第四章-山岭隧道施工方法.ppt
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1、第四章 隧道施工方法 隐蔽性大 作业的循环性强 作业空间有限 作业的综合性 第一节 概 述一、隧道工程施工的特点1 施工是动态的 作业环境恶劣 作业的风险性大 气候影响小 二、隧道施工方法及其选择 根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展,隧道施工方法可按以下方式分类:矿山法因最早应用于矿石开采而得名,由于在这种方法中,多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖,故又称为钻爆法。有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别,而将新奥法从矿山法中分出另立系统。2 选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归纳为:施工条件 围岩条件 隧道断面积 埋深 工期 环境条件 3 掘进机法包括隧道掘进机(Tunn
2、el Boring Machine,简写为(T.B.M.)法和盾构掘进机法。前者应用于岩石地层,后者则主要应用于土质围岩,尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。沉管法、明挖法等则是用来修建水底隧道、地下铁道、城市市政隧道等,以及埋深很浅的山岭隧道。4 隧道施工过程和方法是多种多样的,目前在我们经常采用的矿山法中大致有全断面法、台阶法和分部开挖法三大类。在当前的施工实践中,采用最多的方法是台阶法,其次是全断面法。在大断面隧道中,单侧壁导坑(中隔壁法)和双侧壁导坑(眼镜法)采用较多。图4-2 全断面开挖法1-全断面开挖法;2-锚喷支护;3-模筑混凝土衬砌5 第二节 新奥法一、隧道施工应遵循的基本原
3、则 归纳起来,施工中不管采用哪种方法,都必须遵循的基本技术原则是(1)因为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)变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的(4)在施工中,必须进行实地量测监控,及时提出可靠的、足够数量的量测信息,以指导施工和设计6(5)在选择支护手段时,一般应选择能大面积的、牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段(6)要特别注意,隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过程(7)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(8)在隧道施工过程中,必须建
4、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上述隧道施工的基本原则可扼要地概括为:“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。在实际施工过程中,这些原则也不是一成不变的,应该结合实际情况进行完善和提高。7二、新奥法的分类及施工工序 新奥法施工,按其开挖断面的大小及位置,基本上又可分为以下几种:全断面开挖法 台阶法 其中包括:(1)长台阶法(2)短台阶法(3)超短台阶法 分部开挖法(1)台阶分部开挖法(环形开挖留核心土法)(2)中隔壁法(单侧壁导坑法、CD法)(3)双侧壁导坑法(眼镜法)等8图4-3 台阶法施工形式9三、开挖方法 按开挖隧道的横断面分部情形
5、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。(一)全断面开挖法全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。适用条件 全断面适用于岩层覆盖条件简单、岩质较均匀的硬岩中。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。根据经验,这个长度不应小于1km。10(二)台阶开挖法 台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法等三种,其划分是根据台阶长度来决定如图8-3所示。(三)分部开挖法 分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型,且一般将某部超前开挖,故也可称为导坑超前开挖法。分部开挖法可分为三种变化方案:台阶分部开挖法、单侧壁导坑
6、法、双侧壁导坑法。11三线大跨隧道双侧壁导坑法施工12CRD工法超浅埋大跨度施工技术13大跨隧道软弱围岩施工14 炸药的性能 敏感度 炸药在外界起爆能作用下发生爆炸反应的难易程度 爆速 炸药爆炸时爆轰在炸药内部的传播速度 爆力 炸药爆炸时对周围介质做功的能力 猛度 炸药爆炸后对与之接触的局部固体介质的破碎程度,用以衡量炸药的局部破环能力 殉爆距离 一个药包爆炸后,能引起与它不相接触的邻近药包爆炸的最大距离称为殉爆距离 管道效应15 光面爆破与预裂爆破技术 a.光面爆破 光面爆破,就是控制爆破的作用范围和方向,使爆破后的岩面光滑平整,防止岩面开裂,以减少超、欠挖和支护的工作量,增加岩壁的稳固性,
7、减少爆破的振动作用,进而达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。16 b.预裂爆破 预裂爆破实质上也是光面爆破的一种型式,其爆破原理与光面爆破原理相同。只是在炮眼的爆破起爆顺序上不同。光面爆破是先引爆掏槽眼,接着引爆辅助眼,最后才引爆周边眼;而预裂爆破则是首先起爆周边眼,使沿周边眼的连心线炸出平顺的预裂面。由于预裂爆破可以沿设计轮廓线裂出一条一定宽度的裂缝,这种裂隙一旦形成后,便在某种程度上保护着周围岩体在主体爆破时不受其振动的作用影响。对围岩的破坏比较轻微,对保持岩体的完整性有利,爆破后的开挖面整齐规则。在减轻对围岩的扰动程度上,预裂爆破对围岩的保护作用较光面爆破更好一些。17第三节 超欠挖与塌方一
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