隧道設(shè)計(jì)對施工技術(shù)要求

1、隧道設(shè)計(jì)對施工技術(shù)的要求隧道設(shè)計(jì)對施工技術(shù)的要求中交第三公路工程局有限公司中交第三公路工程局有限公司 2016年年3月月主要匯報(bào)內(nèi)容主要匯報(bào)內(nèi)容（1）隧道設(shè)計(jì)理念與方法（2）隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求（3）隧道動態(tài)設(shè)計(jì)中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法按用途分：按用途分：1 1、鐵路隧道（數(shù)量最多）、鐵路隧道（數(shù)量最多）2 2、公路及城市道路隧道（跨度最大）、公路及城市道路隧道（跨度最大）3 3、地鐵隧道（發(fā)展最快）、地鐵隧道（發(fā)展最快）4 4、輸水隧道（正在發(fā)展）、輸水隧道（正在發(fā)展）5 5、排水隧道、排水隧道

2、6 6、油氣輸送隧道、油氣輸送隧道7 7、城市公用管線隧道（電力、通信、燃?xì)獾龋?、城市公用管線隧道（電力、通信、燃?xì)獾龋?按建設(shè)條件分：按建設(shè)條件分：1 1、山嶺隧道、山嶺隧道2 2、城市隧道、城市隧道3 3、水下隧道、水下隧道按施工方法分：按施工方法分：1 1、鉆爆法隧道、鉆爆法隧道2 2、沉管法隧道、沉管法隧道3 3、掘進(jìn)機(jī)法隧道、掘進(jìn)機(jī)法隧道4 4、明挖法隧道、明挖法隧道3中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司1 1、山嶺公路隧道、山嶺公路隧道以鉆爆法、明挖法施工以鉆爆法、明挖法施工為主為主2 2、城市公路隧道、城市公路隧道以鉆爆法

3、、明挖法、盾以鉆爆法、明挖法、盾構(gòu)法施工為主構(gòu)法施工為主3 3、水下公路隧道、水下公路隧道以鉆爆法、盾構(gòu)法、沉以鉆爆法、盾構(gòu)法、沉管法及圍堰明挖法施工管法及圍堰明挖法施工為主為主一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法4中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法5中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法6中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一

4、、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法7中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法8中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司雙洞可不可慮相互之間的影響，造價低且有利于施工安全及永久安全由于雙洞之間距離較近，施工過程中存在較大相互影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)需加強(qiáng)，因此造價稍高，施工風(fēng)險更大，不適應(yīng)于長大隧道及地質(zhì)條件較差的隧道由于在隧道進(jìn)出口無分離式路基，因此運(yùn)營養(yǎng)護(hù)條件較好，當(dāng)洞口地形條件較差時經(jīng)濟(jì)效益也較好。主要應(yīng)用于中短隧道標(biāo)準(zhǔn)分離式小凈距隧道連拱隧

5、道 一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法9中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司超前加固超前加固洞口淺埋偏壓地段洞口淺埋偏壓地段注漿加固地層輔助進(jìn)洞注漿加固地層輔助進(jìn)洞施工施工超前支護(hù)超前支護(hù) 超前加固改善圍巖強(qiáng)度超前加固改善圍巖強(qiáng)度，與鋼架組成支護(hù)體系，與鋼架組成支護(hù)體系，保證開挖安全，保證開挖安全超前堵水超前堵水 超前注漿加固圍巖，形超前注漿加固圍巖，形成固結(jié)止水帷幕成固結(jié)止水帷幕一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法10中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司公路隧

6、道常用施工開挖方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法11中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司圍巖位移支護(hù)特征曲線一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法12中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 新奧法基本原則可歸納為如下幾點(diǎn)：新奧法基本原則可歸納為如下幾點(diǎn)： 將圍巖視為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，應(yīng)充分利用圍巖的自身承載能力； 根據(jù)量測結(jié)果確定支護(hù)參數(shù)及支護(hù)施作時間； 開挖斷面要圓順，開挖步驟要少，以盡量減少對周邊巖體的擾動破壞； 控制洞室周邊變形，以減少松散荷載，同時又容許

7、洞室周邊圍巖有有限的變形，以減少周邊變形荷載； 襯砌必須是薄而柔性的結(jié)構(gòu)。 值得注意的問題：值得注意的問題：軟弱圍巖、不良地質(zhì)地段及地層變形控制嚴(yán)格的隧道，應(yīng)正確理解和運(yùn)用新奧法。一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法13中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法14中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法15中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有

8、限公司運(yùn)營管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：運(yùn)營管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1、隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、隧道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、隧道給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、隧道供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)6、隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)7、隧道安全設(shè)施設(shè)計(jì)8、隧道防災(zāi)與救援設(shè)計(jì)9、隧道綠化與景觀設(shè)計(jì)土建工程設(shè)計(jì)：土建工程設(shè)計(jì)：1、總體設(shè)計(jì)（平縱橫設(shè)計(jì)）2、洞口段設(shè)計(jì)(洞門、明洞)3、隧道襯砌設(shè)計(jì)4、豎井斜井等通風(fēng)構(gòu)造物設(shè)計(jì)5、隧道防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)6、輔助施工措施設(shè)計(jì)7、施工開挖方法設(shè)計(jì)8、路基路面設(shè)計(jì)9、橫洞及溝管等附屬工程設(shè)計(jì)10、監(jiān)控量測方案設(shè)計(jì)11、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案設(shè)計(jì)12、施工組織方案設(shè)計(jì)公路隧道設(shè)計(jì)：公路隧道設(shè)計(jì)：土建工程設(shè)計(jì)與運(yùn)營管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)土建工程設(shè)

9、計(jì)與運(yùn)營管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法16中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司做好隧道設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：1、做好綜合設(shè)計(jì)是隧道質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)2、洞口設(shè)計(jì)是隧道設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵3、充分重視隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析4、施工工序設(shè)計(jì)是隧道設(shè)計(jì)的重要部分5、輔助施工措施設(shè)計(jì)是保證隧道施工安全關(guān)鍵6、隧道動態(tài)設(shè)計(jì)是確保隧道建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵7、隧道設(shè)計(jì)及施工必須用數(shù)據(jù)說話8、細(xì)節(jié)決定成?。ㄔO(shè)計(jì)與施工）一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法一、隧道設(shè)計(jì)理念與方法17中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限

10、公司1、洞口施工必須注意從上到下，邊開挖邊防護(hù)。2、在進(jìn)行明洞開挖過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地形、地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)值相差太大時應(yīng)及時提出，必要時應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。3、明洞未施作完畢前不得進(jìn)洞（暗洞）開挖施工。4、隧道暗洞開挖前還應(yīng)做好緊急救援設(shè)施準(zhǔn)備與相關(guān)演練。5、只有在施作明洞仰拱（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度）后才能進(jìn)行兩側(cè)及拱部土體回填。二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求18中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司6、超前支護(hù)是確保隧道施工與結(jié)構(gòu)安全的重要手段，確保每循環(huán)施工質(zhì)量與搭接長度滿足要求。7、選擇適宜的隧道爆破方法,嚴(yán)格控

11、制爆破震動，加強(qiáng)監(jiān)測,減少施工過程中對周邊圍巖以及已施工完襯砌的擾動,盡量發(fā)揮圍巖的自身承載能力。8、不得隨意改變設(shè)計(jì)施工方法。9、嚴(yán)格控制隧道超、欠挖，超挖部分應(yīng)采用噴射混凝土或同標(biāo)號混凝土澆筑密實(shí)。10、施工中應(yīng)注意噴射混凝土以及鋼筋網(wǎng)與圍巖的密貼，初噴混凝土為施作不到進(jìn)行鋼拱架施工。二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求19中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司11、鋼拱架環(huán)縱向連接、鎖腳是初期支護(hù)的核心。12、系統(tǒng)錨桿不是形同虛設(shè)，其在隧道支護(hù)體系中占有舉足輕重的地位。施工時應(yīng)根據(jù)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育情況

12、靈活調(diào)整。13、初期支護(hù)落底應(yīng)嚴(yán)格按兩側(cè)錯開跳槽實(shí)施，嚴(yán)格控制單側(cè)一次落底長度。14、初期支護(hù)仰拱應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的弧度及深度及時實(shí)施，嚴(yán)禁與二次襯砌仰拱同時實(shí)施。15、初期支護(hù)完畢后嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行拱墻部防排水系統(tǒng)施工，二襯施工前應(yīng)仔細(xì)檢查并做好記錄。防水板搭接質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)范要求。二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求20中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司16、二次襯砌仰拱應(yīng)整幅一次施工，仰拱回填嚴(yán)禁采用洞渣或其他廢料填充，路面整平層施工時注意路面下橫縱向排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量。17、二襯施作時機(jī)應(yīng)科學(xué)，監(jiān)控量測

13、及應(yīng)用是核心。18、注意二襯臺車強(qiáng)度與剛度，二襯混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%時嚴(yán)禁移走臺車，注意襯砌混凝土的養(yǎng)護(hù)。19、二襯鋼筋應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制保護(hù)層厚度，鋼筋搭接焊接應(yīng)滿足規(guī)范要求。20、做好二襯施工縫變形縫防水措施，在結(jié)構(gòu)與地質(zhì)變化處應(yīng)設(shè)置變形縫，變形縫處仰拱與邊墻拱部應(yīng)同時斷開。二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求21中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司21、二次襯砌施作完成后應(yīng)全面檢查其背后與初期支護(hù)之間的空隙,一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時回填。22、斷層、溶洞、瓦斯、高地應(yīng)力等不良地質(zhì)地段應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測地質(zhì)信

14、息進(jìn)行針對性方案設(shè)計(jì)與施工。巖溶地段應(yīng)重點(diǎn)解決好水和結(jié)構(gòu)受力的問題。 23、施工時應(yīng)注意預(yù)留洞室及預(yù)埋件的設(shè)置。 24、施工過程中應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報(bào)工作，特別是對地層變化、圍巖變更及水文條件變化處的超前預(yù)測預(yù)報(bào)等，并根據(jù)各種測試的結(jié)果，及時修正設(shè)計(jì)。 25、隧道施工要重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)行文明施工,盡量減少對隧道附近環(huán)境的破壞。二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求22中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)一般由噴錨初期支護(hù)與模注混凝土二次襯砌組成，如果巖體很差，在初期支護(hù)的噴射混凝土中還必

15、須設(shè)置鋼拱架；如果圍巖自穩(wěn)時間較短，還必須考慮設(shè)置超前支護(hù)。這些支護(hù)，包括周邊巖體，共同構(gòu)成了隧道抵抗圍巖變形與松散塌落的承載體系。因此隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該包含如下幾個方面： 超前支護(hù)：超前錨桿，超前小導(dǎo)管，超前長管棚，超前注漿等。 圍巖：自然巖體，注漿改良后的巖體等。 初期支護(hù)：噴射混凝土，鋼筋網(wǎng)，系統(tǒng)錨桿，鋼拱架等。 二次襯砌：素混凝土，鋼筋混凝土等。 隧道各部分支護(hù)結(jié)構(gòu)在一定條件下均具有維持洞室穩(wěn)定的作用，也就是說各部分結(jié)構(gòu)在一定條件下存在一定的抵抗周邊荷載的能力，這就是結(jié)構(gòu)的承載能力。 支護(hù)承載能力二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求23中交第三公路工程局有

16、限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 新奧法施工就是隨著隧道開挖面的推進(jìn)，在監(jiān)測信息指導(dǎo)下，適時而安全地將支護(hù)結(jié)構(gòu)分階段地施作完成。因此作為新奧法施工的靈魂監(jiān)控量測，必須解決如下幾個問題： （1）了解施工過程的可行性，以便合理進(jìn)行施工組織。 （2）了解施工過程中已施作的各部分結(jié)構(gòu)的安全度，以確保施工安全。 （3）了解結(jié)構(gòu)在使用期間的安全度，以保證工程質(zhì)量。 作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷載是隨著開挖面的推進(jìn)及時間的流逝而逐漸增加的，而隧道結(jié)構(gòu)也存在一個分步施作的問題，從某種程度上講，要保證隧道施工安全，就必須保證結(jié)構(gòu)承載能力的提高速率適當(dāng)高于圍巖荷載的增加速率。 支

17、護(hù)承載能力二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求24中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司支護(hù)承載能力與隧道荷載變化關(guān)系支護(hù)承載能力二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求25中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 錨桿的作用錨桿的作用 系統(tǒng)錨桿一般使用在巖體較破碎的地段，通過密而長的錨桿在洞室周圍形成一個具有一定承載能力的承載拱承載拱，因此計(jì)算系統(tǒng)錨桿的承載能力應(yīng)將其與圍巖當(dāng)成一個整體來看待。 支護(hù)承載能力二、隧道設(shè)計(jì)對施工

18、的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求26中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 對于類及類偏差的圍巖地段，噴射混凝土層內(nèi)部一般均設(shè)有鋼拱架，此時噴射混凝土層較厚（約1830cm），其承載能力較強(qiáng)，應(yīng)將噴混凝土層與鋼拱架視為整體考慮其承載能力 。鋼拱架的承載能力支護(hù)承載能力二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求27中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 當(dāng)在二次襯砌與初期支護(hù)之間設(shè)有防水層，圍巖對二次襯砌的彈性抗力應(yīng)只考慮徑向壓力。彈性抗力分

19、布形式可按假定荷載法計(jì)算，如果采用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時，按照溫克爾彈性地基梁理論根據(jù)各節(jié)點(diǎn)實(shí)際產(chǎn)生的徑向向外的位移計(jì)算彈性抗力則更加合理。進(jìn)行仰拱內(nèi)力計(jì)算時一般采用完全的彈性地基梁理論，主要原因是仰拱一般與下部圍巖完全密貼，具備完全彈性地基梁的變形受力條件。 二次襯砌的承載能力支護(hù)承載能力二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求28中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求29中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中

20、交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求第一點(diǎn)：隧道結(jié)構(gòu)物的特點(diǎn) 眾所周知,隧道施工的基本目的是在各類地質(zhì)體圍巖中修筑為各種目的服務(wù)的、長期穩(wěn)定的洞室結(jié)構(gòu)體系。 在隧道工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營中，我們必須清楚地認(rèn)識這種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)角度看,這個結(jié)構(gòu)體系是由周圍地質(zhì)體（圍巖）和各種支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的,即 洞室結(jié)構(gòu)體系=周圍地質(zhì)體（圍巖）+支護(hù)構(gòu)件 它是由天然的、具有固有的應(yīng)力場、滲流場、溫度場的地質(zhì)體和人工的支護(hù)構(gòu)件構(gòu)成的，這與地面結(jié)構(gòu)體系是完全不同的。在這個結(jié)構(gòu)體系中，周圍地質(zhì)體（圍巖）起著主導(dǎo)的作用。例如在充分穩(wěn)定的地質(zhì)體

21、（圍巖）中，可以不需要任何結(jié)構(gòu)意義上的支護(hù)構(gòu)件，而處于長期穩(wěn)定的狀態(tài)。如一些天然洞穴的存在，人工修筑的無支護(hù)構(gòu)件的洞室（黃土窯洞、無支護(hù)坑道等）等。就是需要支護(hù)的地質(zhì)體（圍巖），也只是需要薄薄一層噴混凝土或者幾根錨桿、幾榀鋼架就可以使之成為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這也說明，周圍地質(zhì)體是主要的承載體。30中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司毛洞原始巖體穩(wěn)定洞室支護(hù)體系開挖支護(hù)時間與之相適應(yīng)的力學(xué)過程如下第二點(diǎn)：隧道施工過程的特點(diǎn)第二點(diǎn)：隧道施工過程的特點(diǎn) 從工程結(jié)構(gòu)的角度看，這種結(jié)構(gòu)體系的形成則是通過一定的施工過程或者說是一定的力學(xué)過程來實(shí)現(xiàn)的.這個

22、過程大體上可作如下表達(dá)。輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求31中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求32中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 從圖可知，在計(jì)算條件下，從掌子面前方到掌子面后方一定范圍內(nèi)的拱頂下沉分布規(guī)律，大致如下。 1）隧道開挖后在掌子面前方一定范圍內(nèi)（2a5a）產(chǎn)生了下沉，我們稱之為“先行位移”或稱為掌子面前方的位移； 2）在掌子面處，產(chǎn)生一定量的

23、“初始位移”，此值與地質(zhì)條件關(guān)系密切，視圍巖條件的不同，約為最終位移值的2050左右，這個位移是開挖后瞬間發(fā)生的；我們目前的量測技術(shù)是量測不到的； 3）在掌子面后方，隨掌子面的推進(jìn)，產(chǎn)生不斷增大的位移，其特點(diǎn)是初期的位移速度很大，而后增長的速度逐漸減緩，并趨于穩(wěn)定。 這是處于一般圍巖中的隧道變形的基本規(guī)律。輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求33中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司隧道開挖后的變形二維概貌 輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求34中交第三公路

24、工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 由上述各圖可知，隧道開挖后隧道的變形可分為掌子面前方的先行位移、掌子面位移及掌子面后方的位移三種。這三種位移是同時發(fā)生的。在所隧道施工中，各種支護(hù)方法的就是要抑制這些位移的發(fā)展，也就是抑制由這些位移引起的圍巖松弛。因此，對設(shè)計(jì)、施工來說就是要搞清楚這三種位移（變形）的產(chǎn)生條件和發(fā)展規(guī)律，并通過什么手段來控制其發(fā)展。輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求35中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司上述3點(diǎn)基本認(rèn)識，引申出來

25、的就是隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的4點(diǎn)基本原則。1、最大限度地利用圍巖固有的支護(hù)能力；2、必須以不同的施工方法和支護(hù)方法，控制開挖后產(chǎn)生的不同的位移；3、初期支護(hù)與圍巖必須成為一體，才能發(fā)揮其控制變形的功能；4、在不良地質(zhì)、地形條件下，初期支護(hù)斷面早期閉合，極力控制圍巖的松弛及其發(fā)展。輔助工法二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求36中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 如何實(shí)現(xiàn)上述理念，是需要我們認(rèn)真對待的問題。所謂的隧道施工技術(shù)都是圍繞上述理念形成的。例如，如何控制掌子面前方的先行位移？如何控制拱腳下沉？如何利用

26、圍巖固有的支護(hù)功能？如何快速使初期支護(hù)斷面早期閉合？如何等等問題，都需要一定的施工技術(shù)，予以解決。開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求37中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司一、控制隧道變形的關(guān)鍵技術(shù)開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求38中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求39中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察

27、設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求40中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 二、輔助施工措施開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求41中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求 輔助施工是為保證施工安全而采用的臨時支護(hù)或臨時加固措施。 隧道常用輔助施工措施按其功能和效果，可分

28、為地層穩(wěn)定措施與涌水處理措施，地層穩(wěn)定措施又可分為地層支護(hù)措施與地層加固措施，涌水處理措施又可分為排水措施與注漿止水措施。 輔助施工措施一般不考慮其支護(hù)能力對結(jié)構(gòu)永久安全的影響。如需考慮其永久作用時，應(yīng)進(jìn)行專門分析研究后確定。42中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求43中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求44中交第三公路工程局

29、有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求45中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求46中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求47中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限

30、公司四、控制拱頂失穩(wěn)、坍塌開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求48中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求49中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求50中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求

31、二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求51中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求52中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)六、控制拱腳下沉、失穩(wěn)n在臺階法施工中，控制拱腳下沉目前采用的方法有擴(kuò)大拱腳、鎖腳錨桿、臨時仰拱、橫撐等方法。n腳部補(bǔ)強(qiáng)可以把集中在腳部的荷載分散到周邊的圍巖中，同時提高了腳部圍巖的強(qiáng)度和變形特性，而能夠抑制圍巖的破壞和變形。同時也有抑制剪切變形和抵抗水平力的效果。二、隧道設(shè)計(jì)對施

32、工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求53中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求54中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司七、初期支護(hù)及時閉合n在復(fù)雜地質(zhì)條件下，一個重要的原則，就是盡可能地在短時間內(nèi)閉合斷面。包括分部開挖斷面的臨時閉合。如上臺階的臨時閉合、各種導(dǎo)洞的臨時閉合等。施工中雖然大家都認(rèn)識到臨時閉合的重要性，但常常卻做不到這一點(diǎn)。n 這里我們強(qiáng)調(diào)的是時間因素。因?yàn)殚_挖后的圍巖動態(tài)的發(fā)

33、展與時間密切相關(guān)。n 從時間概念上說，應(yīng)該考慮的是： 1）從開挖到設(shè)置支護(hù)的時間； 2）從導(dǎo)坑開挖到整個斷面閉合的時間； 3）二次襯砌的施設(shè)時間等。n 為了縮短閉合時間，應(yīng)盡量控制臺階長度。開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求55中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 目前國內(nèi)公路隧道從掌子面到環(huán)體閉合的時間,約為34周，太長。 初期支護(hù)的斷面閉合是非常重要的。不管是采用噴混凝土，還是格柵、鋼支撐，還是仰拱，一定要使之閉合，這樣做雖然對后續(xù)作業(yè)有一定影響，但也要堅(jiān)持這樣做。 作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，閉合與不

34、閉合，對控制周邊圍巖的位移和松弛，具有不可忽視的影響。其承載力可有數(shù)量級之差。 應(yīng)該說，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，所謂的快速施工，實(shí)質(zhì)上就體現(xiàn)在大幅度的縮短斷面閉合時間上。 總結(jié)近二十年山嶺隧道的實(shí)績和經(jīng)驗(yàn)，可以看出：隧道施工最基本的經(jīng)驗(yàn)，就是“斷面的早期閉合”，這已為眾多實(shí)績所證實(shí)。開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求56中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求57中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交

35、第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 隧道的施工開挖方法設(shè)計(jì)是隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工過程中動態(tài)設(shè)計(jì)的重要部分。在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)對施工開挖方法進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，并在施工過程中根據(jù)揭露的地質(zhì)條件變化情況及時調(diào)整。施工開挖方法應(yīng)考慮的主要因素有： 1、隧道的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。 2、隧道的長度與隧道跨度。 3、有關(guān)環(huán)境污染、地面沉降等環(huán)境方面的要求和限制。 4、為加快施工進(jìn)度和通風(fēng)而增設(shè)豎井、斜井、橫洞及平行導(dǎo)洞等。 5、施工技術(shù)條件和機(jī)械裝備狀況。 6、施工過程中安全狀況。開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求58中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察

36、設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司n全斷面盡早閉合工法施工簡便，開挖速度快，斷面形狀良好，周邊圍巖應(yīng)力狀態(tài)也好，支護(hù)效率高，能夠把隧道開挖影響控制在最小限度。因此，在圍巖狀態(tài)差，需要極力控制隧道開挖影響的隧道，采用使最終斷面早期閉合的全斷面法和帶輔助臺階的全斷面法，是較好的選擇。開挖與支護(hù) 施工方法探討：n仰拱閉合的可能位置，在前者約為5m左右，后者則在30m左右。在這30m范圍內(nèi)，控制下沉的手段，可以采用鋼支撐或修筑臨時仰拱。此種措施必然要增加許多費(fèi)用，而且效果欠佳。二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求59中交第三公路工程局有限公司中交第二公

37、路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司采用輔助工法的2個條件： 1、掌子面位移超過總位移2030的圍巖；這是理論上的定量的指標(biāo)；也就是說輔助工法必須把發(fā)生的掌子面位移控制在總位移的2030之內(nèi)，而用初期支護(hù)來處理掌子面后方的位移； 2、是二次襯砌可能承載的地質(zhì)條件；這是定性的指標(biāo)。也就是說，在二次襯砌可能承載的地質(zhì)條件下，必須把位移控制在不使二次襯砌承載，或承受部分荷載（1020左右）的水平。 第1個指標(biāo)需要進(jìn)行理論上的研究，而且需要解決量測掌子面初始圍巖的技術(shù)難題。 第2個指標(biāo)，需要確定二次襯砌容許承載力？開挖與支護(hù)二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)

38、鍵性工藝要求60中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司安全規(guī)范施工二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求61中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司安全規(guī)范施工二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求二、隧道設(shè)計(jì)對施工的關(guān)鍵性工藝要求62中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 隧道支護(hù)襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的思想。 1、無論隧道長短、跨度大小，在隧道設(shè)計(jì)過程中均應(yīng)制定監(jiān)控量測方案，在隧道施工過程

39、中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控量測。 2、地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道應(yīng)制定超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案。隧道長度大于1000m時，應(yīng)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，對于地質(zhì)條件復(fù)雜的中隧道也宜進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。 3、地質(zhì)條件或襯砌結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的隧道、周邊環(huán)境對隧道變形破壞較為敏感的隧道，宜設(shè)置襯砌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，并且在運(yùn)營過程中對襯砌結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。 隧道襯砌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測主要針對級圍巖地段、淺埋偏壓地段、高地應(yīng)力軟巖大變形地段、特殊地質(zhì)地段以及特殊支護(hù)結(jié)構(gòu)地段。三、隧道動態(tài)設(shè)計(jì)三、隧道動態(tài)設(shè)計(jì)63中交第三公路工程局有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 1、在級圍巖地段，當(dāng)隧道埋置深度小于30m時屬于淺埋隧道，在級圍巖地段，當(dāng)隧道埋置深度小于15m時屬于淺埋隧道，在這種情況下必須按要求進(jìn)行地表變形觀測，觀測斷面縱向間距約2030m，每端洞口至少設(shè)置一個觀測斷面。 2、在進(jìn)行洞室開挖施工過程中，必須進(jìn)行洞室周邊位