《隧道施工技術(shù)》課件模塊9

1、隧道施工技術(shù) 模塊9 輔 助 坑 道9.3 平行導(dǎo)坑9.1 輔助坑道概述9.2 橫 洞9.4 斜 井9.5 豎 井9.6竣工后輔助坑道的處理9.1 輔助坑道概述 一般來(lái)說(shuō)，橫洞、平行導(dǎo)坑、斜井、豎井都不是隧道結(jié)構(gòu)的主體建筑物，斜井、豎井雖然在施工后被廢棄，但仍可以作為通道或通風(fēng)井，其施工方法、支護(hù)方法與正洞隧道的施工方法基本相同。9.1 輔助坑道概述 隧道施工，特別是較長(zhǎng)隧道的施工，因受工期或其他因素的控制，常常要利用輔助坑道增加工作面，將隧道分割成幾段同時(shí)施工，形成“長(zhǎng)隧短做”，確保隧道的修建任務(wù)得以如期完成或盡可能快地完成。隧道施工輔助坑道有橫洞、平行導(dǎo)坑（簡(jiǎn)稱平導(dǎo)）、斜井及豎井等幾種。輔

2、助坑道的作用除增加作業(yè)面外，還為改善施工環(huán)境，減少施工干擾，合理布置施工中的各種管線提供了有利條件。隧道施工時(shí)是否需要采用輔助坑道及采用何種輔助坑道，主要應(yīng)根據(jù)隧道所在位置的具體條件、隧道長(zhǎng)度及工期要求等因素全面考慮決定。9.2 橫洞 當(dāng)隧道長(zhǎng)度大于500 m時(shí)，如受工期控制，經(jīng)過(guò)研究比較后，可以優(yōu)先選用橫洞。橫洞一般用于傍山沿河，側(cè)向覆蓋層較薄的隧道。此外，當(dāng)洞口處嚴(yán)重塌方或有大量土石方，或洞口位于懸崖陡壁下難以施工時(shí)，也可開辟橫洞以進(jìn)正洞施工。9.2 橫洞 橫洞位置宜選在地質(zhì)和地形條件較好的地方。橫洞的長(zhǎng)度不超過(guò)隧道長(zhǎng)度的11017。橫洞在與隧道連接處的底面標(biāo)高應(yīng)與隧道開挖底部標(biāo)高相同。為

3、便于排水及出碴運(yùn)輸，橫洞洞身應(yīng)有向洞外不小于03%的下坡，如圖9-1（a）所示。橫洞中心線與隧道中心線平面交角一般為90，困難時(shí)不小于40，如圖9-1（b）所示。橫洞與正洞的連接形式有單聯(lián)和雙聯(lián)（兩種形式見表9-1），且用圓曲線過(guò)渡。9.2 橫洞圖9-1橫洞示意圖9.2 橫洞表9-1橫洞與正洞的連接形式9.2 橫洞 一般較短的橫洞，且負(fù)擔(dān)隧道施工長(zhǎng)度不大時(shí)用單車道斷面；較長(zhǎng)的且要負(fù)擔(dān)相當(dāng)長(zhǎng)的隧道施工的橫洞，可以用雙車道斷面或部分雙車道斷面，其橫斷面的設(shè)計(jì)方法與梯形或弧形導(dǎo)坑相同。9.3 平 行 導(dǎo) 坑圖9-2平行導(dǎo)坑的平面布置圖（單位：m） 當(dāng)隧道長(zhǎng)度在4000m以上，又不便采用其他輔助坑道或

4、有大量的地下水、瓦斯時(shí)，宜選用平行導(dǎo)坑。平行導(dǎo)坑應(yīng)設(shè)在正線隧道的一側(cè)，平行于隧道中線，并按一定間距設(shè)斜向橫通道，作為與正線隧道相連的通道，如圖9-2所示。9.3 平 行 導(dǎo) 坑平行導(dǎo)坑的作用1. （1）為正線隧道施工起超前地質(zhì)勘探的作用。 （2）有利于施工通風(fēng)排水。 （3）作為施工安全通道。 （4）作為施工管路的敷設(shè)坑道。 （5）可作為第二線隧道的導(dǎo)坑，以提高第二線隧道的施工效率。9.3 平 行 導(dǎo) 坑平行導(dǎo)坑及橫通道的布置2.1）平行導(dǎo)坑的布置 （1）平行導(dǎo)坑設(shè)在隧道的一側(cè)。 （2）平行導(dǎo)坑的中線一般均與隧道中線平行，但在兩端可根據(jù)隧道中線是否為曲線、洞口土石方數(shù)量及棄渣場(chǎng)地等因素綜合考慮，

5、以折線或切線方向布置。 （3）平行導(dǎo)坑與隧道間的凈距應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、施工方法或第二線設(shè)計(jì)而定，一般為1520 m。 （4）平行導(dǎo)坑是否全部貫通應(yīng)根據(jù)具體情況而定。 （5）平行導(dǎo)坑的縱向坡度應(yīng)與隧道縱坡一致，其底部標(biāo)高應(yīng)低于相應(yīng)里程的正洞隧底標(biāo)高0.20.6 m，以利排水和重車運(yùn)輸。 （6）平行導(dǎo)坑的橫斷面一般均做成單車道斷面，以節(jié)省造價(jià)，并盡量采用噴錨支護(hù)。9.3 平 行 導(dǎo) 坑9.3 平 行 導(dǎo) 坑2）橫通道的布置 （1）橫通道的方向一般與正洞斜交，角度約為40，不宜過(guò)小或過(guò)大；橫通道的間距可結(jié)合隧道避車洞位置一并考慮，一般為120180 m，在接近洞口500700 m地段，橫通道的間距可適

6、當(dāng)加大。 （2）可每隔600800 m或更長(zhǎng)距離設(shè)置反向橫通道。 （3）橫通道一般為單車道斷面。 （4）橫通道宜避免通過(guò)斷層、圍巖破碎等地質(zhì)不良地段。 （5）橫通道的縱坡均應(yīng)由正洞向平行導(dǎo)坑方向?yàn)橄缕拢v坡坡度以1%15%為宜，但不得小于0.3%。9.3 平 行 導(dǎo) 坑平行導(dǎo)坑的施工3. （1）平行導(dǎo)坑的開挖、裝碴及運(yùn)輸方法與正線下導(dǎo)坑相同，應(yīng)配備較強(qiáng)的設(shè)備及專業(yè)工班快速掘進(jìn)。 （2）平行導(dǎo)坑應(yīng)采用噴射混凝土或錨桿噴射混凝土作為臨時(shí)或永久支護(hù)。 （3）平行導(dǎo)坑應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用期限及地質(zhì)情況等因素，決定其是否做永久襯砌。9.3 平 行 導(dǎo) 坑橫洞和平行導(dǎo)坑開挖的規(guī)定4. （1）橫洞和平行導(dǎo)坑

7、應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別、斷面大小合理選用開挖方法。當(dāng)其與正洞的距離小于10 m時(shí)，應(yīng)采用控制爆破技術(shù)。 （2）平行導(dǎo)坑的掘進(jìn)應(yīng)超前于正洞。 （3）平行導(dǎo)坑橫通道的交叉口開挖應(yīng)一次完成。 （4）橫洞和平行導(dǎo)坑都應(yīng)設(shè)置完整通暢的排水系統(tǒng)。 斜井是在隧道側(cè)面上方開挖的與之相連接的傾斜坑道。當(dāng)隧道較長(zhǎng)而埋深不大，地質(zhì)條件較好，或隧道穿過(guò)地段的地表有低洼地形可利用時(shí)，可優(yōu)先選用斜井。斜井由井口、井身、井底車場(chǎng)組成。9.4 斜井斜井的立面布置1. 斜井的立面布置如圖9-3所示。斜井傾角一般不宜大于25，在井身內(nèi)不應(yīng)設(shè)變坡段。在井底與隧道相連接的地段，采用平坡，平坡長(zhǎng)為1525 m，平坡與斜井斜坡以豎曲線相連，其長(zhǎng)

8、度根據(jù)連接形式、調(diào)車作業(yè)、車組尺寸等條件選定。井底標(biāo)高與隧道的底部開挖標(biāo)高相同。井口外的場(chǎng)地應(yīng)能滿足調(diào)車作業(yè)、材料堆放及設(shè)置有關(guān)機(jī)械設(shè)備的要求，并應(yīng)有向井口外不小于3的泄水坡度。9.4 斜井圖9-3斜井的立面布置9.4 斜井斜井的橫斷面尺寸2. 斜井的橫斷面尺寸應(yīng)根據(jù)設(shè)備尺寸、車輛尺寸、管線路安裝、人行道及安全間隙而定，一般采用弧形或直邊墻上加弧形的形狀。9.4 斜井斜井與正洞的平面連接3.（1） 單聯(lián)式連接。（2） 雙聯(lián)式連接。9.4 斜井斜井的施工4. （1）斜井井身的開挖。 （2）斜井井身的支護(hù)。9.4 斜井斜井提升運(yùn)輸5. 斜井提升設(shè)備包括設(shè)在井口外適當(dāng)處所的提升絞車、天輪架及天輪、提

9、升用的鋼絲繩、地滾、連接設(shè)備及裝碴或裝料的車輛、全套軌道及道岔。用箕斗提升時(shí)則還有箕斗卸碴架。9.4 斜井1）軌道布置 采用單聯(lián)式斜井時(shí)多用單道，并在斜井與正洞相交地段用曲軌及道岔與正洞相連接。當(dāng)采用雙聯(lián)式斜井時(shí)，則多用三軌雙道，而在斜井與正洞相交的分岔地段分別以曲軌和道岔連接，分岔線則各為單線，重載空車分別占用一個(gè)分岔來(lái)進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。在井身的適當(dāng)位置處應(yīng)設(shè)置有足夠長(zhǎng)度的錯(cuò)車道。9.4 斜井2）斜井運(yùn)輸?shù)木€路設(shè)備及主要安全設(shè)施9.4 斜井（1）斜井的提升速度不得超過(guò)表9-2的規(guī)定。表9-2斜井的提升速度 （2）提升絞車應(yīng)有深度指示器及防過(guò)卷裝置，并應(yīng)在鋼絲繩上設(shè)明顯的深度標(biāo)志。 （3）以井口為

10、中心，在井口與井底之間及井口與絞車之間，用音響和色燈信號(hào)聯(lián)系，并安裝直通電話，以便隨時(shí)掌握井上、井下的運(yùn)輸情況。9.4 斜井9.4 斜井 （4）井口擋車器。如圖9-6所示，井口擋車器設(shè)在井口摘掛鉤地段與井口之間，采用815 kg/m的鋼軌彎制。因其一端配重作用而使另一端經(jīng)常高出軌面以阻擋車輛下滑。當(dāng)車輛由井內(nèi)拉出時(shí)，擋車器上端受輪軸的碰撞而沿固定軸旋轉(zhuǎn)倒下，使斗車通過(guò)。當(dāng)需要車輛下入井內(nèi)時(shí)，可用腳踩下設(shè)在一側(cè)的腳踏板，使擋車器的上端低于軌面，讓車輛通過(guò)。9.4 斜井圖9-6井口擋車器9.4 斜井 （5）井身?yè)踯嚻?。井身?yè)踯嚻髟O(shè)在井底變坡點(diǎn)附近，圖9-7（a）所示為一種常用的井身?yè)踯嚻?。它是?

11、530的鋼絲繩在軌道下面穿過(guò)，圍成直徑為1618 m的圓環(huán)狀，此鋼絲繩環(huán)的頂部沿滑輪下垂至高出軌面600700 mm處，以阻擋溜車。當(dāng)需要讓車輛通過(guò)時(shí)，可牽引提繩使鋼絲繩環(huán)垂直于軌道，車輛由環(huán)內(nèi)通過(guò)。圖9-7（b）所示為用鋼軌制成的井身?yè)踯嚻鳌?.4 斜井圖9-7井身?yè)踯嚻?.4 斜井 （6）斜井中運(yùn)行的車輛本身應(yīng)設(shè)斷繩保險(xiǎn)裝置，以防止溜車，如圖9-8所示。 （7）避人洞。在井身的一側(cè)每隔2050 m設(shè)一個(gè)避人洞（寬為10 m，高為18 m，深為1012 m），供工作人員躲避之用。圖9-8斷繩保險(xiǎn)裝置9.5 豎井 當(dāng)隧道施工遇有較淺的埋深時(shí)，可采用簡(jiǎn)易豎井（井深小于40 m），但隨著隧道施工技

12、術(shù)的發(fā)展，一些長(zhǎng)大隧道在修建中往往采用較長(zhǎng)、較深的斜井及豎井。如秦嶺終南山公路隧道，采用三豎井縱向分段式通風(fēng)技術(shù)，其中2號(hào)豎井是大口徑通風(fēng)豎井，采用直徑為124 m深豎井全斷面開挖，井深為661 m。豎井是大斷面硬巖隧道施工，采用了雙層施工吊盤保護(hù)技術(shù)、井底挖掘機(jī)裝巖技術(shù)、傘鉆和風(fēng)鉆最佳匹配鑿巖技術(shù)、分瓣式機(jī)械一體化滑模襯砌技術(shù)等新技術(shù)。9.5 豎井豎井的位置1. 豎井應(yīng)選在埋深較淺處或溝谷的兩側(cè)，并要避免受洪水的影響，同時(shí)豎井宜選在隧道一側(cè)1520 m處，如圖9-9（a）所示。當(dāng)豎井設(shè)在隧道一側(cè)時(shí)，對(duì)正洞的施工沒有影響，施工安全，但通風(fēng)效果不好。如圖9-9（b）所示，當(dāng)豎井選在正洞頂上時(shí)，雖

13、然運(yùn)輸方便，通風(fēng)效果好，造價(jià)低，但施工時(shí)對(duì)正洞有影響，不安全，故較少采用。9.5 豎井圖9-9豎井9.5 豎井豎井的橫斷面2. 豎井的橫斷面可采用圓形或矩形。圓形井筒受力條件好，能承受較大的圍巖側(cè)壓力，可留作隧道的永久通風(fēng)道，但開挖、支承及襯砌比較困難，圓形豎井直徑為4560 m。矩形井筒施工較方便，但受力條件差。簡(jiǎn)易豎井一般多采用矩形斷面，橫斷面參考尺寸為25 m35 m。9.5 豎井豎井的提升運(yùn)輸設(shè)備3.（1）裝碴裝料設(shè)備。（2）提升用的鋼絲繩。（3）罐道。（4） 井架。（5） 卷?yè)P(yáng)機(jī)。9.5 豎井豎井施工4. 豎井井身的施工特點(diǎn)是邊向下垂直開挖邊支護(hù)。 豎井的掘進(jìn)采用鉆眼爆破的方法，以人

14、力裝碴。一般開挖2 m深即進(jìn)行支護(hù)，可采用構(gòu)件支承或混凝土（噴射混凝土）護(hù)壁，豎井的井口地段均宜用混凝土鎖口圈予以加固，以保安全。9.5 豎井豎井施工中應(yīng)注意的問題5. （1）豎井人員上下應(yīng)利用樓梯間，不宜乘坐斗車或吊桶。 （2）提升設(shè)備及連接設(shè)備的鋼絲繩應(yīng)有足夠的安全系數(shù)，并應(yīng)建立嚴(yán)格的規(guī)章制度，定期詳細(xì)檢查，防止發(fā)生事故。 （3）為了防止提升時(shí)主繩扭轉(zhuǎn)及搖擺，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向設(shè)備，并經(jīng)常加以檢查。9.5 豎井 （4）提升主繩上應(yīng)設(shè)置剎車標(biāo)志，當(dāng)此標(biāo)志一出井口即行剎車，以防止發(fā)生過(guò)卷，絞車司機(jī)房與井口間必須保持良好的通視條件。 （5）在井口、井底及絞車房，應(yīng)設(shè)置統(tǒng)一的色燈及響聲信號(hào)和安裝直通電話，以便統(tǒng)一指揮，避免發(fā)生事故。 （6）井口周圍應(yīng)有完善的排水溝，井架上及井口附近范圍應(yīng)有防雨設(shè)施，以防地表水流入井內(nèi)。9.6 竣工后輔助坑道的處理豎井施工中應(yīng)注意的問題5. （1）橫洞、平行導(dǎo)坑、斜井的洞口宜用M5漿砌片石封閉，無(wú)襯砌時(shí)封閉長(zhǎng)度宜為35 m；有襯砌時(shí)封閉長(zhǎng)度不宜小于2 m；豎井的井口宜用鋼筋混凝土蓋板封閉。 （2）輔助坑道與隧道正洞連接處宜用M5漿砌