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1、隧道施工隧道施工市政一公司市政一公司2011年年3曰曰第一章第一章 隧道概述隧道概述1.1 1.1 概述概述n n隧道是修建在地下或水下的建筑物，按所在位置隧道是修建在地下或水下的建筑物，按所在位置隧道一般分为山岭隧道、水下隧道、城市隧道。隧道一般分为山岭隧道、水下隧道、城市隧道。我们现在介绍的是城市隧道，并且为电力隧道。我们现在介绍的是城市隧道，并且为电力隧道。1.2 隧道施工特点n n1、施工全过程受制于地质条件n n2、大型的隐蔽工程n n3、施工环境较差n n4、多地处偏远山区、交通不便n n5、狭长建筑物工作面少、狭长建筑物工作面少n n6、施工不受气候影响1.31.3隧道施工方法及
2、其隧道施工方法及其选择选择1.1.隧道施工主要方法1、矿山法传统矿山法新奥法新奥法2、明挖法 3、掘进机法4、盾构法5、沉管法6、顶进法本次只讲授：新奥法隧道施工方法1.41.4新奥法施工新奥法施工n n1 1、定义：、定义：新奥法是应用岩体力学的理论，也就是隧道开挖后采取新奥法是应用岩体力学的理论，也就是隧道开挖后采取锚杆和喷射混凝土为主要支护手段及时的支护，以维护和锚杆和喷射混凝土为主要支护手段及时的支护，以维护和利用围岩自身承载能力为基点，控制围岩的变形和松弛，利用围岩自身承载能力为基点，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系组成部分，并通过对围岩和支护的量使围岩成为支护体系组成部分，
3、并通过对围岩和支护的量测、控制来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。测、控制来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。隧道设计是以标准支护、信息反馈和数据分析法为主，所隧道设计是以标准支护、信息反馈和数据分析法为主，所以施工中尤其要充分重视和加强初期支护体系的质量控制。以施工中尤其要充分重视和加强初期支护体系的质量控制。2 2、新奥法施工的基本原则、新奥法施工的基本原则:少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。第二章第二章 施工方法及技术措施施工方法及技术措施n n2.1施工依据n n 设计图纸n n锚杆喷射混凝土技术规程n n混凝土结构工程施工及验收规范n n 以
4、沙河强电入地工程中的隧道工程为例，介绍新奥法施工。本工程概况：迎新小区隧道长194米覆土3米，竖井7米深；机场路隧道长137米覆土6米，设计竖井深10米。隧道施工图片2.22.2隧道施工工序隧道施工工序n n2.2.1 隧道施工工序总体安排n n竖井挖方竖井挖方 竖井支护竖井支护竖井锚喷竖井锚喷马头门开挖马头门开挖前导管安装前导管安装土方开挖土方开挖 钢架安装钢架安装 锚喷混凝锚喷混凝土土 背后注浆背后注浆 内壁找平层、防水层、抹面、内壁找平层、防水层、抹面、通风井人孔的砌筑回填及撤场通风井人孔的砌筑回填及撤场 2.2.2 2.2.2 隧道施工主要工序隧道施工主要工序n n1 1竖井施工工序：
5、竖井施工工序：测量放线破土测量放线破土浇筑钢筋混凝土锁口圈梁浇筑钢筋混凝土锁口圈梁立井架立井架井筒逐次施工、挖土、立钢架、网喷、井筒逐次施工、挖土、立钢架、网喷、封底。封底。n n2 2隧道施工工序：隧道施工工序：马头门开挖马头门开挖前导管安装前导管安装土方开挖土方开挖 钢架钢架安装安装 锚喷混凝土锚喷混凝土 背后注浆背后注浆 内壁找平层、内壁找平层、防水层、抹面、通风井人孔的砌筑回填防水层、抹面、通风井人孔的砌筑回填 第三章 竖井施工n n3.1、测量放线 a.a.施工前必须对井位采用坐标进行复测，经检验施工前必须对井位采用坐标进行复测，经检验合格后方可施工。施工中认真做好测量记录，书合格后
6、方可施工。施工中认真做好测量记录，书写正规不得涂改。写正规不得涂改。b.b.测量人员必须持证上岗，使用经检验合格的测量人员必须持证上岗，使用经检验合格的测量仪器。测量仪器。c.c.随着工程的进展，必须及时做好相应的施工随着工程的进展，必须及时做好相应的施工测量和复核工作。测量和复核工作。竖井施工示意图地脚螺栓竖井竖井施工示意图土场3.2、首榀钢拱架施工 3.2.13.2.1按测量好线开挖至设计标高以下按测量好线开挖至设计标高以下1 1米，底口尺寸为米，底口尺寸为竖井外墙尺寸，不允许两侧超挖。竖井外墙尺寸，不允许两侧超挖。3.2.23.2.2为为保证结构稳定性，在距设计地面标高以下保证结构稳定性
7、，在距设计地面标高以下1 1米处米处浇钢筋混凝土首榀钢拱架，混凝土浇筑前，在拱架以下预浇钢筋混凝土首榀钢拱架，混凝土浇筑前，在拱架以下预留连接筋，间距按设计图纸安装。钢拱架以上部分打设锚留连接筋，间距按设计图纸安装。钢拱架以上部分打设锚杆，梅花形布置，外漏杆，梅花形布置，外漏20cm,20cm,挂图纸设计网片，网片搭接挂图纸设计网片，网片搭接长度为长度为10cm10cm，固定好后喷射混凝土。喷射完成后在上面砌，固定好后喷射混凝土。喷射完成后在上面砌筑临时挡水墙，厚筑临时挡水墙，厚240cm240cm，高，高50cm50cm的闭合砖墙，水泥砂浆的闭合砖墙，水泥砂浆抹面，用于挡土、挡水，以确保井下
8、工作人员的安全。抹面，用于挡土、挡水，以确保井下工作人员的安全。3.2.33.2.3竖井圈梁及临时挡墙施工完毕后即可着手井架安装，竖井圈梁及临时挡墙施工完毕后即可着手井架安装，井架底角螺旋与竖井结构要分开，为两个独立结构。井架底角螺旋与竖井结构要分开，为两个独立结构。n n3.3 3.3 井筒施工井筒施工 3.3.3.3.1.1.开挖开挖 按测量定位中心线向下开挖，采用人工开挖。开按测量定位中心线向下开挖，采用人工开挖。开挖尺寸要求准确，既不能超挖也要保证墙体的厚挖尺寸要求准确，既不能超挖也要保证墙体的厚度。每次开挖深度不能超过度。每次开挖深度不能超过50505050cmcm。3.3.23.3
9、.2安装钢拱架安装钢拱架 在开挖完成后，安装钢拱架。首榀钢拱架下与第在开挖完成后，安装钢拱架。首榀钢拱架下与第二榀拱架间距不宜大于二榀拱架间距不宜大于0.40.40.40.4米，以下的按图纸设计米，以下的按图纸设计竖向间距安装。隧道洞口上皮范围内需设置竖向间距安装。隧道洞口上皮范围内需设置3 3 3 3榀钢榀钢架。架。钢拱架示意图n n3.3.33.3.3钢拱架连接钢拱架连接 钢拱架竖向采用连接筋焊接，连接筋采用预留钢拱架竖向采用连接筋焊接，连接筋采用预留法，先将多余长度打入土中，以便待下榀钢架施法，先将多余长度打入土中，以便待下榀钢架施工进行焊接，钢架的连接筋须与圈梁预留的连接工进行焊接，钢
10、架的连接筋须与圈梁预留的连接筋焊成一体，连接筋设置分内外两层，环向间距筋焊成一体，连接筋设置分内外两层，环向间距0.50.5米，搭接单面施焊长度不小于米，搭接单面施焊长度不小于0.2m0.2m，并与钢架，并与钢架主筋焊接牢固，连接筋单根长度约为主筋焊接牢固，连接筋单根长度约为0.75m0.75m，连接，连接筋施焊完成后，沿钢架内外主筋外缘周圈铺设钢筋施焊完成后，沿钢架内外主筋外缘周圈铺设钢筋网片，网片采用点焊加工，网片搭接采用绑扎，筋网片，网片采用点焊加工，网片搭接采用绑扎，搭接长度不小于搭接长度不小于100mm100mm。网构钢架安装完成后，要及时自检、找中、找平、网构钢架安装完成后，要及时
11、自检、找中、找平、检查结构厚度与焊接情况，予以验收。检查结构厚度与焊接情况，予以验收。n n3.3.43.3.4喷射混凝土喷射混凝土 在钢架验收完成后，喷射混凝土。在喷射混凝土在钢架验收完成后，喷射混凝土。在喷射混凝土时，控制好混凝土的配比及含水量。确保混凝土时，控制好混凝土的配比及含水量。确保混凝土的强度达到设计要求，喷射由下而上依次进行，的强度达到设计要求，喷射由下而上依次进行，按螺旋轨迹分层喷射，喷射厚度为按螺旋轨迹分层喷射，喷射厚度为5-8cm5-8cm，待第，待第一层终凝后可进行下一层，喷头直对受喷面。角一层终凝后可进行下一层，喷头直对受喷面。角度为度为70-11070-110为宜，
12、距离为为宜，距离为0.7-10.7-1米，喷射压力控米，喷射压力控制在制在0.30.3兆帕左右，喷射点应避开钢筋集中点，并兆帕左右，喷射点应避开钢筋集中点，并严格控制回弹量，混凝土喷射完毕后进行平整度严格控制回弹量，混凝土喷射完毕后进行平整度检查，发现问题及时修整。检查，发现问题及时修整。n n3.3.53.3.5竖井施工时注意事项竖井施工时注意事项 1 1当竖井施工到隧道洞口位置时，沿隧道中线开当竖井施工到隧道洞口位置时，沿隧道中线开始预留马头门。始预留马头门。2 2竖井土方及钢拱架施工每次只能施工一榀，待竖井土方及钢拱架施工每次只能施工一榀，待锚喷混凝土初凝后在向下开挖施工。锚喷混凝土初凝
13、后在向下开挖施工。第四章 隧道施工n n4.1沙河隧道工程分初衬和二衬。初衬为锚喷c25s6混凝土；二衬为模注c30s8混凝土。第一节 隧道测量4.1.2 4.1.2 隧道施工测量隧道施工测量 4.1.2.1 4.1.2.1 隧道洞外总体控制隧道洞外总体控制 作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开挖前一般作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开挖前一般要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网，作要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网，作为引测进洞的依据；对于较短的隧道，可不必单独建立洞为引测进洞的依据；对于较短的隧道，可不必单独建立洞外施工控制网，而以经隧道施工复测、调整后并确认的洞外
14、施工控制网，而以经隧道施工复测、调整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测进洞的依据。外线路中线控制桩为引测进洞的依据。.4.1.2.24.1.2.2洞内分级控制洞内分级控制 洞内控制点控制正式中线点（正式中线点是洞内衬砌洞内控制点控制正式中线点（正式中线点是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依据）和洞内建筑物施工放样的依据），正式中线点控制临时，正式中线点控制临时中线点；临时中线点控制掘进方向。中线点；临时中线点控制掘进方向。洞内高程控制与平面相仿，临时水准点控制开挖面的洞内高程控制与平面相仿，临时水准点控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置高低，正式水准点控制洞内衬砌和洞内
15、建筑物的高程位置。n n4.1.2.34.1.2.34.1.2.34.1.2.3隧道施工测量的主要内容隧道施工测量的主要内容隧道施工测量的主要内容隧道施工测量的主要内容n n洞外平面控制测量；洞外平面控制测量；洞外平面控制测量；洞外平面控制测量；n n洞外高程控制测量；洞外高程控制测量；洞外高程控制测量；洞外高程控制测量；n n 洞内平面控制测量；洞内平面控制测量；洞内平面控制测量；洞内平面控制测量；n n 洞内高程控制测量；洞内高程控制测量；洞内高程控制测量；洞内高程控制测量；n n 进洞测量；进洞测量；进洞测量；进洞测量；n n 洞内中线测设；洞内中线测设；洞内中线测设；洞内中线测设；n
16、n 贯通误差调整；贯通误差调整；贯通误差调整；贯通误差调整；竣工测量。竣工测量。竣工测量。竣工测量。n n4.1.2.44.1.2.4测量方法测量方法n n1 1 1 1洞外平面测量采用中线法洞外平面测量采用中线法洞外平面测量采用中线法洞外平面测量采用中线法n n先将洞内线路中线点的平面位置测设于地先将洞内线路中线点的平面位置测设于地面，经检核确认该段中线与两端相邻线路面，经检核确认该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后，方可以此作为依据，中线能够正确衔接后，方可以此作为依据，进行引测进洞和洞内中线测设。进行引测进洞和洞内中线测设。n n2 2 2 2洞外高程控制测量洞外高程控制测量洞外高程
17、控制测量洞外高程控制测量n n高程控制测量的任务，是按照测量设计中高程控制测量的任务，是按照测量设计中规定的精度要求，以洞口附近一个线路定规定的精度要求，以洞口附近一个线路定测点的高程为起算高程，测量并传算到隧测点的高程为起算高程，测量并传算到隧道另一端洞口与另一个定测高程点闭合。道另一端洞口与另一个定测高程点闭合。n n3进洞关系计算和进洞测量进洞关系计算和进洞测量n n控制测量确认了隧道两端线路中线控控制测量确认了隧道两端线路中线控制桩与洞外平面控制点的相对位置关制桩与洞外平面控制点的相对位置关系。系。n n根据洞外控制测量成果，计算由洞外根据洞外控制测量成果，计算由洞外控制点引测进洞测设
18、数据，据此指导控制点引测进洞测设数据，据此指导隧道的进洞及洞内开挖，称为进洞关隧道的进洞及洞内开挖，称为进洞关系计算系计算 。n n4.洞内平面测量n n采用中线形式，就是以定测精度或稍高于采用中线形式，就是以定测精度或稍高于定测精度，在洞内按中线测量的方法测设定测精度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中线。隧道中线。n n5.5.高程测量高程测量n n洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程控制点向洞内传递高程，即测定洞内各高控制点向洞内传递高程，即测定洞内各高程控制点的高程，做为洞内施工高程放样程控制点的高程，做为洞内施工高程放样的依据。的依据。n n4.1.
19、2.5.开挖方法影响测量方式开挖方法影响测量方式n n 先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；n n全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须一次全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须一次全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须一次全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须一次到位。到位。到位。到位。n n对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测量过程对
20、于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测量过程对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测量过程对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样，不与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样，不与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样，不与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样，不同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要求较高，或者是直接测设正式中线点、正式水准求较高，或者是直接测设正式中线点、正式水准求较高，或者是直接测设正式中线点、正式水准求较高，或者是
21、直接测设正式中线点、正式水准点。点。点。点。第二节 初衬施工n n4.1.1超前支护 稳定围岩是开挖洞体的先决条件，必须以323.25钢排管超前支护。钢排管采用无缝钢管拱部设置，每3榀钢架架设钢排管一排，环向间距0.3米，长3米，搭接长度为0.5米。n n4.1.3 开马头门 竖井施工到底后再开马头门，马头门施工前，在竖井井壁上，沿洞口拱墙外围入一排钢排管，进行超前支护，固定洞体拱部土层。n n4.1.4隧道开挖 隧道开挖采用上台阶法开挖，留核心土以稳定工隧道开挖采用上台阶法开挖，留核心土以稳定工作面，开挖时，应严格按照浅埋暗挖作面，开挖时，应严格按照浅埋暗挖“管超前、管超前、严注浆、短开挖、
22、强支护、勤测量严注浆、短开挖、强支护、勤测量”的原则进行，的原则进行，根据现场情况和施工安全，一层台阶不能满足施根据现场情况和施工安全，一层台阶不能满足施工安全、质量及技术要求时，可采用双层台阶，工安全、质量及技术要求时，可采用双层台阶，分段施工。土方开挖采用人工开挖，装入手推车分段施工。土方开挖采用人工开挖，装入手推车经竖井提升卸至土场，然后外运。经竖井提升卸至土场，然后外运。隧道开挖后，先喷射混凝土约隧道开挖后，先喷射混凝土约4cm4cm厚，挂网、架立厚，挂网、架立钢架（含钢架与纵向连接钢筋、锚杆等）钢架（含钢架与纵向连接钢筋、锚杆等）n n4.1.54.1.5网构钢架安装网构钢架安装 按
23、技术要求开挖完毕后，要及时安装钢架、钢筋按技术要求开挖完毕后，要及时安装钢架、钢筋网、纵向连接筋、索脚锚杆。钢架采用螺栓连接，网、纵向连接筋、索脚锚杆。钢架采用螺栓连接，并要求各部分应在同一平面上，并垂直于隧道底并要求各部分应在同一平面上，并垂直于隧道底板。钢架安装间距均应控制在板。钢架安装间距均应控制在500mm,500mm,并用并用2020连连接筋进行固定，分内外两层，并与钢架主筋焊接接筋进行固定，分内外两层，并与钢架主筋焊接牢固，沿钢架环向间距牢固，沿钢架环向间距500mm500mm，钢筋网采用，钢筋网采用6150150mm6150150mm点焊而成，分内外两层设置，沿环点焊而成，分内外
24、两层设置，沿环向满铺拱顶，与钢架主筋绑扎牢。钢架闭合环要向满铺拱顶，与钢架主筋绑扎牢。钢架闭合环要及时形成，采用及时形成，采用8.88.8级级M28M28螺栓连接，埋设底板钢螺栓连接，埋设底板钢架时，两钢板间若有间隙，应用楔形钢板焊牢，架时，两钢板间若有间隙，应用楔形钢板焊牢，以减少钢架变形。以减少钢架变形。隧道钢拱架节点节点节点节点节点节点n n4.1.64.1.6 喷射混凝土施工喷射混凝土施工 钢筋网安装完毕后，进行喷射混凝土，喷射混凝钢筋网安装完毕后，进行喷射混凝土，喷射混凝土由上而下以此进行，按螺旋轨迹分层喷射，拱土由上而下以此进行，按螺旋轨迹分层喷射，拱部厚度部厚度3-5cm3-5c
25、m，边墙及底厚度，边墙及底厚度5-8cm5-8cm，上一层终凝，上一层终凝后方可进行下一层，喷头直对受喷面，角度后方可进行下一层，喷头直对受喷面，角度70-70-100100为宜，距离为为宜，距离为0.7-1.0m0.7-1.0m，喷射压力控制在，喷射压力控制在0.3Mpa0.3Mpa左右，喷射应避开钢筋集中点，并严格控左右，喷射应避开钢筋集中点，并严格控制回弹量，喷射完毕后要及时进行修整，随即喷制回弹量，喷射完毕后要及时进行修整，随即喷至设计标高。至设计标高。n n4.1.74.1.7背后注浆背后注浆 为确保喷射混凝土结构与顶层充分密贴，要及为确保喷射混凝土结构与顶层充分密贴，要及时进行背后
26、充填注浆，注浆液采用时进行背后充填注浆，注浆液采用1 1：1 1水泥浆，水泥浆，注浆管采用注浆管采用323.25mm323.25mm水煤气管，长水煤气管，长500mm500mm，沿，沿隧道纵向每隧道纵向每1 1米设置一道并与土体成米设置一道并与土体成3030倾角。拱倾角。拱顶与拱角呈梅花状布置，待支护达到设计强度后顶与拱角呈梅花状布置，待支护达到设计强度后进行注浆，注浆压力范围由进行注浆，注浆压力范围由0.1-0.3Mpa,0.1-0.3Mpa,每次前每次前进进6m6m左右进行注浆。左右进行注浆。n n4.1.84.1.8隧道内壁防水施工：隧道内壁防水施工：隧道防水：初衬和二衬之间夹防水层隧道
27、防水：初衬和二衬之间夹防水层PVCPVC防水层防水层厚度为厚度为2mm2mm。第二节 二次衬砌n n4.2.14.2.1二衬即模注混凝土。二衬即模注混凝土。n n二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分，二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分，对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用。对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用。混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果来确定，在初期支护基本稳定，整体收敛值在规来确定，在初期支护基本稳定，整体收敛值在规范内，围岩及初期支护变形率趋于减缓或稳定时范内，围岩及初期支护变形率趋于减缓或稳定时再进行隧道二次
28、衬砌，二次衬砌混凝土灌注采用再进行隧道二次衬砌，二次衬砌混凝土灌注采用洞外集中拌和、混凝土输送罐车运输、托泵输送洞外集中拌和、混凝土输送罐车运输、托泵输送浇筑的方式进行。浇筑的方式进行。二次衬砌n n二衬每二衬每3030米设置一道施工缝（兼作沉降缝）。施米设置一道施工缝（兼作沉降缝）。施工缝施工参照图纸施工见附图。工缝施工参照图纸施工见附图。n n钢筋、模板：将钢筋按图纸要求绑扎，然后将预钢筋、模板：将钢筋按图纸要求绑扎，然后将预制好的钢模板定位，固定，调好标高，开始浇注，制好的钢模板定位，固定，调好标高，开始浇注，泵送混凝土灌注应对称、分层、连续施工，每层泵送混凝土灌注应对称、分层、连续施工
29、，每层厚度控制在厚度控制在50cm50cm以下，保证不浮模和偏位及跑模。以下，保证不浮模和偏位及跑模。插入式振捣棒配合附着式振捣器振捣密实。插入式振捣棒配合附着式振捣器振捣密实。二次衬砌n n施工中注意事项：施工中注意事项：n n不得出现水平和倾斜接缝，如果应故中断浇注，不得出现水平和倾斜接缝，如果应故中断浇注，则在继续浇注混凝土前，必须凿除已硬化的前层则在继续浇注混凝土前，必须凿除已硬化的前层混凝土表层的虚面、浮浆，并将表面凿毛，高压混凝土表层的虚面、浮浆，并将表面凿毛，高压水枪冲洗干净，拱顶混凝土通常不密实、灌注不水枪冲洗干净，拱顶混凝土通常不密实、灌注不满、不易振捣、易收缩等现象，根据经验教训，满、不易振捣、易收缩等现象，根据经验教训，这就需要对拱顶灌注工艺作特殊要求，采用加强这就需要对拱顶灌注工艺作特殊要求，采用加强封堵板泵送压注挤压施工，另外还要预留注浆孔封堵板泵送压注挤压施工，另外还要预留注浆孔在后期对月牙型收缩缝进行注浆处理，保证混凝在后期对月牙型收缩缝进行注浆处理，保证混凝土的整体性和密实性，浇注完成后达到规定强度土的整体性和密实性，浇注完成后达到规定强度方能拆模，养护时间不得少于方能拆模，养护时间不得少于1414天。天。谢谢大家!