隧道施工方法簡介課件

1、隧道施工方法概述 一、隧道施工的概念 隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。 隧道施工過程通常包括：在地層中挖出土石，形成符合設(shè)計輪廓尺寸的坑道；進(jìn)行必要的初期支護(hù)和砌筑最后的永久襯砌，以控制坑道圍巖變形，保證隧道長期地安全使用。 隧道工程特點隱蔽工程工作面少施工環(huán)境差不受氣候變化的影響施工工地一般遠(yuǎn)離既有交通線，運輸不便，供應(yīng)困難隧道埋設(shè)于地下，一旦建成就難以更改隧道施工方法可按以下方式分類：傳統(tǒng)礦山法隧道施工方法山嶺隧道施工方法淺埋及軟土隧道施工方法水底隧道施工方法礦山法（鉆爆法）掘進(jìn)機(jī)法新奧法地下連續(xù)墻法蓋挖法明挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法沉埋法盾構(gòu)法施工方法選擇需

2、要考慮的因素 工程的重要性。一般由工程的規(guī)模、使用上的特殊要求，以及工期的緩急體現(xiàn)出來；地質(zhì)和水文條件 ，其中包括圍巖級別、地下水及不良地質(zhì)現(xiàn)象等 施工技術(shù)條件和機(jī)械裝備狀況 施工中動力和原材料供應(yīng)情況； 隧道的橫斷面積 隧道的埋深 工期工程投資與運營后的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益；施工安全狀況。有關(guān)污染、地面沉降等環(huán)境方面的要求和限制。 當(dāng)隧道施工對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響(如爆破震動、地表下沉、噪聲、地下水條件的變化等)時，環(huán)境條件也成為選擇隧道施工方法的重要因素之一，在某些條件下，甚至?xí)蔀檫x擇施工方法的決定性因素。 施工方法選擇需要考慮的因素 應(yīng)該看到隧道施工方法的選擇，是一項“模糊”的決策過程，

3、它依賴于有關(guān)人員的學(xué)識、經(jīng)驗、毅力和創(chuàng)新精神。對于重要工程則需匯集專家們的意見，廣泛論證。必要時應(yīng)當(dāng)開挖試驗洞對理論方案進(jìn)行實踐驗證。 從目前我國山嶺隧道發(fā)展趨勢來看，在今后很長一段時間內(nèi)，仍以采用新奧法為主，這也符合世界潮流。 二、暗挖隧道開挖方法1 全斷面法(全斷面法、導(dǎo)洞超前全斷法)2 臺階法(兩臺階、三臺階、三臺階七步開挖法、環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法等)3 中隔壁法(中隔壁法和交叉中隔壁法)4 側(cè)壁導(dǎo)坑法(單側(cè)壁導(dǎo)坑法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法)5 其他方法(中洞法和洞樁法等) 全斷面開挖法就是按照設(shè)計輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。 （一）全斷面開挖法全斷面法適用條件 (1)IIV級圍巖，

4、在用于級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖到初期支護(hù)前這段時間內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的條件。 (2)有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運機(jī)械設(shè)備。 (3)隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗一般不應(yīng)小于lkm，否則采用大型機(jī)械化施工，其經(jīng)濟(jì)性較差。全斷面法流程圖 全斷面法流程圖 全斷面法隧道機(jī)械化施工作業(yè)線 全斷面法全斷面法全斷面法全斷面法施工特點(1)開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾??；(2)有條件充分使用機(jī)械，減少人力；(3)工序少，便于施工組織與管理，改善勞動條件；(4)開挖一次成形，對圍巖擾動少，有利于圍巖穩(wěn)定。 全斷面法全采用全斷面法應(yīng)注意的問題(1) 摸清開挖面前方的地質(zhì)情況，隨時準(zhǔn)備好應(yīng)急

5、措施（包括改變施工方法等），以確保施工安全；(2) 各種施工機(jī)械設(shè)備務(wù)求配套，以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的效率； (3) 加強(qiáng)各項輔助作業(yè)，尤其加強(qiáng)施工通風(fēng)，保證工作面有足夠新鮮空氣；為控制超欠挖，提高爆破效果，有條件時可采用導(dǎo)洞超前的方法進(jìn)行全斷面開挖全斷面法下導(dǎo)洞一般超前全斷面510m，其循環(huán)進(jìn)尺為23m。 （二）下導(dǎo)洞超前法下導(dǎo)洞超前法優(yōu)點：下導(dǎo)洞能起到超前地質(zhì)預(yù)報作用，便于采取應(yīng)急措施，防患于未然。當(dāng)?shù)叵滤^豐富時，利用超前下導(dǎo)洞降低地下水位效果好，對于大斷面隧道尤為適用； 隧道下導(dǎo)洞進(jìn)行作業(yè)，沒有二次倒運，便于大型機(jī)械出碴、運料。擴(kuò)挖時爆破臨空面大，對圍巖擾動也相對較小，各種消耗也較節(jié)??；

6、下導(dǎo)洞超前法適用條件：單線隧道、級圍巖；雙線隧道、級圍巖；地下水狀態(tài)：有滲水或股水。 下導(dǎo)洞超前法（三）臺階法 臺階法可以按臺階長度、開挖分部分為多種形式?？筛鶕?jù)地層條件、斷面大小和機(jī)械配備情況選用。臺階法 根據(jù)臺階長度不同，劃分為長臺階法、短臺階法和微臺階法三種。 施工中采用哪一種臺階法，要根據(jù)兩個條件來決定，第一是對初期支護(hù)形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短，第二是對上部斷面施工所采用的開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備需要施工場地大小的要求。 根據(jù)開挖分部，臺階法可分為上下兩部分臺階法、上中下三步臺階法、三臺階七步開挖法、弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法等。臺階法1、長臺階法 長臺階法開挖斷

7、面小，有利于維持開挖面的穩(wěn)定，適用范圍較全斷面法廣，一般適用于地質(zhì)條件較差的、V級圍巖 長臺階法125L12L2、短臺階法 12L12(11.5)L短臺階法適用于地質(zhì)條件差的、V級圍巖，臺階長度定為1015m，即12倍開挖寬度，主要是考慮拉開工作面，減少干擾，因此臺階長度不宜過短。優(yōu)點：短臺階法可縮短支護(hù)閉合時間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制圍巖變形。缺點：上部出渣對下部斷面施工干擾較大，不能全部平行作業(yè)。 短臺階法采用短臺階法時應(yīng)注意的問題：初期支護(hù)全斷面閉合要在距開挖面30m以內(nèi)，或距開挖上半斷面開始的30天內(nèi)完成。 初期支護(hù)變形、下沉顯著時，要提前閉合 。 要研究在保證施工機(jī)械正常

8、工作的前提下臺階的最小長度。短臺階法1235m微臺階法12L3、微臺階法 適用于、級圍巖，一般為35m的臺階長度。 微臺階法上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時相互干擾大，生產(chǎn)效率低，施工速度慢。 上臺階弧形導(dǎo)坑領(lǐng)先，下臺階兩側(cè)開挖，再開挖中部核心土。 （四）弧(環(huán))形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法弧(環(huán))形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法弧(環(huán))形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法流程圖 弧(環(huán))形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法施工要求：環(huán)形開挖進(jìn)尺一般為0.51.0m；開挖后應(yīng)及時施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每兩 榀鋼架之間采用鋼筋連接，并加鎖腳錨桿，全斷面初期支護(hù)完成距拱部開挖面不宜超過30m；預(yù)留核心土面積的大小應(yīng)滿足開挖面穩(wěn)定的要求；必要時進(jìn)

9、行超前支護(hù)；上部弧形導(dǎo)坑，左、右側(cè)墻部，中部核心土開挖各錯開35m進(jìn)行平行作業(yè)。特點：開挖工作面穩(wěn)定性好；施工干擾大、工效低弧(環(huán))形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法適用條件：適用于具有一定自穩(wěn)條件的單線隧道IV、V級圍巖地段，也可適用于具有一定自穩(wěn)條件的雙線隧道III、IV級圍巖地段。對于穩(wěn)定性較好的雙線隧道III級圍巖及單線隧道IV級圍巖也可不預(yù)留核心土?；?環(huán))形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法（五）三臺階七步開挖法 三臺階七步開挖法是以弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法為基本模式，分上、中、下三個臺階七個開挖面，各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯開，平行推進(jìn)的施工方法。三臺階七步開挖法三臺階七步開挖法流程圖 三臺階七步開挖法流程圖 三

10、臺階七步開挖法適用條件：適用于具有一定自穩(wěn)條件的單線隧道IV、V級圍巖地段，也可適用于具有一定自穩(wěn)條件的雙線隧道III、IV級圍巖地段。對于穩(wěn)定性較好的雙線隧道III級圍巖及單線隧道IV級圍巖也可不預(yù)留核心土。三臺階七步開挖法施工要求：三臺階七步開挖法應(yīng)以機(jī)械開挖為主，必要時輔以弱爆破，各分步平行作業(yè)，平行施作初期支護(hù)，各分部初期支護(hù)應(yīng)銜接緊密，及時封閉成環(huán)。仰拱應(yīng)緊跟下臺階施作，及時閉合構(gòu)成穩(wěn)固的支護(hù)體系。拱部超前支護(hù)完成后，環(huán)向開挖上臺階弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土長度宜為35m，寬度宜為(1/31/2)B。開挖循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，上臺階開挖矢跨比應(yīng)大于0.3

11、。三臺階七步開挖法施工要求：中臺階及下臺階左、右側(cè)開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，開挖高度宜為33.5m，左、右側(cè)臺階錯開23m。上、中、下臺階預(yù)留核心土開挖進(jìn)尺與各臺階循環(huán)進(jìn)尺一致。仰拱循環(huán)開挖長度宜為23m，開挖后及時施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個隧底開挖、支護(hù)循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度宜為46m。三臺階七步開挖法（六）中隔壁法(CD) 中隔壁法(CD法)是將隧道分為左右兩部分進(jìn)行開挖，先在隧道一側(cè)采用二部或三部分層開挖，施作初期支護(hù)和中隔墻臨時支護(hù)，再分臺階開挖隧道另一側(cè)，并進(jìn)行相應(yīng)的初期支護(hù)的施工方法中隔壁法中隔壁法流程圖 中隔壁法流程圖 中隔壁法適用條件

12、：適用于IVV級圍巖的隧道，也可用于淺埋地段隧道。施工要求：1、中隔壁法左右部的臺階高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備確定。每側(cè)按兩部或三部分臺階開挖，開挖后應(yīng)及時施作初期支護(hù)、中隔壁；兩側(cè)先后距離宜保持1020m，上下斷面的距離宜保持35m。2、各部開挖時，相鄰部位的噴混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上。中隔壁法施工要求：3、先行側(cè)的中隔壁應(yīng)設(shè)置為向外鼓的弧形。4、中隔壁在澆筑仰拱前逐段拆除。中隔壁一次拆除長度不宜大于15m。臨時支護(hù)拆除后應(yīng)及時施作仰拱和二次襯砌。5、特殊情況下可將中隔壁澆筑在仰拱中，待鋪設(shè)防水板時再割斷。中隔壁法（七）交叉中隔壁法(CRD) 交叉中隔壁法(CRD

13、)法是分部開挖、支護(hù)，分部閉合成小環(huán)，最后全斷面閉合成大環(huán)。每開挖一部均及時施作初期支護(hù)、中隔壁及臨時仰拱。交叉中隔壁法交叉中隔壁法流程圖 交叉中隔壁法適用條件：適用于V、VI級圍巖及圍巖較差的淺埋地段隧道。施工要求：根據(jù)地質(zhì)條件，隧道斷面的分部，應(yīng)以初期支護(hù)受力均勻，便于發(fā)揮人力、機(jī)械效率為原則，一般水平方向分兩部，上下分二至三步開挖。先行施工部位的臨時支撐(中隔壁、臨時仰拱)，均應(yīng)有向外(下)鼓的弧度。各部開挖及支護(hù)應(yīng)自下而上，開挖后及時施作初期支護(hù)、中隔壁、臨時仰拱，步步成環(huán)。交叉中隔壁法施工要求：同一層左右兩部分開挖工作面相距不宜大于15m，上下層開挖工作面相距宜保持34m，且待噴混凝

14、土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后開挖相鄰部位。宜縮短各部開挖工作面的間距，使初期支護(hù)盡早封閉成環(huán)。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，中隔壁及臨時仰拱在仰拱澆筑前逐段拆除，每段拆除長度宜不大于 15m。交叉中隔壁法（八）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡工法) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，及時施作導(dǎo)坑四周初期支護(hù)及臨時支護(hù)，然后再根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小，對剩余部分采用二部或三部開挖的方法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法流程圖 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適用條件：一般用于雙線隧道V、VI級圍巖及淺埋地段。施工要求：側(cè)壁導(dǎo)坑形狀宜近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面寬度宜為整個斷面的1/3。側(cè)壁導(dǎo)坑、中槽部位宜采用短臺階開挖，各部距離應(yīng)根據(jù)隧道埋深、斷面大小、結(jié)構(gòu)類型等選取。各部開挖后應(yīng)及時進(jìn)行