區(qū)間隧道施工方法

隧道施工方法

幾種施工方法一新奧法二盾構(gòu)法三TBM四淺埋暗挖法新奧法新奧法新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱，原文是NewAustrianTunnellingMethod簡稱NATM，新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲（L.V.RABCEWICZ）教授于50年代提出的，它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土組合在一起，作為主要支護(hù)手段的一種施工方法。原理：新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對圍巖和支護(hù)的量測、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則。新奧法隧道模型錨桿二次襯砌施工過程基本原原則少擾動(dòng)早噴錨勤測量緊封閉（1）充分分保護(hù)護(hù)圍巖巖，減減少對對圍巖巖的擾擾動(dòng)。。（2）充分分發(fā)揮揮圍巖巖的自自承能能力。。（3）盡快快使支支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)閉閉合。。（4）加強(qiáng)強(qiáng)監(jiān)測測，根根據(jù)監(jiān)監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)指指導(dǎo)施施工。。測量斷面大大小及及位置置臺階法法環(huán)形開開挖預(yù)預(yù)留核核心土土法中洞法交叉中中隔壁壁法中隔壁壁法雙側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法法盾構(gòu)法法盾構(gòu)機(jī)機(jī)（軟軟土層掘進(jìn)機(jī)機(jī)）于于1847年發(fā)明明，它它是一一種帶帶有護(hù)護(hù)罩的的專用用設(shè)備備。利利用尾尾部已已裝好好的襯襯砌塊塊作為為支點(diǎn)點(diǎn)向前前推進(jìn)進(jìn)，用用刀盤盤切割割土體體，同同時(shí)排排土和和拼裝裝后面面的預(yù)預(yù)制混混凝土土襯砌砌塊。。盾構(gòu)構(gòu)機(jī)掘掘進(jìn)的的出碴碴方式式有機(jī)機(jī)械式式和水水力式式，以以水力力式居居多。。水力力盾構(gòu)構(gòu)在工工作面面處有有一個(gè)個(gè)注滿滿膨潤潤土液液的密密封室室。澎澎潤土土液既既用于于平衡衡土壓壓力和和地下下水壓壓力，，又用用作輸輸送排排出土土體的的介質(zhì)質(zhì)。軟軟土層層掘進(jìn)進(jìn)機(jī)原理盾構(gòu)法是暗暗挖法施工工中的一種種全機(jī)械化化施工方法法。它是將將盾構(gòu)機(jī)械械在地中推推進(jìn)，通過過盾構(gòu)外殼殼和管片支支承四周圍圍巖防止發(fā)發(fā)生往隧道道內(nèi)的坍塌塌。同時(shí)在在開挖面前前方用切削削裝置進(jìn)行行土體開挖挖，通過出出土機(jī)械運(yùn)運(yùn)出洞外，，靠千斤頂頂在后部加加壓頂進(jìn)，，并拼裝預(yù)預(yù)制混凝土土管片，形形成隧道結(jié)結(jié)構(gòu)的一種種機(jī)械化施施工方法。盾構(gòu)機(jī)既是是一種施工工機(jī)具，也也是一種強(qiáng)強(qiáng)有力的臨臨時(shí)支撐結(jié)結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)構(gòu)機(jī)外形上上看是一個(gè)個(gè)大的鋼管管機(jī)，較隧隧道部分略略大，它是是設(shè)計(jì)用來來抵擋外向向水壓和地地層壓力的的。它包括括三部分：：前部的切切口環(huán)、中中部的支撐撐環(huán)以及后后部的盾尾尾。大多數(shù)數(shù)盾構(gòu)的形形狀為圓形形，也有橢橢圓形、半半圓形、馬馬蹄形及箱箱形等其他他形式。土壓平衡盾盾構(gòu)工作原原理盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)時(shí)，其前端端刀盤旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)掘削地層層土體，切切削下來的的土體進(jìn)入入土艙。當(dāng)當(dāng)土體充滿滿土艙時(shí)，，其被動(dòng)土土壓與掘削削面上的土土壓、水壓壓基本平衡衡，使得掘掘削面與盾盾構(gòu)面處于于平衡狀態(tài)態(tài)(即穩(wěn)定狀態(tài)態(tài))。示意圖如如圖所示。。由圖可知知，這類盾盾構(gòu)靠螺旋旋輸送機(jī)將將碴土(即掘削棄土土)排送至土箱箱，運(yùn)至地地表。由裝裝在螺旋輸輸送機(jī)排土土口處的滑滑動(dòng)閘門或或旋轉(zhuǎn)漏斗斗控制出土土量，確保保掘削面穩(wěn)穩(wěn)定。土壓平衡盾盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖刀盤盾尾施工1.在盾構(gòu)法隧隧道的起始始端和終結(jié)結(jié)端各建一一個(gè)豎井，城市地鐵一一般利用車車站的端頭頭作為始發(fā)發(fā)或到達(dá)的豎井；2.盾構(gòu)在始發(fā)豎井內(nèi)安裝就位；；3.依靠盾構(gòu)千千斤頂推力力（作用在豎井后壁或新拼裝好好的襯砌上上）將盾構(gòu)構(gòu)從始發(fā)工工作井的墻墻壁開孔處處推出；4.盾構(gòu)在地層層中沿著設(shè)設(shè)計(jì)軸線推推進(jìn)，在推推進(jìn)的同時(shí)時(shí)不斷出土土（泥）和和安裝襯砌砌管片；5.及時(shí)向襯砌砌背后的空空隙注漿，，防止地層層移動(dòng)和固固定襯砌環(huán)環(huán)位置；6.盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)豎井并被拆除，如如施工需要要，也可穿穿越豎井再再向前推進(jìn)。工作示意圖圖豎井施工豎井施工盾構(gòu)機(jī)安裝裝安裝就位推進(jìn)沙土搬運(yùn)和和管片運(yùn)輸輸沙土搬運(yùn)襯砌襯砌指的是是為防止圍圍巖變形或或坍塌，沿沿隧道洞身身周邊用鋼鋼筋混凝土土等材料修修建的永久久性支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)。襯砌砌技術(shù)通常常是應(yīng)用于于隧道工程程、水利渠渠道中。襯襯砌簡單說說來就是內(nèi)內(nèi)襯，常見見的就是用用砌塊襯砌砌，可以是是預(yù)應(yīng)力高高壓灌漿素素混凝土襯襯砌。二次襯砌二次襯砌是是隧道工程程施工在初初期支護(hù)內(nèi)內(nèi)側(cè)施作的的模筑混凝凝土或鋼筋筋混凝土襯襯砌，與初初期支護(hù)共共同組成復(fù)復(fù)合式襯砌砌。模筑襯砌模筑襯砌指指立拱架或或模板后修修筑的隧道道襯砌。在在全斷面開開挖隧道灌灌筑整體混混凝土襯砌砌時(shí)，可實(shí)實(shí)行綜合機(jī)機(jī)械預(yù)制裝配式式襯砌預(yù)制裝配式式襯砌是將若干在在工廠或現(xiàn)現(xiàn)場預(yù)制的的構(gòu)件運(yùn)入入坑道內(nèi)，，用機(jī)械拼拼裝而成，，一經(jīng)裝配配，即可承承受圍巖壓壓力。⑴一一經(jīng)裝配成成環(huán)，不需需養(yǎng)生時(shí)間間，即可承承受圍巖壓壓力；一經(jīng)裝配成環(huán)，，不需養(yǎng)生生時(shí)間，即即可承受圍圍巖壓力；大量構(gòu)件可以在在工廠成批批生產(chǎn)，在在洞內(nèi)進(jìn)行行機(jī)械化拼拼裝，從而而改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省了勞勞動(dòng)力；拼裝時(shí)，不需要要臨時(shí)支護(hù)護(hù)如拱架、、模板等，，從而節(jié)省省了大量的的支撐材料料及勞動(dòng)力力；拼裝速度因采用用了機(jī)械化化而提高，，縮短了工工期，還可可能降低造造價(jià)。缺點(diǎn)，在坑道內(nèi)內(nèi)需要足夠夠的拼裝空空間，制備備構(gòu)件的尺尺寸要求有有一定的精精度，接縫縫多，防水水較困難等等，由于以以上原因，，在我國鐵鐵路上未能能推廣使用用。擠壓混凝土土襯砌擠壓混凝土土襯砌可以以是素混凝凝土，也可可以是鋼筋筋混凝土，，但應(yīng)用的的最多的是是鋼纖維混混凝土。擠壓混凝土土的襯砌一一次成型，，內(nèi)表面光光滑，襯砌砌背后無空空隙，故無無需注漿，，且對控制制地層移動(dòng)動(dòng)特別有效效。但因擠擠壓混凝土土襯砌需要要較多的施施工設(shè)備，，其中包括括混凝土成成型用的框框模，拼拆拆框模的系系統(tǒng)，混凝凝土配制車車、泵、閥閥、管等組組成的混凝凝土配送系系統(tǒng)。而且且，混凝土土制備、配配送、鋼筋筋架立等工工藝較為復(fù)復(fù)雜，在滲滲漏性較大大的土層中中要達(dá)到要要求尚有困困難。故擠擠壓混凝土土襯砌的應(yīng)應(yīng)用尚不廣廣泛。管片管片運(yùn)輸管片運(yùn)輸管片運(yùn)輸管片拼裝管片拼裝盾構(gòu)到達(dá)豎井TBMTBM發(fā)展歷史簡簡介隧道掘進(jìn)機(jī)機(jī)(TunnelBoringMachine)是一種用機(jī)機(jī)械破碎巖巖石、出碴碴與支護(hù)實(shí)實(shí)行連續(xù)作作業(yè)的綜合合設(shè)備，它它是由盾構(gòu)構(gòu)技術(shù)發(fā)展展而來的。。1818年英國布魯魯諾(Brunel)受蛀蟲鉆孔孔啟示，最最早提出盾盾構(gòu)雛形與與施工方法法。1846年意大利人人Maus發(fā)明隧道掘掘進(jìn)機(jī)(盾構(gòu))。1851年美國人查查理士·威爾遜研制制出TBM試用于花崗崗巖掘進(jìn)未未獲成功。。1881年波蒙特開開發(fā)出壓縮縮空氣式TBM，成功用于于英吉利海海峽隧道直直徑2.1m的勘探導(dǎo)坑坑。美國羅賓斯斯(Robbins)公司1952年研制出第第一臺軟巖巖TBM，1956年又成功研研制中硬巖巖TBM。2022/11/25532022/11/2554TBM法的概述與與應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)（TunnelBoringMachine），簡稱TBM，是一種修修建巖質(zhì)隧隧道的工廠廠化施工技技術(shù)。在機(jī)機(jī)械施工中中很長一段段時(shí)期，把把在土質(zhì)隧隧道中采用用的機(jī)械稱稱為盾構(gòu)，，而把在巖巖質(zhì)隧道中中施工的機(jī)機(jī)械稱為掘掘進(jìn)機(jī)，或或巖石掘進(jìn)進(jìn)機(jī)。由于于機(jī)械制造造技術(shù)的快快速發(fā)展，，這種區(qū)分分越來越不不明顯，因因此目前多多把掘進(jìn)機(jī)機(jī)和盾構(gòu)并并稱為盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。2022/11/2555TBM主要制造商商美國羅賓斯斯德國海瑞克克公司德國威爾特特公司加拿大拉法法特日本三菱公公司Robbins2022/11/2556TBM刀盤結(jié)構(gòu)示示意圖TBM破巖方式主主要有：擠擠壓式與切切削式1.擠壓式主要是通過水平平推進(jìn)油缸缸使刀盤上上的滾刀強(qiáng)強(qiáng)行壓入巖巖體，并在在刀盤旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)推進(jìn)過程程中聯(lián)合擠擠壓與剪切切作用破碎碎巖體。滾刀類型：：圓盤型、、楔齒形、、球齒型2.切削式主要利用巖石抗抗彎、抗剪剪強(qiáng)度低(僅為抗壓強(qiáng)強(qiáng)度的5~10%)的特點(diǎn)靠銑削(即剪切)與彎斷破碎碎巖體。在兩種破巖巖方式總的的破巖體積積中，大部部分并不是是由刀具直直接切割下下來的，而而是由后進(jìn)進(jìn)刀具剪切切破碎的，，先形成破破碎溝或切切削槽是先先決條件TBM破巖方式與與原理2022/11/2558TBM的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：快速---約為鉆爆爆法的4~6倍；優(yōu)質(zhì)---洞壁光滑滑，超挖挖量少；；高效---節(jié)約襯砌砌，節(jié)約約人工勞勞動(dòng)；安全---安全性加加大，作作業(yè)環(huán)境境安全；；環(huán)保---非爆破開開挖，塵塵土、氣氣體、噪噪音污染少，，減少少輔助洞洞室，減減少地表表破壞；；自動(dòng)化、、信息化化程度高高。2022/11/2559缺點(diǎn)：1、設(shè)備購購置及使使用成本本大；2、施工途途中不能能改變開開挖半徑徑；3、地質(zhì)適適應(yīng)性較較差;4、斷面適適應(yīng)性較較差;5、運(yùn)輸困困難。TBM施工法始始于二十十世紀(jì)三三十年代代，限于于機(jī)械技技術(shù)水平平，其應(yīng)應(yīng)用實(shí)例例甚少。。五六十十年代隨隨著機(jī)械械工業(yè)與與掘進(jìn)機(jī)機(jī)技術(shù)水水平的不不斷提高高發(fā)展較較快。迄迄今為止止，世界界上采用用TBM施工的隧隧道超過過1000座，總長長度超過過4000km，以逐步步成為長長大隧道道修建的的主要施施工方法法之一。。國外典型型應(yīng)用——英吉利海海峽隧道道由2條外徑8.6m單線鐵路路隧道與與1條外徑5.6m輔助隧道道組成。。全長48.5km，海底段段長37.5km，隧道最最深處在在海平面面下100m，全部采采用TBM施工。英英國側(cè)6臺，岸邊邊段3臺海底段段3臺(單向推進(jìn)進(jìn)21.2km)。法國側(cè)側(cè)5臺，岸邊邊段2臺海底段段3臺。最深深處需承承受10atm水壓力，，平均月月進(jìn)尺1000m/月。隧道建成成標(biāo)志著著TBM施工技術(shù)術(shù)的最高高水平，，也是融融合英、、美、法法、德等等國TBM施工技術(shù)術(shù)于一體體的最高高成就。。國內(nèi)外應(yīng)應(yīng)用概況況國內(nèi)應(yīng)用用國內(nèi)TBM研發(fā)制造造始于二二十世紀(jì)紀(jì)六十年年代中期期，共生生產(chǎn)10余臺直徑徑2.5~5.8m的TBM，先后用用于下列列水電與與煤礦井井巷工程程。國產(chǎn)產(chǎn)機(jī)型月月均進(jìn)尺尺20~300m，累計(jì)總總掘進(jìn)長長度12km。云南西洱洱河水電電站引水水隧道引灤入津津新王莊莊隧道陡陡河電站站的引水水隧道引大入秦秦總干渠渠38號隧道北京落坡坡嶺水電電工程貴州貓?zhí)铀婋娬疽淼栏＝堥T門灘引水水隧道江西萍鄉(xiāng)鄉(xiāng)、山西西懷仁、、山西古古交、云云南羊場場煤礦楔齒型與與球齒型型滾刀破破巖原理理最初由楔楔齒尖端端在滾刀刀轉(zhuǎn)動(dòng)情情況下產(chǎn)產(chǎn)生切向向張力破破壞巖石石的表面面，切人人深度為為λ。然后由由齒尖的的楔入力力繼續(xù)引引起剪切切破壞，，楔入深深度為h。由于各各齒環(huán)的的齒節(jié)是是不同的的，因此此加大了了楔齒的的破巖效效果。球球齒型滾滾刀的破破巖原理理與楔齒齒型滾刀刀相同，，適用于于硬巖掘掘進(jìn)。2022/11/2563TBM的結(jié)構(gòu)類型，，構(gòu)造和工作作原理一、全斷面TBMTBM基本構(gòu)造TBM由破巖機(jī)構(gòu)、、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、、巖碴裝運(yùn)機(jī)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向調(diào)調(diào)向機(jī)構(gòu)及吸吸塵、通風(fēng)裝裝置等幾部分分組成。破巖機(jī)構(gòu)滾刀或削刀在在強(qiáng)大軸推力力的作用下旋旋轉(zhuǎn)，切削與與剪切破碎巖巖石。推進(jìn)機(jī)構(gòu)主支撐鞋頂撐撐洞壁以支承承和推進(jìn)機(jī)身身。副支撐鞋鞋控制振動(dòng)與與方向。出碴機(jī)構(gòu)破巖形成的片片狀石碴，由由安裝在刀盤盤上的鏟碴斗斗鏟起，鏟斗斗旋轉(zhuǎn)到頂部部卸入集料斗斗，經(jīng)皮帶機(jī)機(jī)裝車運(yùn)出洞洞外。導(dǎo)向及調(diào)向機(jī)機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用用來指示和校校核掘進(jìn)機(jī)推推進(jìn)的方向，，使其保證符符合設(shè)計(jì)的軸軸線和坡度的的要求。通風(fēng)及吸塵裝裝置掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)時(shí)將產(chǎn)生大量量的熱量與粉粉塵。故對通通風(fēng)、降塵要要求較高。一一般在刀盤頭頭部安裝有吸吸塵設(shè)備和噴噴水裝置，掘掘進(jìn)時(shí)連續(xù)噴噴水降塵。機(jī)機(jī)房內(nèi)專設(shè)通通風(fēng)降溫設(shè)備備。全斷面TBM分類開敞式TBM：配置鋼拱架架安裝器與噴噴錨等輔助設(shè)設(shè)備。常用于于硬巖，采取取有效支護(hù)手手段后也可應(yīng)應(yīng)用于軟巖隧隧道。雙護(hù)盾TBM：適用于各種種地質(zhì)，既能能適應(yīng)軟巖，，也能適應(yīng)硬硬巖或軟硬巖巖交互地層。單護(hù)盾TBM：常用于劣質(zhì)質(zhì)地層。單護(hù)護(hù)盾TBM推進(jìn)時(shí)利用管管片作支撐，，其原理類似似于盾構(gòu)。與與雙護(hù)盾TBM相比，掘進(jìn)與與安裝管片不不能同時(shí)進(jìn)行行。微型TBM：Φ0.25~3.00m中型TBM：Φ3.0~8.0m巨型TBM：大于Φ8.0mSingleShieldTBM①護(hù)盾；②液壓壓推進(jìn)油缸；；③管片；④④刀盤；⑤裝裝渣斗；⑥皮皮帶輸送機(jī)DoubleShieldTBM①可伸縮護(hù)盾；；②刀盤；③③活動(dòng)支撐鞋鞋；④輔助推推進(jìn)油缸；⑤⑤管片GripperTBM①支撐鞋；②鋼鋼支架舉升器器；③錨桿安安裝機(jī)構(gòu)；④④鋼筋網(wǎng)舉升升器2022/11/2570自由斷面TBM2022/11/2571自由斷面TBM的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①開挖斷面形形狀自由；②易于適應(yīng)地地質(zhì)條件的變變化；③開挖速度快快；④圍巖松弛少少；⑤噪聲、振動(dòng)動(dòng)少；⑥輕量、小型型、機(jī)動(dòng)性好好；⑦人員少，安安全性高；⑧機(jī)械購置費(fèi)費(fèi)用低。2022/11/2572缺點(diǎn)：①地質(zhì)條件的的適用范圍小?。虎诎l(fā)生粉塵；；③有涌水時(shí)易易于泥化；TBM法隧道的施工工流程、技術(shù)術(shù)要點(diǎn)和輔助助工法TBM施工主要流程程施工準(zhǔn)備→全全斷面開挖與與出渣→外層層管片式襯砌砌或初期支護(hù)護(hù)→TBM前推→管片外外灌漿或二次次襯砌Robbins開敞式TBM循環(huán)作業(yè)流程程STEP1:作業(yè)開始。主主支撐前位撐撐緊洞壁，后后支撐腿提起起。刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，推進(jìn)油缸缸伸出，TBM前部前移一個(gè)個(gè)作業(yè)行程STEP2:準(zhǔn)備換步。刀刀盤停轉(zhuǎn)，后后支撐腿抵住住仰拱承重STEP3:主支撐回縮。。推進(jìn)油缸回回縮將自由態(tài)態(tài)主支撐前拉拉回位STEP4:主支撐回位后后伸出支撐鞋鞋抵緊巖壁，，后支撐提起起，TBM定位找正，坡坡道上必要時(shí)時(shí)先定坡度。。STEP5:返回第一步，，TBM準(zhǔn)備下一循環(huán)環(huán)掘進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)法施工工技術(shù)要求基本原則TBM掘進(jìn)斷面大可可達(dá)10m以上，小僅為為1.8m。由于TBM與輔助施工技技術(shù)日臻完善善以及現(xiàn)代高高科技成果(液壓新技術(shù)、、電子技術(shù)與與材料科學(xué)技技術(shù)等)的應(yīng)用大大提提高了TBM對各種困難條條件的適應(yīng)性性，因此簡單單從開挖可能能性來考慮TBM的適用范圍是是不全面的。。判定依據(jù)隧道圍巖的抗抗壓強(qiáng)度、裂裂縫狀態(tài)、涌涌水狀態(tài)等巖巖性條件機(jī)械構(gòu)造、TBM直徑等機(jī)械條條件；隧道斷面、長長度、位置狀狀況、地址條條件等。TBM工法選用流程程(參見下頁流程程圖)初步調(diào)查地質(zhì)構(gòu)造分析析地表調(diào)查彈性波速度阻抗試驗(yàn)鉆孔調(diào)查開挖直徑刀具直徑與數(shù)數(shù)量馬達(dá)刀具轉(zhuǎn)速速后續(xù)設(shè)備等循環(huán)、支護(hù)輔輔助工法、臨時(shí)設(shè)設(shè)計(jì)與鉆爆法比較較線路決定地質(zhì)調(diào)查當(dāng)?shù)貤l件TBM規(guī)格決定施工計(jì)劃經(jīng)濟(jì)分析實(shí)施計(jì)劃變更線路其他方法NoYesTBM工法研究流程程框圖α＜2擠出性——膨脹性圍巖2＜α＜4輕微擠出性——地壓大的圍巖4＜α＜10地壓大——有地壓的圍巖α＞10幾乎無地壓的圍巖二、工程地質(zhì)質(zhì)條件主要調(diào)查影響響TBM使用的地質(zhì)條條件。影響TBM選用的地質(zhì)因因素隧道地壓。是是否存在塑性性地壓？指標(biāo)：圍巖強(qiáng)強(qiáng)度比(軟巖)；圍巖抗剪強(qiáng)強(qiáng)度比(似砂土軟巖)圍巖強(qiáng)度比斷層破碎帶、、軟弱泥巖以以及蛇紋巖等等膨脹性巖層層掘進(jìn)困難涌水狀態(tài)。涌涌水范圍、大大小與壓力會會造成工作面面崩塌與承載載力低下，應(yīng)應(yīng)慎用。機(jī)械條件TBM不僅受地質(zhì)條條件約束，還還受到開挖直直徑、開挖機(jī)機(jī)構(gòu)的約束。。在硬巖中開挖挖大直徑隧道道很是困難。。日本實(shí)例的的最大直徑僅僅為5m左右。目前TBM多數(shù)是單軸回回轉(zhuǎn)式。若開開挖直徑越大大，刀頭內(nèi)周周與外周的周周差速越大，，將對刀頭產(chǎn)產(chǎn)生種種不良良影響。隨著開挖直徑徑的增大，需需要增大推力力，支撐靴也也要增大，將將導(dǎo)致運(yùn)輸困困難與承載力力問題。開挖長度TBM進(jìn)場需經(jīng)歷運(yùn)運(yùn)輸、組裝等等過程。根據(jù)據(jù)其直徑與型型式、運(yùn)輸途途徑、組裝基基地狀況等不不同，需準(zhǔn)備備1~2個(gè)月。TBM后續(xù)設(shè)備長100~200m，為正規(guī)地進(jìn)進(jìn)行掘進(jìn)也需需先筑一段長長200m左右的隧道。。隧道長度小于于1000m時(shí)，其運(yùn)行成成本急劇增大大。達(dá)3000m左右時(shí)的成本本大致是一定定的。國外在斷面10~30m2、長1000km以上的隧道開開挖，優(yōu)先考考慮采用TBM施工。最佳開挖長度度為3000km以上，短隧道道慎用。五.工程所在地的的道路設(shè)施TBM的運(yùn)輸與組裝裝要求注意工工程所在地的的基礎(chǔ)設(shè)施條條件。搬運(yùn)計(jì)計(jì)劃應(yīng)考慮道道路寬度、高高度與重量等等限制，根據(jù)據(jù)組裝條件充充分調(diào)查運(yùn)輸輸時(shí)的分割方方法(即最小分割尺尺寸與重量)。TBM一般在工廠試試組裝、試運(yùn)運(yùn)輸后分割。。分割重量約約為35t，斷面3.5×3.5m左右。TBM施工電耗較高高，約為同規(guī)規(guī)模其他工法法施工的雙車車道隧道的1.5倍，規(guī)劃時(shí)應(yīng)應(yīng)充分考慮。。TBM選用應(yīng)考慮的的條件工程規(guī)模：隧隧道形狀、長長度、直徑、、埋深、走向向；地質(zhì)情況：巖巖石類型與強(qiáng)強(qiáng)度、節(jié)理分分布與發(fā)育程程度、斷層、、暗河、溶洞洞、地下水分分布、已有地地表建筑、河河流等基礎(chǔ)設(shè)施：交交通運(yùn)輸能力力、水電來源源、進(jìn)出洞口口場地施工進(jìn)度與企企業(yè)能力(制造維修、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、施工管管理與習(xí)慣)掘進(jìn)機(jī)法施工工要點(diǎn)TBM施工管理措施施TBM工廠化施工是是一項(xiàng)管理系系統(tǒng)工程。施施工與設(shè)備管管理水平的提提高是其高效效率與高效益益的保證。在在一般地質(zhì)條條件下，國外外掘進(jìn)機(jī)凈掘掘進(jìn)時(shí)間在40～50％左右。提高設(shè)備完好好率，強(qiáng)調(diào)預(yù)預(yù)防性維修。。選擇合理掘進(jìn)進(jìn)系數(shù)，定時(shí)時(shí)檢查、更換換與調(diào)換刀具具配件儲備與供供應(yīng)定崗定責(zé)，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)報(bào)控制測量與施施工測量精度度電力專供洞口平縱面條條件、作業(yè)場場地、大型臨臨時(shí)工程等施施工準(zhǔn)備襯砌施工技術(shù)術(shù)要點(diǎn)襯砌結(jié)構(gòu)一般般是由臨時(shí)或或初期支護(hù)以以及二次襯砌砌組成。在隧隧道設(shè)計(jì)時(shí)，，就應(yīng)確定基基本支護(hù)形式式。引水隧道道大都采用護(hù)護(hù)盾式TBM進(jìn)行管片襯砌砌的結(jié)構(gòu)形式式；公、鐵隧隧道除進(jìn)行臨臨時(shí)支護(hù)外，，一般視地質(zhì)質(zhì)情況采用二二次噴射混凝凝土或二次模模注混凝土作作為永久襯砌砌。管片式襯砌護(hù)盾式TBM一般采用圓形形全周管片式式襯砌。該類類襯砌適合于于軟弱圍巖。。管片間應(yīng)安安裝止水條，，并在管片外外圓與洞壁間間隙間壓入豆豆石與注漿。。二次模筑混凝凝土襯砌開敞式掘進(jìn)機(jī)機(jī)一般隨開挖挖先施作臨時(shí)時(shí)支護(hù)，再進(jìn)進(jìn)行二次模注注混凝土襯砌砌。亦可采用用二次噴射混混凝土作為永永久襯砌，加加鋼筋網(wǎng)或鋼鋼纖維。國產(chǎn)首臺自主主知識產(chǎn)權(quán)敞敞開式TBM長沙下線直直徑8米達(dá)達(dá)到世界先進(jìn)進(jìn)水平一個(gè)多世紀(jì)以以來，其核心心技術(shù)長期被被國外壟斷，，甚至直到今今年10月前前，國內(nèi)的TBM還全部部依賴進(jìn)口。。國產(chǎn)首臺敞開開式TBM下下線現(xiàn)場國產(chǎn)首臺敞開開式TBM下下線現(xiàn)場淺埋暗挖法定義淺埋暗挖法是是在距離地表表較近的地下下進(jìn)行各種類類型地下洞室室暗挖施工的的一種方法。。在城鎮(zhèn)軟弱弱圍巖地層中中，在淺埋條條件下修建地地下工程，以以改造地質(zhì)條條件為前提，，以控制地表沉沉降為重點(diǎn)，以格柵（或或其他鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)）和噴錨作作為初期支護(hù)護(hù)手段，按照照十八字原則則進(jìn)行施工，，稱之為淺埋埋暗挖法。淺埋暗挖法是是在距離地表表較近的地下下進(jìn)行各種類類型地下洞室室暗挖施工的的一種方法。。繼1984年王夢恕院士士在軍都山隧隧道黃土段試試驗(yàn)成功的基基礎(chǔ)上，又于于1986年在具有開拓拓性、風(fēng)險(xiǎn)性性、復(fù)雜性的的北京復(fù)興門門地鐵折返線線工程中應(yīng)用用，在拆遷少少、不擾民、、不破壞環(huán)境境下獲得成功功。同時(shí)，結(jié)結(jié)合中國特點(diǎn)點(diǎn)及水文地質(zhì)質(zhì)系統(tǒng)，創(chuàng)造造了小導(dǎo)管超超前支護(hù)技術(shù)術(shù)、8字型網(wǎng)構(gòu)鋼拱拱架設(shè)計(jì)、制制造技術(shù)、正正臺階環(huán)形開開挖留核心土土施工技術(shù)和和變位進(jìn)行反反分析計(jì)算的的方法，提出出了“管超前前、嚴(yán)注漿、、短開挖、強(qiáng)強(qiáng)支護(hù)、快封封閉、勤量測測”18字方針，突出出時(shí)空效應(yīng)對對防塌的重要要作用，提出出在軟弱地層層快速施工的的理念。由此此形成了淺埋埋暗挖法，創(chuàng)創(chuàng)立了適用于于軟弱地層的的地下工程設(shè)設(shè)計(jì)、施工方方法?；驹頊\埋暗挖法沿沿用新奧法(NewAustrianTunnelingMethod)基本原理，初初次支護(hù)按承承擔(dān)全部基本本荷載設(shè)計(jì)，，二次模筑襯襯砌作為安全全儲備；初次次支護(hù)和二次次襯砌共同承承擔(dān)特殊荷載載。應(yīng)用淺埋埋暗挖法設(shè)計(jì)計(jì)、施工時(shí)，，同時(shí)采用多多種輔助工法法，超前支護(hù)護(hù)，改善加固固圍巖，調(diào)動(dòng)動(dòng)部分圍巖的的自承能力；；并采用不同同的開挖方法法及時(shí)支護(hù)、、封閉成環(huán)，，使其與圍巖巖共同作用形形成聯(lián)合支護(hù)護(hù)體系；在施施工過程中應(yīng)應(yīng)用監(jiān)控量測測、信息反饋饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不塌塌方、少沉降降、安全施工工等，并形成成多種綜合配配套技術(shù)優(yōu)點(diǎn)由于造價(jià)低、、拆遷少、靈靈活多變、無無須太多專用用設(shè)備及不干干擾地面交通通和周圍環(huán)境境等特點(diǎn)，淺淺埋暗挖法在在全國類似地地層和各種地地下工程中得得到廣泛應(yīng)用用。施工原則管超前、嚴(yán)注注漿、短開挖挖、強(qiáng)支護(hù)、、快封閉、勤勤量測管超前嚴(yán)注漿短開挖強(qiáng)支護(hù)快封閉勤測量施工步驟施工方法全斷面全斷面開挖法法施工操作比比較簡單，全全斷面一次鉆鉆孔，并進(jìn)行行裝藥連線，，再起一次爆爆破成型，同同時(shí)施作初期期支護(hù)，鋪設(shè)設(shè)防水隔離層層，進(jìn)行二次次筑模襯砌。。這種開挖的的優(yōu)點(diǎn)是全斷斷面開挖法有有較大的作業(yè)業(yè)空間，有利利于采用大型型配套機(jī)械化化作業(yè)，提高高施工速度，，且工序少，，便于施工組組織的管理。。缺點(diǎn)是由于于開挖面較大大，圍巖穩(wěn)定定性降低，且且每個(gè)循環(huán)工工作量較大;另外深孔爆破破引起的震動(dòng)動(dòng)較大，因此此要求進(jìn)行精精心的鉆爆設(shè)設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格格控制爆破作作業(yè)。臺階法臺階法施工就就是將結(jié)構(gòu)斷斷面分成兩個(gè)個(gè)或幾個(gè)部分分，分步開挖挖。根據(jù)地層層條件和機(jī)械械配套情況，，臺階法又可可分為正臺階階法、多臺階階法等。臺階階法開挖優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)很多，能較較早地使支護(hù)護(hù)閉合，有利利于控制其結(jié)結(jié)構(gòu)變形及由由此引起的地地面沉降。臺臺階法開挖的的優(yōu)點(diǎn)是靈活活多變，適用用性強(qiáng)，具有有足夠的作業(yè)業(yè)空間和較快快的施工速度度。缺點(diǎn)是