土木工程施工隧道施工PPT課件

1、7.1 7.1 隧道施工概述隧道施工概述第第7 7章章 隧道施工隧道施工7.1.1.7.1.1.隧道施工技術(shù)和管理需要解決問題（1 1）隧道施工技術(shù)主要研究的問題 各種隧道施工方法所需的技術(shù)方案和措施（如測量、掘進(jìn)、開挖出土、支護(hù)和襯砌）； 隧道穿越特殊地質(zhì)地段時（如膨脹土、黃土、溶洞、塌方、流沙、高地溫、巖爆、瓦斯地層等）的施工手段； 隧道施工過程中的通風(fēng)、防塵、防有害氣體及照明、風(fēng)水電作業(yè)的方式方法和對圍巖變化的量測監(jiān)控方法。（2）隧道施工組織主要研究的問題 解決施工組織設(shè)計（如施工方案的選擇、施工技術(shù)措施、場地布置、進(jìn)度控制、材料供應(yīng)、勞力及機(jī)具安排等）和施工中的技術(shù)管理、計劃管理、質(zhì)量

2、管理、經(jīng)濟(jì)關(guān)理、安全管理。第1頁/共23頁7.1 7.1 隧道施工概述隧道施工概述第第7 7章章 隧道施工隧道施工7.1.2.7.1.2.隧道施工方法的分類按地質(zhì)條件分：（1 1）山嶺隧道施工方法 礦山法（鉆爆法）傳統(tǒng)礦山法、新奧法 掘進(jìn)機(jī)法（2 2）淺埋及軟土隧道施工方法 明挖法、地下連續(xù)梁、蓋挖法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法（3 3）水底隧道施工方法 沉埋法、盾構(gòu)法第2頁/共23頁7.1 7.1 隧道施工概述隧道施工概述第第7 7章章 隧道施工隧道施工7.1.2.7.1.2.隧道施工方法的分類按作業(yè)方式分：明挖法 暗挖法 傳統(tǒng)礦山法新奧法鉆爆法掘進(jìn)機(jī)法盾構(gòu)法頂進(jìn)法基坑開挖法蓋挖法沉管法非鉆爆法逆筑

3、法順筑法第3頁/共23頁7.2 7.2 隧道施工典型工法隧道施工典型工法明挖施工明挖施工7.2.1 明挖施工 基坑開挖基坑支護(hù)方法（1）陸地段：n采用鉆孔灌注樁垂直支護(hù)加砼內(nèi)撐，止水采用水泥土攪拌樁帷幕。n采用SMW(Soil Mixing Wall, 勁性水泥土攪拌連續(xù)墻)工法垂直支護(hù)加鋼管內(nèi)撐。（2）湖底段：n采用放坡大開挖，n采用水泥土攪拌樁加旋轉(zhuǎn)土釘支護(hù)新技術(shù)等第第7 7章章 隧道施工隧道施工第4頁/共23頁7.2 7.2 隧道施工典型工法隧道施工典型工法明挖施工明挖施工7.2.1 明挖施工 基坑開挖實例第第7 7章章 隧道施工隧道施工n 南京玄武湖隧道、武漢東湖隧道為城市湖底隧道，均

4、采用淺埋明挖法施工東湖隧道施工第5頁/共23頁7.2 7.2 隧道施工典型工法隧道施工典型工法明挖施工明挖施工7.2.2 明挖施工 蓋挖施工n蓋挖法是先蓋后挖，即先以臨時路面或結(jié)構(gòu)頂板維持地面暢通再向下施工。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第6頁/共23頁7.2 7.2 隧道施工典型工法隧道施工典型工法明挖施工明挖施工7.2.2 明挖施工 蓋挖施工 優(yōu)點(diǎn)：n結(jié)構(gòu)的水平位移小，結(jié)構(gòu)板作為基坑開挖的支撐，節(jié)省了臨時支撐，縮短占道時間，減少地面干擾，受外界氣候影響小。 缺點(diǎn)n出土不方便，板墻柱施工接頭多需防水處理，結(jié)構(gòu)框架形成前中間立柱能夠支承上部荷載有限。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第7頁/共

5、23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法暗挖施工暗挖施工（1）基本作業(yè)內(nèi)容n掘進(jìn)、出渣、支護(hù)、襯砌（2）輔助作業(yè)內(nèi)容n施工通風(fēng)與防塵n施工排水與供水n供電與照明n壓縮空氣供應(yīng)第第7 7章章 隧道施工隧道施工隧道施工掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)教學(xué)片7.3.1 隧道施工基本內(nèi)容第8頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法暗挖施工暗挖施工7.3.2 暗挖施工 鉆爆法（1）傳統(tǒng)礦山法（Mine Tunnelling Method）指的是用開挖地下坑道的作業(yè)方式修建隧道的施工方法。 n施工時，將整個斷面分部開挖至設(shè)計輪廓，并隨之修筑襯砌。根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度，在需要時應(yīng)邊開挖邊支護(hù)。n

6、分部開挖時，斷面上最先開挖導(dǎo)坑，再由導(dǎo)坑向斷面設(shè)計輪廓進(jìn)行擴(kuò)大開挖。分部開挖主要是為了減少對圍巖的擾動，分部的大小和多少視地質(zhì)條件、隧道斷面尺寸、支護(hù)類型而定。n在堅實、整體的巖層中，對中、小斷面的隧道，可不分部而將全斷面一次開挖。如遇松軟、破碎地層，須分部開挖，并配合開挖及時設(shè)置臨時支撐，以防止土石坍塌。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第9頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法暗挖施暗挖施工工7.3.2 暗挖施工 鉆爆法（1）傳統(tǒng)礦山法（Mine Tunnelling Method）指的是用開挖地下坑道的作業(yè)方式修建隧道的施工方法。 n施工時，將整個斷面分部開挖至設(shè)計輪

7、廓，并隨之修筑襯砌。根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度，在需要時應(yīng)邊開挖邊支護(hù)。n分部開挖時，斷面上最先開挖導(dǎo)坑，再由導(dǎo)坑向斷面設(shè)計輪廓進(jìn)行擴(kuò)大開挖。分部開挖主要是為了減少對圍巖的擾動，分部的大小和多少視地質(zhì)條件、隧道斷面尺寸、支護(hù)類型而定。n在堅實、整體的巖層中，對中、小斷面的隧道，可不分部而將全斷面一次開挖。如遇松軟、破碎地層，須分部開挖，并配合開挖及時設(shè)置臨時支撐，以防止土石坍塌。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第10頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.2 暗挖施工 鉆爆法（2）新澳法（New Austrian Tunnelling Method） 新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論

8、，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)計施工的方法和原則。 n特點(diǎn)：是采用光面爆破；以錨噴作一次支護(hù)，必要時加鋼拱支架；根據(jù)圍巖地壓及變形實測數(shù)據(jù)，再合理進(jìn)行二次支護(hù)；對軟巖強(qiáng)調(diào)封底。 第第7 7章章 隧道施工隧道施工第11頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.2 暗挖施工 鉆爆法（2）新澳法（New Austrian Tunnelling Method）。 n新奧法原理： 充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間

9、約束作用，采用以錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時對圍巖進(jìn)行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控、測量來指導(dǎo)地下工程的設(shè)計與施工。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第12頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.2 暗挖施工 鉆爆法（2）新澳法（New Austrian Tunnelling Method） 新奧法施工的主要原則n充分保護(hù)圍巖，減少對圍巖的擾動。n充分發(fā)揮圍巖的自承能力。n盡快使支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合。n加強(qiáng)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。 第第7 7章章 隧道施工隧道施工“少擾動、早噴錨、快封閉、勤測量 ”隧道施工教學(xué)片第13頁/共23頁7.3

10、 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法（1） TBM掘進(jìn)機(jī)法（Tunnel Boring Machine） 隧道掘進(jìn)機(jī)施工法是用隧道掘進(jìn)機(jī)切削破巖，開鑿巖石隧道的施工方法。 與鉆爆法開挖隧道施工過程相比，掘進(jìn)機(jī)施工的過程是連續(xù)的，具有隧道工程“工廠化”的特點(diǎn)。n優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械化程度高，安全、勞動強(qiáng)度低，對地層擾動小，襯砌支護(hù)質(zhì)量好，通風(fēng)條件好等；n缺點(diǎn)：對地質(zhì)條件的依賴性大，設(shè)備的型號一旦確定，開挖斷面尺寸不可改變，一次性投資大等。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第14頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法（1）

11、掘進(jìn)機(jī)法 掘進(jìn)機(jī)切削破碎巖石機(jī)理 盤形刀沿巖石開挖面滾動，同時通過大刀盤均勻地在每個盤形刀上對巖面施加壓力，形成滾動擠壓切削而實現(xiàn)破巖。大刀盤每轉(zhuǎn)動一圈，將慣入巖面一定深度，在盤形刀刀刃與巖石接觸處，巖石被擠壓成粉末，從這個區(qū)域開始，裂縫向相鄰的切割槽擴(kuò)展，進(jìn)而形成片狀石渣。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第15頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法 不同地質(zhì)條件下掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方法各異p在巖石中開挖隧道的TBM俗稱掘進(jìn)機(jī)法 在穩(wěn)定性良好、中厚埋深、中高強(qiáng)度的巖層中掘進(jìn)長大隧道。這類掘進(jìn)機(jī)所面臨的基本問題是如何破巖，保持掘進(jìn)的高效率和工程順利。

12、 p在松軟地層中掘進(jìn)隧道的TBM盾構(gòu)法(Shield Method) 有限壓力地下水位以下基本均質(zhì)的軟弱地層中開挖有限長度的隧道。這類掘進(jìn)機(jī)所面臨的基本問題是空洞、開挖掌子面的穩(wěn)定、市區(qū)地表沉降等。 第第7 7章章 隧道施工隧道施工第16頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法p在巖石中開挖隧道的TBM俗稱掘進(jìn)機(jī)法 適用于山嶺隧道硬巖掘進(jìn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆爆法，在相同的條件下，其掘進(jìn)速度約為常規(guī)鉆爆法的410倍，最佳日進(jìn)尺可達(dá)150m；具有快速、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)、有利于環(huán)境保護(hù)和勞動力保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。特別是高效快速可使工程提前完工，提前創(chuàng)造價值。 p在

13、松軟地層中掘進(jìn)隧道的TBM盾構(gòu)法 適用于軟弱性圍巖施工的隧道掘進(jìn)機(jī)，是目前城市地鐵建設(shè)中速度快、質(zhì)量好、安全性能高的先進(jìn)技術(shù)。采用盾構(gòu)機(jī)施工的區(qū)間隧道，可以做到對土體弱擾動，不影響地面建筑物和交通，減少地上、地下的大量拆遷。第第7 7章章 隧道施工隧道施工第17頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法（2）盾構(gòu)法(Shield Method) 盾構(gòu)是一個既可支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒的前端設(shè)置有支撐和開挖土體的裝置，鋼第第7 7章章 隧道施工隧道施工 筒的中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂；鋼筒尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。

14、第18頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法（2）盾構(gòu)法(Shield Method) n泥水加壓盾構(gòu) 土壓平衡盾構(gòu)第第7 7章章 隧道施工隧道施工第19頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法（2）盾構(gòu)法(Shield Method) n盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離，就在盾尾支護(hù)下拼裝（或現(xiàn)澆）一環(huán)襯砌，并向襯砌外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防隧道及地面下沉。n盾構(gòu)推進(jìn)的反力由襯砌 環(huán)承擔(dān)。第第7 7章章 隧道施工隧道施工盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部盾構(gòu)施工示意第20頁/共23頁7.3 7.3 隧道施工典型工法隧道施工典型工法7.3.3 暗挖施工 非鉆爆法（2）盾構(gòu)法(Shield Method) 盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn)n可在盾構(gòu)支護(hù)下安全地開挖、襯砌；n掘進(jìn)速度快。盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌均機(jī)械化施工，勞動強(qiáng)度低；n施工時不影響地面交通與設(shè)施，穿越河道時不影響通航；n施工中不受季節(jié)，風(fēng)雨等氣候條件影響；n施工中沒有噪聲和振動，對周圍環(huán)境沒有干擾；n在松軟含水土層中修建埋深較大的長隧