隧道新奥法施工技术方法最全培训

隧道结构设计隧道结构设计隧道结构设计基础隧道结构设计基础隧道结构设计原则隧道结构设计原则隧道结构计算模型隧道结构计算模型隧道结构设计流程隧道结构设计流程隧道结构体系隧道结构体系隧道开挖后的围岩变化隧道开挖后的围岩变化隧道信息化设计与施工隧道信息化设计与施工需要认识的主要问题需要认识的主要问题支护结构的作用支护结构的作用支护结构的基本要求支护结构的基本要求支护结构类型的选择与设计支护结构类型的选择与设计隧道结构体系的受力特点隧道结构体系的受力特点结构力学模型荷载结构模型结构力学模型荷载结构模型岩体力学模型复合整体模型岩体力学模型复合整体模型力学计算，求出截面内力力学计算，求出截面内力(弯矩和剪力弯矩和剪力)初步拟定断面的几何尺寸初步拟定断面的几何尺寸(按工程类比法按工程类比法)确定作用在结构上的荷载确定作用在结构上的荷载检算截面承载力检算截面承载力隧道开挖后的围岩变化隧道开挖后的围岩变化隧道开挖后的围岩变化隧道开挖后的围岩变化隧道开挖隧道开挖围岩应力重分布围岩应力重分布围岩产生位移、松弛围岩产生位移、松弛围岩薄弱处局部破坏围岩薄弱处局部破坏隧道坍塌隧道坍塌地层地层围岩围岩第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第四阶段第四阶段设置支护设置支护约束、控制围岩变形约束、控制围岩变形初始应力场（一次）初始应力场（一次）二次应力状态二次应力状态围岩长期稳定围岩长期稳定位移不侵入限界位移不侵入限界改善围岩的应力状态改善围岩的应力状态三次应力状态三次应力状态稳定的洞室结构稳定的洞室结构理论上不设支护理论上不设支护稳定后稳定后围岩不稳定围岩不稳定力力学学过过程程与与时时间间及及施施工工有有关关自然塌落拱自然塌落拱围岩压力围岩压力松动压力松动压力形变压力形变压力主要内容：主要内容：新奥法新奥法隧道施工隧道施工u隐蔽性大隐蔽性大隧道工程施工的特点隧道工程施工的特点u作业空间有限，工作面少作业空间有限，工作面少u作业的循环性强作业的循环性强u作业的综合性作业的综合性u施工始终与工程地质和水文地质有关施工始终与工程地质和水文地质有关u地处偏远，交通不便地处偏远，交通不便u施工不受气候影响施工不受气候影响u施工环境恶劣，风险性大施工环境恶劣，风险性大u施工是动态的施工是动态的施工方法分类施工方法分类山岭隧道山岭隧道施工方法施工方法矿山法矿山法(钻爆法钻爆法)掘进机法掘进机法传统矿山法传统矿山法新奥法新奥法u工程重要性工程重要性u施工条件：技术水平施工条件：技术水平 动力、材料、机械动力、材料、机械u围岩条件围岩条件u隧道断面积隧道断面积u隧道埋深隧道埋深 u工期、投资与效益工期、投资与效益u环境条件及对环境的要求环境条件及对环境的要求u施工单位习惯做法施工单位习惯做法选择施工方法考虑的因素选择施工方法考虑的因素通用施工机械通用施工机械u矿山法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，故又称为要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法钻爆法。有时候为了强调新奥法与传统矿。有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将山法的区别，而将新奥法从矿山法中分出新奥法从矿山法中分出另立系统。另立系统。选择施工方法考虑的因素选择施工方法考虑的因素u隧道施工过程和方法是多种多样的，经常采用的隧道施工过程和方法是多种多样的，经常采用的矿山法矿山法中大致有中大致有全断面法、全断面法、台阶法和分部开挖法台阶法和分部开挖法三大类。三大类。u在当前的施工实践中，采用最多的方法是在当前的施工实践中，采用最多的方法是台阶法台阶法，其次是，其次是全断面法全断面法。在大断。在大断面隧道中，面隧道中，单侧壁导坑单侧壁导坑(中隔壁法中隔壁法)和双侧壁导坑和双侧壁导坑(眼镜法眼镜法)采用较多。采用较多。常用方法说明：常用方法说明：(1)(1)充分充分保护和爱护围岩保护和爱护围岩(2)(2)应应容许围岩有可控制的变形容许围岩有可控制的变形(3)(3)变形控制主要是通过变形控制主要是通过支护阻力支护阻力(即各种支护结构即各种支护结构)的效应实现的效应实现(4)(4)施工中实地施工中实地监控量测监控量测，及时提出可靠、足够的量测信息，及时提出可靠、足够的量测信息(5)(5)支护支护应能大面积的、牢固的与围岩紧密接触、能及时施设和应变能力应能大面积的、牢固的与围岩紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段强的支护手段(6)(6)施工过程是施工过程是围岩力学状态不断变化围岩力学状态不断变化的过程的过程(7)(7)隧道断面能在隧道断面能在较短时间内闭合较短时间内闭合极为重要极为重要(8)(8)建立建立设计设计施工检验施工检验地质预报地质预报量测反馈量测反馈修正设计修正设计的一体化系统的一体化系统施工应遵循的原则施工应遵循的原则施工原则精要施工原则精要u少扰动少扰动开挖时尽量减少扰动次数、扰动强度、扰动范围及开挖时尽量减少扰动次数、扰动强度、扰动范围及扰动持续时间。扰动持续时间。u早支护早支护开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩变形受控。开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩变形受控。u勤量测勤量测以直观、可靠的量测方法和数据准确评价围岩及支以直观、可靠的量测方法和数据准确评价围岩及支护的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以及时调整支护及开挖护的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以及时调整支护及开挖方法。方法。u紧封闭紧封闭（1 1）采取喷射混凝土等防护措施，避免因围岩长时）采取喷射混凝土等防护措施，避免因围岩长时间暴露导致强度和稳定性降低；（间暴露导致强度和稳定性降低；（2 2）适时对围岩封闭支护。）适时对围岩封闭支护。隧道施工技术的发展隧道施工技术的发展u加强施工阶段加强施工阶段地质判释技术地质判释技术，完善判释方法和手段，完善判释方法和手段u隧道隧道施工方法施工方法的标准化、模式化的标准化、模式化 u提高单一工作面的提高单一工作面的掘进速度掘进速度，减少辅助工程数量，控制超欠挖，减少辅助工程数量，控制超欠挖u加强加强环境意识环境意识，改善地下作业环境，减少对周边环境和结构物的，改善地下作业环境，减少对周边环境和结构物的影响影响u重视重视工程质量工程质量，加强施工阶段质量检测，以减轻隧道运营后的维，加强施工阶段质量检测，以减轻隧道运营后的维修养护工作量修养护工作量u加强施工中的加强施工中的灾害预测灾害预测、预防与控制、预防与控制u不断提高不断提高施工管理水平施工管理水平，从多种角度降低工程成本，提高地下工，从多种角度降低工程成本，提高地下工程可持续发展的效应，使之适应技术发展的需求程可持续发展的效应，使之适应技术发展的需求u加强应用加强应用施工新技术施工新技术的研究的研究新奥法的基本概念新奥法的基本概念新奥法新奥法隧道超欠挖与塌方隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法监控量测与信息反馈施工过程中的力学解析与分析施工过程中的力学解析与分析新奥法的开挖方法及工序新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：新奥法主要内容：新奥法新奥法一、新奥法的基本概念一、新奥法的基本概念1.1.新奥法的由来及概念新奥法的由来及概念（1 1）由来）由来 全称为全称为新奥地利的施工方新奥地利的施工方法，法，New Austrain Tunneling MethodNew Austrain Tunneling Method(NATM)(NATM)（2 2）产生背景）产生背景u锚杆在锚杆在2020世纪出现世纪出现u喷射混凝土在喷射混凝土在19401940年末研制成功年末研制成功u岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据（3 3）新奥法的概念）新奥法的概念 用用薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变形形，以，以发挥围岩自承载能力发挥围岩自承载能力，并通过施工，并通过施工监控量监控量测测指导隧道的设计与施工。指导隧道的设计与施工。（4 4）三大要素）三大要素u控制爆破控制爆破u喷锚支护喷锚支护u监控量测监控量测（5 5）三项作业）三项作业u开挖开挖u初次支护初次支护u二次支护二次支护新奥法新奥法一、新奥法的基本概念一、新奥法的基本概念2.2.新奥法原理要点新奥法原理要点（1 1）承载体系：支护围岩）承载体系：支护围岩（2 2）少扰动围岩）少扰动围岩（3 3）既允许又限制围岩变形）既允许又限制围岩变形（4 4）复合式衬砌（初衬二衬）复合式衬砌（初衬二衬）（5 5）初期支护应尽量做成柔性）初期支护应尽量做成柔性（6 6）二衬尽可能结构圆顺、刚度大、整体性好）二衬尽可能结构圆顺、刚度大、整体性好（7 7）进行有效的监控量测）进行有效的监控量测（8 8）通过）通过“排堵措施排堵措施“解决衬砌渗水解决衬砌渗水新奥法新奥法一、新奥法的基本概念一、新奥法的基本概念3.3.新奥法施工工序新奥法施工工序施施工工准准备备确确定定施施工工方方案案开开挖挖初初期期支支护护监监控控量量测测是是否否符符合合管管理理标标准准防防水水隔隔离离层层二二次次支支护护竣竣工工修改修改支护支护参数参数修修改改开开挖挖方方法法和和顺顺序序修修改改施施工工方方案案是是否否必要时预支护必要时预支护以改良地层以改良地层新奥法的基本概念新奥法的基本概念新奥法新奥法隧道超欠挖与塌方隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法监控量测与信息反馈施工过程中的力学解析与分析施工过程中的力学解析与分析新奥法的开挖方法及工序新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：新奥法主要内容：新奥法新奥法二、新奥法的开挖方法及工序二、新奥法的开挖方法及工序（一）横断面开挖方法（一）横断面开挖方法u全断面开挖法全断面开挖法u台阶法台阶法 包括：包括：(1)(1)长台阶法长台阶法 (2)(2)短台阶法短台阶法 (3)(3)超短台阶法超短台阶法u分部开挖法分部开挖法 (1)(1)环形开挖留核心土法环形开挖留核心土法 (台阶分部开挖法台阶分部开挖法)(2)(2)单侧壁导坑法单侧壁导坑法 (3)(3)双侧壁导坑法双侧壁导坑法(眼镜法眼镜法)(4)(4)中洞法中洞法 (5)(5)中隔壁法中隔壁法CDCD法法 (6)(6)交叉中隔壁法交叉中隔壁法CRDCRD法法新奥法新奥法二、新奥法的开挖方法及工序二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法（二）全断面开挖方法1.1.概念概念全断面开挖法是按设计开挖断面全断面开挖法是按设计开挖断面一次爆破成型一次爆破成型全断面施工方法(单位：m)1201501表示方法：表示方法：横断面工序图、纵断面工序展开图横断面工序图、纵断面工序展开图 习惯标注方法：习惯标注方法：阿拉伯字阿拉伯字1 1、2 2、3.3.表示挖掘表示挖掘;罗马字罗马字、.表示支护；表示支护；新奥法新奥法二、新奥法的开挖方法及工序二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法（二）全断面开挖方法2.2.施工顺序施工顺序u（1 1）钻孔台车钻眼、装药、联接导火线；）钻孔台车钻眼、装药、联接导火线；u（2 2）台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面；）台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面；u（3 3）排除危石（俗称）排除危石（俗称“找顶找顶”）；）；u（4 4）喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；）喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；u（5 5）装碴机将石碴装入运输车辆，运出洞外；）装碴机将石碴装入运输车辆，运出洞外；u（6 6）喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；）喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；u（7 7）根据需要可喷射第）根据需要可喷射第2 2层混凝土和隧道底部混凝土；层混凝土和隧道底部混凝土；u（8 8）量测、判断围岩和初期支护的变形，为支护参数修改提供依据；）量测、判断围岩和初期支护的变形，为支护参数修