隧道工程第六章隧道施工方法(2)
98页1、6,隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG,第六章 隧道施工方法, 6.1 隧道施工方法概述, 6.2 主要开挖方法, 6.3 新奥法的基本概念, 6.4 岩土控制变形分析工法简介, 6.5 隧道洞口施工, 6.1 隧道施工方法概述,一、 隧道施工基本概念,1.隧道施工 是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施 工管理的总称。 2.隧道施工过程通常包括:在地层中挖出土石,形成符合设计轮廓尺寸的坑道;进行必要的初期支护和砌筑最后的永久衬砌,以控制坑道围岩变形,保证隧道施工安全和长期地安全使用。,3.隧道施工方法分类:, 矿山法:因最早应用于矿石开采而得名,它包括传统方法和新奥法。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。 掘进机法:包括隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,简写为TBM)法和盾构掘进机法。沉管法、顶进法、明挖法: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。,明挖法,顶管法,沉管法施工技术:沉埋管段法;悬浮管段
2、法。,西康铁路秦岭隧道线(左线)隧道使用2台8.8米敞开式掘进机(TBM)由隧道两端相向施工。,2007年7月26日,在南京地铁二号线汉中门工地,工人们在顺利出洞的盾构机旁挥舞旗帜。,隧道施工工法的对比,4、施工方法选择需要考虑的因素 工程的重要性一般由工程的规模、使用上的特殊要求,以及工期的缓急体现出来;地质和水文条件 包括围岩级别、地下水及不良地质现象等;围岩级别是对围岩工程性质的综合判定,对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用; 施工技术条件和机械装备状况实践证实,施工条件是决定施工方法的最基本因素,它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素质以及管理水平。, 施工中动力和原材料供应情况; 隧道横断的形状和尺寸 隧道的埋深:隧道的埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关,在同样的地质条件下,由于埋深不同,施工方法也有很大差异。 工期:工期决定了在均衡生产的条件下,对应配备的开挖、运输等综合生产能力的基本要求,即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求。工程投资与运营后的社会效益和经济效益; 有关污染、地面沉降等环境方面的要求和限制。,应该看到隧道施工方法的选择,是一项“模糊”的决策
3、过程,它依赖于有关人员的学识、经验、毅力和创新精神。对于重要工程则需汇集专家们的意见,广泛论证。必要时应当开挖试验洞对理论方案进行实践验证。从目前我国公路隧道发展趋势来看,在今后很长一段时间内,将以采用新奥法为主,这也符合世界潮流。,5、隧道施工技术隧道施工技术主要研究解决上述各种隧道施工方法所需的技术方案和措施(如开挖、掘进、支护和衬砌施工方案和措施)、隧道穿越特殊地质地段时(如膨胀土、黄土、溶洞、塌方、流沙、高地温、岩爆、瓦斯地层等)的施工手段、隧道施工过程中的通风、防尘、防有害气体及照明、风水电作业的方式方法和对围岩变化的量测监控方法。,6、隧道施工管理隧道施工管理是以按期完成合同为目的,研究隧道施工管理体系的建立、运行和改进,以及过程的计划(plan)、实施(do)、检查(check)、改进(action)(PDCA循环,又称质量环,是管理学中的通用模型)的方法和程序。 按照管理的对象可以将隧道施工管理分为:人事管理、材料管理、机械管理、技术管理、质量管理、经济管理、安全管理等方面。,二、山岭隧道常规施工方法,又称矿山法,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
4、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。 习惯上将采用钻爆开挖加钢木支撑的施工方法称为“传统的矿山法”,采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称为“矿山法”或“钻爆法”。 1.传统的矿山法 它是凿眼爆破、以木或钢构件作为临时支撑,待隧道开挖成形后,逐步将临时支撑撤换下来,而代之以整体式衬砌作为永久性支护的施工方法。,木构件支撑耐久性差和对坑道形状的适应性差,支撑撤换工作既麻烦又不安全,且对围岩有所扰动,因此,目前已很少采用。 钢构件支撑强度高、刚度大和对坑道形状的适应性好等优点,采用较多但也存在撤换时不完全,若不撤换时成本高,以及与围岩非面接触支撑的缺点。 钢木构件支撑类似于地上的“荷载结构”力学体系。维持坑道稳定很直观和奏效,也容易被施工人员理解和掌握。常被应用于不便采用锚喷支护的现代隧道中或处埋坍方等。 2矿山法 隧道是围岩和支护组成的体系,应充分保护围岩,发挥其自身的承载能力,维护其稳定性;只有充分掌握隧道的围岩条件,才能有合理的隧道设计与施工。,施工手段由人力、小型机械化、半机械化到机械化施工。人力施工指锤
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