（2）纵向搭接。第74页/共101页4.4.塑料板防水层的质量检查与保护措施塑料板防水层的质量检查与保护措施1）塑料板防水层的质量检查3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工第75页/共101页2）塑料板防水层的保护措施3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工 （1）在二次衬砌前，严禁在铺设塑料板防水层的地段进行爆破作业。（2）模筑混凝土施工时，严禁模板、堵头等损坏塑料板防水层。第76页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工3.9.2防水混凝土施工 （1）防水混凝土施工尽量在围岩和初期支护基
37、本稳定后进行。（2）为减少水化热的产生，施工时应在混凝土中掺入部分粉煤灰。（3）混凝土搅拌除可使材料均匀混合外，还能起到一定的塑化及提高和易性的作用。（4）防水混凝土的灌注。第77页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工3.9.3 施工缝、变形缝及止水带的防水施工 1 1施工缝的防水施工要求施工缝的防水施工要求 （1）墙体纵向施工缝应留在高出底板顶面30 cm以上的墙体上。（2）有预留孔洞时，施工缝距孔洞边缘应大于30 cm。（3）纵向施工缝在浇筑混凝土前，应将其表面凿毛，清除浮粒和杂物。（4）设止水条的环向施工缝施工时，其面应预留浅槽。（5）施工缝内采用中埋式止水条时，应确
38、保位置准确、固定牢靠。（6）施工中应采取措施保证待贴止水条或预设止水带的混凝土界面洁净。第78页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工 2 2变形缝的防水施工要求变形缝的防水施工要求 （1）变形缝的位置、宽度、构造形式均应符合设计要求。（2）缝内两侧应平整、清洁、无渗水。（3）缝底应设置与嵌缝材料无黏结力的背衬材料或遇水膨胀止水条。（4）嵌缝应密实。第79页/共101页3.9 3.9 隧道防排水施工隧道防排水施工 3 3止水带的防水施工要求止水带的防水施工要求 （1）止水带的埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝重合。（2）止水带应固定在挡头模板上，先安装一端。（3）止水带
39、定位时，应使其在界面部位保持平展。第80页/共101页3.10 3.10 盾构法施工盾构法施工3.10.1盾构法概述 盾构法是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的施工方法。盾构是一种集推进、挖土、衬砌等多种作业于一体的大型暗挖隧道施工机械。目前，在软弱地质条件下的浅埋隧道工程中，盾构法已得到广泛的应用。第81页/共101页3.10 3.10 盾构法施工盾构法施工3.10.2特点及适用条件 1.1.盾构法的特点盾构法的特点 挖掘和衬砌等工作都比较安全，这是盾构法的最大特点。能够有效避免围岩坍塌、涌水、流沙等工程事故的发生。全过程可实现机械化、自动化作业，施工速度快，工人劳动强度低；施工噪声和振
40、动很小，对地面环境影响也小；不影响河道航运。盾构法施工本身基本上不受季节、风雨等气候条件的影响。第82页/共101页3.10 3.10 盾构法施工盾构法施工 2.2.盾构法的适用条件盾构法的适用条件 盾构法主要用于软弱地质条件下进行暗挖法施工，最适宜于在松软含水地层中修建隧道，如在江河中修建水底隧道，在城市中修建地下铁道及各种市政设施。有资料显示，盾构法一般适用于长隧道，对于长度小于750 m的隧道，被认为是不经济的。第83页/共101页3.11 3.11 掘进机法施工掘进机法施工3.11.1掘进机法概述 1.1.掘进机法及其工作原理掘进机法及其工作原理 掘进机法是挖掘隧道、巷道及其他地下空间
41、的一种方法。它是用特制的破岩机在一个步距内连续破岩，进行隧道掘进，经多个循环完成隧道掘进的施工方法。掘进机工作原理是利用立足于洞壁上的支撑提供顶推反力，在顶推压力条件下旋转刀盘，带动刀盘在岩面上滚动，并以静压方式切削破岩，并在循环掘进过程中同步完成对已暴露围岩的初期支护。第84页/共101页3.11 3.11 掘进机法施工掘进机法施工2.2.掘进机的类型掘进机的类型1）全断面掘进机2）臂式掘进机3.11.1掘进机法概述第85页/共101页3.11.2掘进机法的特点及适用条件 掘进机法具有施工速度快、机械化程度高、工序简化紧凑、对地层扰动小、超欠挖量最小、洞内作业环境条件好、施工安全度高、工人劳
42、动强度小等优点。掘进机法的缺点是受地质条件的限制较大；隧道断面形状限制为圆形；一次性设备投资大；一台掘进机能够开挖的断面尺寸（直径）固定，不可改变；整套机械的使用寿命有限；需要在现场组装、拆卸，转移不便；需要有熟练的技术工人，对管理水平的要求也较高。3.11 3.11 掘进机法施工掘进机法施工第86页/共101页3.12.1沉埋法概述 沉埋法是先在隧址附近修建的临时干坞内或利用船厂的船台预制管段，预制的管段用临时隔墙封闭起来；同时在设计的隧道位置挖好水底基槽，然后将管段浮运到隧道位置的上方，定位并向管段内灌水压载，使其下沉到水底基槽内，将相邻管段在水下连接起来并做防水处理；最后进行基础处理并回
43、填覆土，打通临时隔墙即成为水底隧道。3.12 3.12 沉埋法施工沉埋法施工第87页/共101页3.12.2沉埋法的特点及适用条件1.施工条件好。2.可浅埋，与两岸道路衔接容易。3.对河床地质条件、水文条件适应能力强。4.沉管隧道可做成大断面多车道结构。5.防水性能好。6.沉埋隧道施工工期短。3.12 3.12 沉埋法施工沉埋法施工第88页/共101页3.13.1量测的目的和项目3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析 1.1.量测的目的量测的目的 （1）掌握围岩在施工中的动态，控制围岩变形。（2）了解支护结构的效果，及时采取措施，以保证安全施工。（3）修正设计，指导施工，保证
44、隧道既安全又经济。第89页/共101页3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析2.2.量测的项目量测的项目第90页/共101页3.13.2监控量测作业的内容3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析1.工程地质及支护情况观察。2.拱顶下沉量与周边位移量量测。3.地表下沉量测。4.测试点布置。5.围岩内位移测孔的布置。6.地表和地中沉降测点的布置。7.轴力量测锚杆的布置。8.内应力与接触应力测点的布置。9.量测频率和量测时间。第91页/共101页3.13.3量测仪器、内容及方法3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析1.1.量测仪器量测仪器1）量测仪
45、器的选择原则 （1）单点或多点锚头和传递杆，配以机械式百分表或电测位移计。（2）单点或多点锚头和传递钢丝，配以机械式百分表、挠度计或电测位移计。（3）各种类型的收敛计，应考虑到既简易可靠，又具有规定的精度。（4）水平仪配以水准尺和挂钩式钢尺使用。第92页/共101页3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析2）量测仪器的种类 （1）机械式，如百分表、千分表、挠度表、测力计等。（2）电测式，如电阻型、电感型、电空型、差动型、振弛型、压电型、压磁型等。（3）光弹式，如光弹压力计、光弹压变计。第93页/共101页2.2.量测内容量测内容3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数
46、据分析2）采用水准仪测拱顶下沉或地表下沉。3）采用收敛计量测坑道净空相对位移。1）洞内观察与地质描述。4）位移计量测围岩内部位移。第94页/共101页3.13.4监测数据分析3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析2.2.周边位移的分析周边位移的分析。3.围岩压力分析。围岩压力分析。1.1.地质预报。地质预报。4.4.喷层应力分析喷层应力分析。第95页/共101页3.13.5量测资料的应用和管理3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析 1.1.施工信息的应用施工信息的应用1）施工信息的应用条件。2）信息反馈修正设计的内容。3）加强初期支护措施。4）降低初期支护的
47、技术措施。5）二次衬砌加强措施。第96页/共101页3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析 2.2.量测管理量测管理1）隧道现场的监控量测。2）应列入竣工文件的量测资料。3）量测工的条件和职责。第97页/共101页3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析 3.3.隧道施工现场测试工作的注意事项隧道施工现场测试工作的注意事项（1）施工监测采用的机械式仪表和电子仪表必须确保具有良好的使用状态。（2）现场测试前的检查工作。（3）测试工作过程中的基本要求。（4）现场测试完毕后应做好以下工作。第98页/共101页3.13 3.13 监控量测与数据分析监控量测与数据分析 4.4.量测资料的整理量测资料的整理 （1）对现场量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，应在2 h内进行资料整理工作。（2）及时将量测资料填入有关图表，以便了解量测数据的变化规律，便于各量测断面和不同量测手段之间的对比。第99页/共101页Thank3you第100页/共101页感谢您的观看！第101页/共101页