隧道新奧法施工技術(shù)方法培訓(xùn)

1、隧道工程隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算模型隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程隧道結(jié)構(gòu)體系隧道開(kāi)挖后的圍巖變化隧道信息化設(shè)計(jì)與施工需要認(rèn)識(shí)的主要問(wèn)題支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本要求支護(hù)結(jié)構(gòu)類型的選擇與設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型荷載結(jié)構(gòu)模型巖體力學(xué)模型復(fù)合整體模型力學(xué)計(jì)算，求出截面內(nèi)力(彎矩和剪力)初步擬定斷面的幾何尺寸(按工程類比法)確定作用在結(jié)構(gòu)上的荷載檢算截面承載力隧道開(kāi)挖后的圍巖變化隧道開(kāi)挖后的圍巖變化隧道開(kāi)挖圍巖應(yīng)力重分布圍巖產(chǎn)生位移、松弛圍巖薄弱處局部破壞隧道坍塌地層圍巖第一階段第二階段第三階段第四階段設(shè)置支護(hù)約束、控制圍巖變形初始應(yīng)力場(chǎng)（一次）二次應(yīng)力狀態(tài)圍巖長(zhǎng)期

2、穩(wěn)定位移不侵入限界改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)三次應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定的洞室結(jié)構(gòu)理論上不設(shè)支護(hù)穩(wěn)定后圍巖不穩(wěn)定力學(xué)過(guò)程與時(shí)間及施工有關(guān)自然塌落拱圍巖壓力松動(dòng)壓力形變壓力主要內(nèi)容：新奧法隧道施工隱蔽性大隧道工程施工的特點(diǎn)作業(yè)空間有限，工作面少作業(yè)的循環(huán)性強(qiáng)作業(yè)的綜合性施工始終與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)有關(guān)地處偏遠(yuǎn)，交通不便施工不受氣候影響施工環(huán)境惡劣，風(fēng)險(xiǎn)性大施工是動(dòng)態(tài)的施工方法分類山嶺隧道施工方法礦山法(鉆爆法)掘進(jìn)機(jī)法傳統(tǒng)礦山法新奧法工程重要性施工條件：技術(shù)水平 動(dòng)力、材料、機(jī)械圍巖條件隧道斷面積隧道埋深 工期、投資與效益環(huán)境條件及對(duì)環(huán)境的要求施工單位習(xí)慣做法選擇施工方法考慮的因素通用施工機(jī)械礦山法因最早應(yīng)用于礦石

3、開(kāi)采而得名，由于在這種方法中，多數(shù)情況下都需要采用鉆眼爆破進(jìn)行開(kāi)挖，故又稱為鉆爆法。有時(shí)候?yàn)榱藦?qiáng)調(diào)新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別，而將新奧法從礦山法中分出另立系統(tǒng)。 選擇施工方法考慮的因素隧道施工過(guò)程和方法是多種多樣的，經(jīng)常采用的礦山法中大致有全斷面法、臺(tái)階法和分部開(kāi)挖法三大類。在當(dāng)前的施工實(shí)踐中，采用最多的方法是臺(tái)階法，其次是全斷面法。在大斷面隧道中，單側(cè)壁導(dǎo)坑(中隔壁法)和雙側(cè)壁導(dǎo)坑(眼鏡法)采用較多。 常用方法說(shuō)明：(1) 充分保護(hù)和愛(ài)護(hù)圍巖(2) 應(yīng)容許圍巖有可控制的變形(3)變形控制主要是通過(guò)支護(hù)阻力(即各種支護(hù)結(jié)構(gòu))的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)(4)施工中實(shí)地監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)提出可靠、足夠的量測(cè)信息(5)支

4、護(hù)應(yīng)能大面積的、牢固的與圍巖緊密接觸、能及時(shí)施設(shè)和應(yīng)變能力強(qiáng)的支護(hù)手段(6)施工過(guò)程是圍巖力學(xué)狀態(tài)不斷變化的過(guò)程(7)隧道斷面能在較短時(shí)間內(nèi)閉合極為重要(8)建立設(shè)計(jì)施工檢驗(yàn)地質(zhì)預(yù)報(bào)量測(cè)反饋修正設(shè)計(jì)的一體化系統(tǒng)施工應(yīng)遵循的原則施工原則精要少擾動(dòng)開(kāi)挖時(shí)盡量減少擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍及擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間。早支護(hù)開(kāi)挖后及時(shí)施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖變形受控。勤量測(cè)以直觀、可靠的量測(cè)方法和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖及支護(hù)的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，以及時(shí)調(diào)整支護(hù)及開(kāi)挖方法。緊封閉（1）采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免因圍巖長(zhǎng)時(shí)間暴露導(dǎo)致強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低；（2）適時(shí)對(duì)圍巖封閉支護(hù)。隧道施工技術(shù)的發(fā)展加強(qiáng)施工階段

5、地質(zhì)判釋技術(shù)，完善判釋方法和手段隧道施工方法的標(biāo)準(zhǔn)化、模式化 提高單一工作面的掘進(jìn)速度，減少輔助工程數(shù)量，控制超欠挖加強(qiáng)環(huán)境意識(shí)，改善地下作業(yè)環(huán)境，減少對(duì)周邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)物的影響重視工程質(zhì)量，加強(qiáng)施工階段質(zhì)量檢測(cè)，以減輕隧道運(yùn)營(yíng)后的維修養(yǎng)護(hù)工作量加強(qiáng)施工中的災(zāi)害預(yù)測(cè)、預(yù)防與控制不斷提高施工管理水平，從多種角度降低工程成本，提高地下工程可持續(xù)發(fā)展的效應(yīng)，使之適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求加強(qiáng)應(yīng)用施工新技術(shù)的研究新奧法的基本概念新奧法隧道超欠挖與塌方新奧法監(jiān)控量測(cè)與信息反饋施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法的開(kāi)挖方法及工序新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工圍巖變形控制新奧法主要內(nèi)容：新奧法一、新奧法的基本

6、概念1.新奧法的由來(lái)及概念（1）由來(lái) 全稱為新奧地利的施工方法，New Austrain Tunneling Method(NATM)（2）產(chǎn)生背景錨桿在20世紀(jì)出現(xiàn)噴射混凝土在1940年末研制成功巖石力學(xué)的理論發(fā)展為新奧法提供了科學(xué)依據(jù)（3）新奧法的概念 用薄層支護(hù)手段保持圍巖強(qiáng)度、控制圍巖變形，以發(fā)揮圍巖自承載能力，并通過(guò)施工監(jiān)控量測(cè)指導(dǎo)隧道的設(shè)計(jì)與施工。（4）三大要素控制爆破噴錨支護(hù)監(jiān)控量測(cè)（5）三項(xiàng)作業(yè)開(kāi)挖初次支護(hù)二次支護(hù)新奧法一、新奧法的基本概念2.新奧法原理要點(diǎn)（1）承載體系：支護(hù)圍巖（2）少擾動(dòng)圍巖（3）既允許又限制圍巖變形（4）復(fù)合式襯砌（初襯二襯）（5）初期支護(hù)應(yīng)盡量做成柔性

7、（6）二襯盡可能結(jié)構(gòu)圓順、剛度大、整體性好（7）進(jìn)行有效的監(jiān)控量測(cè)（8）通過(guò)“排堵措施“解決襯砌滲水新奧法一、新奧法的基本概念3.新奧法施工工序施工準(zhǔn)備確定施工方案開(kāi)挖初期支護(hù)監(jiān)控量測(cè)是否符合管理標(biāo)準(zhǔn)防水隔離層二次支護(hù)竣工修改支護(hù)參數(shù)修改開(kāi)挖方法和順序修改施工方案是否必要時(shí)預(yù)支護(hù)以改良地層新奧法的基本概念新奧法隧道超欠挖與塌方新奧法監(jiān)控量測(cè)與信息反饋施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法的開(kāi)挖方法及工序新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工圍巖變形控制新奧法主要內(nèi)容：新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（一）橫斷面開(kāi)挖方法全斷面開(kāi)挖法臺(tái)階法 包括：(1) 長(zhǎng)臺(tái)階法 (2) 短臺(tái)階法 (3) 超短臺(tái)階

8、法分部開(kāi)挖法 (1) 環(huán)形開(kāi)挖留核心土法 (臺(tái)階分部開(kāi)挖法) (2) 單側(cè)壁導(dǎo)坑法 (3) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法) (4) 中洞法 (5) 中隔壁法CD法 (6) 交叉中隔壁法CRD法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（二）全斷面開(kāi)挖方法1.概念全斷面開(kāi)挖法是按設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面一次爆破成型全斷面施工方法(單位：m)1201501表示方法：橫斷面工序圖、縱斷面工序展開(kāi)圖 習(xí)慣標(biāo)注方法： 阿拉伯字1、2、3.表示挖掘; 羅馬字、.表示支護(hù)；新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（二）全斷面開(kāi)挖方法2.施工順序（1）鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥、聯(lián)接導(dǎo)火線；（2）臺(tái)車退出、引爆炸藥，開(kāi)挖出整個(gè)隧道斷面；（3）排除危石（俗

9、稱“找頂”）；（4）噴射拱圈混凝土，必要時(shí)安設(shè)拱部錨桿；（5）裝碴機(jī)將石碴裝入運(yùn)輸車輛，運(yùn)出洞外；（6）噴射邊墻混凝土，必要時(shí)安設(shè)邊墻錨桿；（7）根據(jù)需要可噴射第2層混凝土和隧道底部混凝土；（8）量測(cè)、判斷圍巖和初期支護(hù)的變形，為支護(hù)參數(shù)修改提供依據(jù)；（9）開(kāi)始下一輪循環(huán)。 量測(cè) 臺(tái)車就位 鉆眼裝藥、放炮 找頂 出碴錨噴通風(fēng)新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（二）全斷面開(kāi)挖方法3.適應(yīng)條件4.施工特點(diǎn)工序少、干擾少，便于施工組織管理；開(kāi)挖面大，便于機(jī)械化作業(yè)，爆破效果好（深眼爆破），進(jìn)度快；開(kāi)挖一次成形，減少了爆破次數(shù)，對(duì)圍巖擾動(dòng)少；地質(zhì)適用范圍較窄，要求地質(zhì)條件較好，否則當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化時(shí)改變施

10、工方法不易級(jí)圍巖大型施工機(jī)具（鉆孔臺(tái)車：四臂、二臂等）經(jīng)濟(jì)性考慮：開(kāi)挖距離越長(zhǎng)越經(jīng)濟(jì)新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（二）全斷面開(kāi)挖方法5.機(jī)械化施工的三條主要作業(yè)線作業(yè)線采用的大型機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖作業(yè)線鉆孔臺(tái)車、裝藥臺(tái)車、裝載機(jī)配合自卸汽車（無(wú)軌）、裝渣機(jī)配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車（有軌）噴錨作業(yè)線混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、噴錨作業(yè)平臺(tái)、進(jìn)料運(yùn)輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備模筑襯砌作業(yè)線混凝土拌和作業(yè)廠、混凝土輸送車及輸送泵、施作防水層作業(yè)平臺(tái)、襯砌鋼模臺(tái)車新奧法鑿巖臺(tái)車作業(yè)以鑿巖臺(tái)車為龍頭的單線隧道快速施工機(jī)械化作業(yè)線機(jī)械化出渣作業(yè)線機(jī)械化襯砌作業(yè)線新奧法機(jī)械化出渣作業(yè)線機(jī)械化襯砌作業(yè)線四臂鑿巖臺(tái)

11、車作業(yè)新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（二）全斷面開(kāi)挖方法全斷面開(kāi)挖工作面設(shè)備布置開(kāi)挖噴錨模筑襯砌新奧法全斷面開(kāi)挖新奧法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法1.特點(diǎn)將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分-分別開(kāi)挖目前適用性最廣的施工方法隨臺(tái)階長(zhǎng)度的調(diào)整，幾乎可用于所有地層是主導(dǎo)方法3種： 長(zhǎng)臺(tái)階法 短臺(tái)階法 超短臺(tái)階法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法公路隧道臺(tái)階開(kāi)挖方法上半斷面炮眼布置新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法臺(tái)階開(kāi)挖方法臺(tái)階法上導(dǎo)坑先貫通新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法新奧

12、法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法2.選擇條件（1）初期支護(hù)形成閉合環(huán)的時(shí)間要求：圍巖越差，閉合時(shí)間要求越短，則臺(tái)階必須縮短（2）施工機(jī)械效率：效率高，則可以縮短支護(hù)閉合時(shí)間， 臺(tái)階可延長(zhǎng) 這2個(gè)條件反映一個(gè)原則：即希望初期支護(hù)盡快閉合 軟弱圍巖以第1條件為主 圍巖較好時(shí)以第2條為主為什么？答：發(fā)揮機(jī)械效率，保證施工經(jīng)濟(jì)性新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法3.長(zhǎng)臺(tái)階法臺(tái)階長(zhǎng)度：L5B，B為洞室的寬度。 甚至可以上臺(tái)階先貫通，即為“半斷面法”。 特點(diǎn)：進(jìn)度快，僅次于全斷

13、面法。 適用于：級(jí)圍巖。作業(yè)順序： (1)開(kāi)挖上半斷面：鉆眼裝藥爆破錨噴推石碴到下半斷面 (2)開(kāi)挖下半斷面：將推下的石碴運(yùn)出鉆眼爆破出碴邊墻錨噴 (3)整個(gè)斷面完成新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法4.短臺(tái)階法臺(tái)階縮短：（11.5）B L5B, 特點(diǎn)： 支護(hù)閉合時(shí)間加快，圍巖穩(wěn)定性增加； 臺(tái)階縮短加大了對(duì)下臺(tái)階施工的干擾。 適用于：、級(jí)圍巖新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法4.短臺(tái)階法答：上臺(tái)階存碴面積減小，往下臺(tái)階推碴次數(shù)增多。 解決辦法：增加平行作業(yè)的時(shí)間，有利于加快進(jìn)度 皮帶運(yùn)輸機(jī) 過(guò)渡坡道 、鋼結(jié)構(gòu)跳板(仰拱先做) 、石碴坡道(仰拱后做)見(jiàn)圖 問(wèn)題：

14、臺(tái)階縮短對(duì)施工進(jìn)度有何不利？新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法4.短臺(tái)階法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（三）臺(tái)階開(kāi)挖方法5.超短臺(tái)階法上臺(tái)階長(zhǎng)度僅為35m。 特點(diǎn)：更有利于控制圍巖變形，但上下臺(tái)階相隔太近，施工干擾大。 適用于：軟弱破碎圍巖(、級(jí)圍巖) 下半斷面開(kāi)挖應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后才能進(jìn)行； 開(kāi)挖后要及時(shí)噴砼，暴露時(shí)間愈長(zhǎng)愈不安全； 量測(cè)要及時(shí)，當(dāng)位移速度加快時(shí)，應(yīng)立即采取措施。短臺(tái)階施工注意： 答：反臺(tái)階法：速度快、不安全、淘汰問(wèn)題：能否下臺(tái)階先進(jìn)？ 新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法大斷面化小部分按順序開(kāi)挖新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（

15、四）分部開(kāi)挖方法1.環(huán)形開(kāi)挖留核心土法特點(diǎn)： 留核心土支頂工作面，穩(wěn)定性優(yōu)于超短臺(tái)階法 進(jìn)度慢、分塊多、不利通風(fēng) 適用于：土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖；小型施工機(jī)具 (1) 環(huán)形開(kāi)挖留核心土法 (臺(tái)階分部開(kāi)挖法)(2) 單側(cè)壁導(dǎo)坑法 (3) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法)(4) 中洞法(5) 中隔壁法CD法(6) 交叉中隔壁法CRD法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法1.環(huán)形開(kāi)挖留核心土法三維圖新奧法新奧法核心土工字鋼臨時(shí)工作平臺(tái)新奧法三臺(tái)階七步開(kāi)挖法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法2.單側(cè)壁導(dǎo)坑法特點(diǎn)： 洞室開(kāi)挖跨度減小，有利于圍巖穩(wěn)定； 導(dǎo)坑要閉合，增加了材料用量； 進(jìn)

16、度慢。 適用：斷面跨度大，對(duì)地表沉陷有控制要求的軟弱底層新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法3.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法特點(diǎn)： 雙導(dǎo)坑，使洞室最大開(kāi)挖跨度更小，穩(wěn)定性增加； 耗材增加； 進(jìn)度慢。 適用：對(duì)地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法3.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法1.雙側(cè)導(dǎo)坑的開(kāi)挖是對(duì)開(kāi)還是錯(cuò)開(kāi)？為什么？ 答：應(yīng)錯(cuò)開(kāi)挖，間距710m。 避免在同一斷面上同時(shí)開(kāi)挖的總跨度過(guò)大。 2.導(dǎo)坑尺寸如何確定？ 答：應(yīng)滿足施工要求，但寬度不宜超過(guò)斷面最大跨度的1/3。問(wèn)題：新奧法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法新奧法運(yùn)用“雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”修建國(guó)內(nèi)第一大跨雙連拱的公路隧道最大開(kāi)挖跨度32.

17、6米的京珠高速公路五龍嶺隧道國(guó)內(nèi)第一座海底儲(chǔ)氣工程汕頭LPG工程新奧法大跨隧道軟弱圍巖施工新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法4.中洞法特點(diǎn)：先開(kāi)挖中間巖土體，施作中墻混凝土，后開(kāi)挖兩側(cè)適用于：雙連拱隧道新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法4.中洞法中洞法開(kāi)挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開(kāi)挖寬度應(yīng)大于5m中洞開(kāi)挖長(zhǎng)度取決于隧道長(zhǎng)度、寬度及地質(zhì)條件，一般為5080m中洞開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)施作初期支護(hù)，在分段澆筑中墻混凝土中墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模，并進(jìn)行臨時(shí)橫向支撐施工要求：新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法5.中隔壁法CD法Center Diaphragm沿

18、一側(cè)自上而下分2部或3部進(jìn)行每開(kāi)挖一部及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁底部設(shè)臨時(shí)仰拱中隔壁墻依次分部連接開(kāi)挖中隔壁墻的另一側(cè)，步驟同上特點(diǎn)：適用于：級(jí)圍巖的淺埋雙線隧道新奧法5.中隔壁法三維圖新奧法新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法5.中隔壁法CD法Center Diaphragm各部開(kāi)挖時(shí)，周邊輪廓盡量圓順，減小應(yīng)力集中各部底部高程應(yīng)與鋼架接頭一致每部開(kāi)挖高度約為3.5m后一側(cè)開(kāi)挖應(yīng)全斷面及時(shí)封閉左右兩側(cè)縱向間距一般為30-50m中隔壁應(yīng)為弧形或圓弧形施工要求：新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法6.交叉中隔壁法CRD法Center Cross Diaph

19、ragm沿一側(cè)自上而下分2部或3部進(jìn)行每開(kāi)挖一部及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁底部設(shè)臨時(shí)仰拱完成12部后即開(kāi)始另一側(cè)12部的開(kāi)挖及臨時(shí)支護(hù)形成左右兩側(cè)開(kāi)挖及支護(hù)相互交叉的情形特點(diǎn)：適用于：級(jí)圍巖的淺埋雙線隧道新奧法二、新奧法的開(kāi)挖方法及工序（四）分部開(kāi)挖方法CD與CRD之比較CD法CRD法新奧法6.交叉中隔壁法三維圖新奧法CRD工法施工技術(shù)新奧法大跨度地下結(jié)構(gòu)地鐵車站新奧法大跨度地下結(jié)構(gòu)地鐵車站新奧法北京地鐵西單站新奧法交叉與拓展大空間開(kāi)挖步驟新奧法交叉與拓展大空間開(kāi)挖步驟新奧法實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)斷面大小和形狀確定開(kāi)挖方法工程實(shí)例：工程所在位置北京地鐵5號(hào)線下穿地鐵2號(hào)線車站1255規(guī)劃

20、圖新奧法工程實(shí)例：平面圖新奧法工程實(shí)例：縱剖面圖圖新奧法縱剖面圖圖新奧法橫斷面工程實(shí)例：2號(hào)線隧道東西走向 5號(hào)線隧道南北走向新奧法分部開(kāi)挖工序：分四個(gè)斷面開(kāi)挖，每一個(gè)斷面又按臺(tái)階法開(kāi)挖新奧法分部開(kāi)挖工序頂部（未進(jìn)入既有線時(shí)）、邊墻及掌子面小導(dǎo)管注漿：周邊小導(dǎo)管32mm、t=3.25mm、L=3m環(huán)向間距300mm，縱向間距1m，外插角7；掌子面小導(dǎo)管32mm、t=3.25mm、L=3m，縱向間距2m； 目的是對(duì)隧道周邊和掌子面土體進(jìn)行加固，提高土體承載能力，減少因施工引起的各種沉降或變形值，超前加固是本工程控制沉降的關(guān)鍵。臺(tái)階法開(kāi)挖洞室；施做初襯、中隔板、中隔壁；設(shè)置鎖腳錨管，增加臨時(shí)中隔壁

21、周邊超前小導(dǎo)管注漿。（本步沉降控制在5mm） 7分部開(kāi)挖工序臺(tái)階法開(kāi)挖洞室, 和洞室開(kāi)挖步距保持在35m，施做初期支護(hù)及中隔板；設(shè)置鎖腳錨管，增加臨時(shí)中隔壁周邊超前小導(dǎo)管注漿。（本步沉降累計(jì)控制在10mm） 臺(tái)階法開(kāi)挖洞室,施做初期支護(hù)及中隔板;（本步沉降累計(jì)控制在10.5mm） 分部開(kāi)挖工序臺(tái)階法開(kāi)挖洞室, 和洞室開(kāi)挖步距保持在35m，施做初期支護(hù)；（本步沉降累計(jì)控制在11.8mm） 分段（6m一段）拆除右側(cè)中隔板、中隔壁，澆筑二襯；（本步沉降累計(jì)控制在13.3mm） 分部開(kāi)挖工序在隧道右側(cè)架設(shè)臨時(shí)鋼支撐后，分段（6m一段）拆除右側(cè)中隔板、中隔壁；（本步沉降累計(jì)控制在14.8mm） 敷設(shè)左側(cè)

22、防水層，澆筑二襯； 拆除臨時(shí)鋼支撐（本步沉降累計(jì)控制在15mm） 新奧法的基本概念新奧法隧道超欠挖與塌方新奧法監(jiān)控量測(cè)與信息反饋施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法的開(kāi)挖方法及工序新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工圍巖變形控制新奧法主要內(nèi)容：三、施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法1.洞室開(kāi)挖后的力學(xué)狀態(tài)（1）三種應(yīng)力狀態(tài)初始應(yīng)力狀態(tài)（原巖）二次應(yīng)力狀態(tài)（開(kāi)挖后）三次應(yīng)力狀態(tài)（支護(hù)后）（2）基本假定圍巖為均質(zhì)、各向同性、連續(xù)只考慮自重應(yīng)力場(chǎng)隧道形狀以規(guī)則的圓形為主無(wú)限體中的孔洞問(wèn)題（3）洞室開(kāi)挖后的應(yīng)力狀態(tài)彈性應(yīng)力狀態(tài)：圍巖強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好塑性應(yīng)力狀態(tài)：圍巖屈服、塑性區(qū)有一定的承載力rr徑向應(yīng)

23、力切向應(yīng)力2.圍巖穩(wěn)定性判據(jù)（1）巖體強(qiáng)度判據(jù)洞室周邊圍巖應(yīng)力巖體強(qiáng)度極限 二次強(qiáng)度極限 （2）圍巖變形判據(jù)：uu三、施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法3.圍巖特征曲線與支護(hù)曲線（1）圍巖特征曲線（2）支護(hù)特征曲線三、施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法3.圍巖特征曲線與支護(hù)曲線（3）圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài)的建立新奧法的基本概念新奧法隧道超欠挖與塌方新奧法監(jiān)控量測(cè)與信息反饋施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法的開(kāi)挖方法及工序新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工圍巖變形控制新奧法主要內(nèi)容：新奧法四、隧道施工圍巖變形控制一、基本原理1.拱部效應(yīng)：開(kāi)挖面前方圍巖的應(yīng)力狀態(tài)處于彈性范圍內(nèi)時(shí)，開(kāi)挖面輪 廓線

24、附近產(chǎn)生彈性變形 此時(shí)開(kāi)挖面處于穩(wěn)定狀態(tài)。新奧法四、隧道施工圍巖變形控制一、基本原理2.轉(zhuǎn)移拱部效應(yīng)：開(kāi)挖后圍巖處于彈塑性狀態(tài)，開(kāi)挖輪廓四周及開(kāi)挖面將向隧道內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，“拱部效應(yīng)”從開(kāi)挖輪廓周圍外移到地層中。此轉(zhuǎn)移只能通過(guò)足夠的支護(hù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)和控制。3.無(wú)拱部效應(yīng)：開(kāi)挖后圍巖產(chǎn)生破壞滑移的應(yīng)力狀態(tài)，圍巖大變形隨之產(chǎn)生，圍巖極不穩(wěn)定，“拱部效應(yīng)”難以形成，易坍塌。此時(shí)必須采取支護(hù)措施協(xié)助圍巖形成，“拱部效應(yīng)” 。塑性變形新奧法隧道“拱部效應(yīng)”的形成及其位置取決于開(kāi)挖后的圍巖變形特征及其大小四、隧道施工圍巖變形控制一、基本原理拱部效應(yīng)轉(zhuǎn)移拱部效應(yīng)無(wú)移拱部效應(yīng)新奧法四、隧道施工圍巖變形控制一、基

25、本原理隧道開(kāi)挖擾動(dòng)后，周邊及前方圍巖產(chǎn)生的變形：三維特征掌子面圍巖擠壓變形掌子面前方圍巖預(yù)收斂變形開(kāi)挖后洞室圍巖收斂變形掌子面破壞形式：圍巖脫落巖層分離掌子面滑動(dòng)取決于前方圍巖的預(yù)收斂新奧法四、隧道施工圍巖變形控制一、基本原理變形反應(yīng)從掌子面前方逐漸向隧道后方發(fā)展：預(yù)收斂、擠壓、收斂收斂變形是應(yīng)力應(yīng)變過(guò)程的最后階段可通過(guò)控制超前圍巖的變形來(lái)控制隧道總變形。措施：預(yù)加固手段增加前方圍巖的強(qiáng)度新奧法四、隧道施工圍巖變形控制一、基本原理新奧法四、隧道施工圍巖變形控制二、施工要點(diǎn)兩個(gè)階段：設(shè)計(jì)階段完成地質(zhì)勘察、診斷及處理措施 施工階段施工作業(yè)、監(jiān)控量測(cè)調(diào)整優(yōu)化1.設(shè)計(jì)階段（1）地質(zhì)巖性勘測(cè)依據(jù)獲取的信

26、息，將隧道各地段圍巖進(jìn)行分級(jí)（A、B、C三級(jí)24個(gè)亞級(jí)）每一分級(jí)圍巖具有相似的地質(zhì)及力學(xué)特征（2）開(kāi)挖過(guò)程圍巖變形行為預(yù)測(cè)（診斷）預(yù)測(cè)各不同圍巖級(jí)別在開(kāi)挖過(guò)程中的變形行為（3）確定開(kāi)挖方法及支護(hù)措施（處治）盡量采用全斷面開(kāi)挖采取必要的預(yù)加固、預(yù)支護(hù)及初期支護(hù)措施以減小變形、防止塌方施作鋼筋混凝土二襯，盡快澆筑仰拱新奧法四、隧道施工圍巖變形控制二、施工要點(diǎn)新奧法四、隧道施工圍巖變形控制二、施工要點(diǎn)采取的措施新奧法四、隧道施工圍巖變形控制二、施工要點(diǎn)（1）施工作業(yè)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察及附加測(cè)試確定設(shè)計(jì)文件的有效性及可行性對(duì)細(xì)部設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)按施工方案認(rèn)真作業(yè)控制圍巖變形（2）監(jiān)控量測(cè)在開(kāi)挖面前方、上方及后方

27、安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)圍巖變形與施工同步進(jìn)行（3）修正及調(diào)整根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析和解釋決定是否繼續(xù)施工修正設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整施工措施1.施工階段新奧法的基本概念新奧法隧道超欠挖與塌方新奧法監(jiān)控量測(cè)與信息反饋施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法的開(kāi)挖方法及工序新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工圍巖變形控制新奧法主要內(nèi)容：五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法1.噴射混凝土（一）初期支護(hù)主要采用錨噴支護(hù)（1）噴射混凝土的特點(diǎn) 充填裂隙加固圍巖 封閉圍巖壁面防止風(fēng)化 噴射混凝土與圍巖組成共同承載體系（2）噴射混凝土的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：柔性支護(hù) 支護(hù)及時(shí) 不用模板、拱架 施工工藝簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：回彈量大、止水性弱（3）噴射混凝土的噴射方

28、式 1）干噴2）濕噴3）潮噴五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法1.噴射混凝土（一）初期支護(hù)1）干噴 干噴是將砂、石、水泥按一定比例干拌均勻投入噴射機(jī)，同時(shí)加入速凝劑，用高壓空氣將混合料送到噴頭，最后與高壓水混合后以高速噴射到巖面上。（3）噴射混凝土的噴射方式 2）濕噴 用濕噴機(jī)壓送拌和好的混凝土，在噴頭處添加液態(tài)速凝劑，再噴到巖壁上。干噴濕噴五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法1.噴射混凝土（一）初期支護(hù)（3）噴射混凝土的噴射方式 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法1.噴射混凝土（一）初期支護(hù)3）潮噴 潮噴是將砂、石料預(yù)加水，使其浸潤(rùn)成潮濕狀，再加水泥攪拌均勻，從而降低上料和噴射時(shí)的粉塵，其工藝流程同干噴。 （3）噴射

29、混凝土的噴射方式 （4）噴射混凝土的材料及其組成 1）噴射混凝土的材料水泥 噴射混凝土對(duì)所采用水泥基本要求：摻入速凝劑后凝結(jié)快、保水性好、早期強(qiáng)度增加快、收縮小。優(yōu)先采用325號(hào)以上的普通硅酸鹽水泥。砂子 石子 速凝劑 一般為水泥質(zhì)量的2%4%（噴拱部時(shí)可用3%4%，噴邊墻時(shí)可用2%3%） 水泥漿初凝應(yīng)不大于5min，終凝應(yīng)不大于10min。五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法（一）初期支護(hù)2）噴射混凝土的配合比和水灰比 質(zhì)量比水泥：中砂或中粗砂：石子 邊墻采用1:(22.5):(22.5) 拱部采用1:2:(1.52.0) 水灰比 ：一般為0.40.5 1.噴射混凝土（4）噴射混凝土的材料及其組成 （

30、5）噴射混凝土的機(jī)械(具)設(shè)備 噴射作業(yè)的機(jī)械(具)設(shè)備主要包括：混凝土噴射機(jī)、上料機(jī)、攪拌機(jī)、機(jī)械手、混凝土運(yùn)送攪拌車、混凝土噴射三聯(lián)機(jī)等。 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法1.噴射混凝土（一）初期支護(hù)（5） 噴射混凝土的機(jī)械(具)設(shè)備 （1）雙罐式混凝土噴射機(jī) （2）轉(zhuǎn)體式混凝土噴射機(jī) 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法1.噴射混凝土（一）初期支護(hù)（5） 噴射混凝土的機(jī)械(具)設(shè)備 （3）轉(zhuǎn)體式混凝土噴射機(jī) (4) 轉(zhuǎn)盤式混凝土噴射機(jī) 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法2.噴射混凝土的施工工藝（一）初期支護(hù)（1）噴射混凝土的施工準(zhǔn)備 材料、機(jī)械(具)的準(zhǔn)備 施噴場(chǎng)地準(zhǔn)備 （2）施噴作業(yè)（指干式噴射）1）風(fēng)、水壓

31、 風(fēng)壓：風(fēng)源風(fēng)壓應(yīng)穩(wěn)定在 0.40.65MPa。水壓：規(guī)定噴射作業(yè)區(qū)的系統(tǒng)水壓應(yīng) 大于0.4MPa。 2）噴嘴與受噴巖面之間的距離和角度 距離：噴嘴與受噴巖面之間的距離以0.81.2m為宜角度：垂直向剛噴射過(guò)的混凝土部位傾斜不大于10 3）一次噴射厚度及各噴層之間間隔時(shí)間 厚度：根據(jù)噴射效率、回彈損失等因素確定間隔時(shí)間：當(dāng)采用(紅星型)速凝劑時(shí)可在510min以后進(jìn)行下一次噴射 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法2.噴射混凝土的施工工藝（一）初期支護(hù)（3）堵管問(wèn)題的處理 原因： 粗集料過(guò)大(粒徑大于25cm以上) 水泥硬塊或其它雜物 混合料(主要是砂)濕度過(guò)大(大于6%) 風(fēng)壓偏低 另外若司機(jī)操作不對(duì)

32、 混合料未吹完就停風(fēng) 誤開(kāi)放氣閥而停風(fēng)處理： 噴射機(jī)司機(jī)應(yīng)立即關(guān)閉馬達(dá)，隨后關(guān)閉風(fēng)源。 噴射手將軟管拉直，然后用手錘敲擊以尋找堵管處。 找到堵管部位后，可將風(fēng)壓升到0.30.4Mpa(不超過(guò)0.5Mpa)，并用錘擊堵管部位，使其暢通。五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法2.噴射混凝土的施工工藝（一）初期支護(hù)（4）噴射混凝土的養(yǎng)護(hù) 鐵路隧道施工規(guī)范規(guī)定：噴射混凝土終凝后2h起即應(yīng)開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)以能保持混凝土具有足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)為定，養(yǎng)護(hù)期不得少于14晝夜。 （5）水泥裹砂法噴射混凝土工藝 優(yōu)點(diǎn)： 粘結(jié)性能良好 回彈量少(低于15) 粉塵濃度低(小于10mg/m3) 強(qiáng)度高且穩(wěn)定 一次噴射厚度大(可達(dá)

33、1040cm) 有涌水時(shí)也容易噴敷 節(jié)約大量水泥新奧法工藝流程 （6）鋼纖維噴射混凝土工藝 （7）噴射混凝土的質(zhì)量檢查 原材料進(jìn)庫(kù)檢查與驗(yàn)收 噴射混凝土強(qiáng)度檢查 噴層與圍巖粘結(jié)情況的檢查 噴層厚度的檢查 （5）水泥裹砂法噴射混凝土工藝 在砂子中加上適量水，使水泥顆粒粘結(jié)在砂子表面，形成低水灰比的凈漿薄殼，用以提高混凝土或砂漿強(qiáng)度的方法 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法3.錨桿（1）錨桿支護(hù)效應(yīng)（一）初期支護(hù)懸吊作用組合梁均勻壓縮拱原理 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法3.錨桿（一）初期支護(hù)機(jī)械式錨固錨桿楔縫式、脹殼式粘結(jié)式錨固錨桿靠粘結(jié)材料摩擦式錨固錨桿桿體與孔壁摩擦 當(dāng)隧道通過(guò)軟弱圍巖等地段時(shí)：機(jī)械式錨

34、桿錨固容易失效粘結(jié)式砂漿錨桿施工不便而采用摩擦式錨桿可以收到良好支護(hù)效果（2）錨桿類型五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法3.錨桿（一）初期支護(hù)（3）錨桿的布置 1）局部布置拱腰以上部位錨桿方向應(yīng)有利于錨桿的受拉。 拱腰以下及邊墻部位錨桿宜逆向不穩(wěn)定巖塊滑動(dòng)方向。錨桿的間距： 2）系統(tǒng)布置 錨桿宜垂直隧道周邊輪廓布置，對(duì)水平成層巖層，應(yīng)盡可能與層面垂直布置 在巖面上錨桿宜成菱形排列，縱橫間距為0.61.5m。 系統(tǒng)錨桿間距不宜大于錨桿長(zhǎng)度的1/2，在、級(jí)圍巖中，錨桿間距宜為0.51.2m。隧道軸向 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法3.錨桿（一）初期支護(hù)（4）錨桿的尺寸 1）錨桿直徑 錨桿一般采用16Mn或5號(hào)

35、鋼，條件不具備時(shí)可用3號(hào)鋼。對(duì)于端部錨固的錨桿，其抗拉力大于或等于設(shè)計(jì)錨固力，即： 錨桿直徑d：常用的錨桿直徑一般為1822mm。2）錨桿長(zhǎng)度起懸吊作用的錨桿：長(zhǎng)度須穿透不穩(wěn)定塊體并在堅(jiān)硬穩(wěn)定巖體內(nèi)有一定錨固長(zhǎng)度。 軟弱圍巖中系統(tǒng)布置的錨桿：巖體視為單一塑性體，錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)塑性區(qū)。 按施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定錨桿長(zhǎng)度：中等以上硬質(zhì)圍巖：軟弱圍巖：五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法3.錨桿（一）初期支護(hù)（5）鋼筋砂漿錨桿的安裝工藝 1) 材料及配合比 鋼筋：宜采用螺紋鋼筋； 水泥：選用不低于325號(hào)的普通硅酸鹽水泥； 砂子：嚴(yán)格過(guò)篩的粒徑不大于3mm的中、粗砂； 速凝劑：紅星型，摻量為水泥質(zhì)量的2%4%； 骨

36、料比：1：11：1.2； 水灰比：0.40.45。2）灌漿設(shè)備 孔徑應(yīng)大于錨桿直徑1520mm，在灌漿前應(yīng)用高壓風(fēng)將孔眼吹凈。3）鉆孔及清孔 4）注漿及安裝錨桿 將注漿管插入到孔底，在注漿的同時(shí)，將注漿管徐徐向外拔出，待注漿管口距鉆孔口2030cm時(shí)，停止注漿，然后將錨桿插入至孔底部將砂漿擠滿鉆孔。 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法3.錨桿（一）初期支護(hù)鉆孔 安裝錨桿 連接注漿機(jī) 注漿 鋼筋砂漿錨桿的安裝新奧法五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法4.鋼架（一）初期支護(hù) 對(duì)于自穩(wěn)時(shí)間很短的、級(jí)圍巖隧道； 淺埋、偏壓隧道； 隧道處于粉細(xì)砂、大面積淋水等地段； 為了抑制圍巖過(guò)大的變形。（1）使用條件（1）架設(shè)后立即

37、受力（2）強(qiáng)度和剛度均較大（3）可承受松動(dòng)壓力鋼架最大特點(diǎn)：（2）鋼架類型型鋼鋼架格柵網(wǎng)構(gòu)鋼架五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法4.鋼架（一）初期支護(hù)1）型鋼鋼架 常用：工字型鋼、H型鋼、槽鋼、U型鋼、鋼管及鋼軌等缺點(diǎn)： 鋼架較重，架設(shè)困難； 不便于加工制作； 鋼架與噴射混凝土結(jié)合不良，粘結(jié)力較小。2）格柵網(wǎng)構(gòu)鋼架 特點(diǎn)： 質(zhì)量輕，制作容易，架設(shè)方便，省工省料 與噴射混凝土結(jié)合良好，能形成整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 易與錨桿、超前小導(dǎo)管形成整體 鋼架縱向間距，視圍巖而定 一般為0.751.2m 兩榀鋼架之間設(shè)置直徑為2022mm縱向鋼拉桿 只有十分必要時(shí)才使用縱向拉桿五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法4.鋼架型鋼鋼架

38、 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法4.鋼架格柵網(wǎng)構(gòu)鋼架 五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法格柵網(wǎng)格拱架超前小導(dǎo)管鋼筋網(wǎng)縱向連接筋錨桿五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法二次支護(hù)（二）模筑混凝土襯砌（1）混凝土材料選擇及準(zhǔn)備 水泥砂子、石子外加劑和混合材水（2）模筑混凝土襯砌施工準(zhǔn)備模板：一般采用整體移動(dòng)式模板臺(tái)車五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法（二）模筑混凝土襯砌（3）混凝土的制備與運(yùn)送采用機(jī)械攪拌，設(shè)置攪拌站嚴(yán)格按配比供料和加水，保證水灰比隧道不長(zhǎng)時(shí)，攪拌站可設(shè)在洞外隧道較長(zhǎng)時(shí)，采用攪拌車運(yùn)送混凝土途中運(yùn)輸時(shí)間不應(yīng)超過(guò)45min（4）混凝土灌注施工保證振搗密實(shí)，處理好施工縫注意對(duì)稱灌注，兩側(cè)同時(shí)或交替進(jìn)行灌注應(yīng)分段進(jìn)行，

39、自由傾落高度不宜超過(guò)2m分層灌注，每層厚度一般為1530cm灌注保證連續(xù)性襯砌分段施工應(yīng)與沉降縫、伸縮縫及設(shè)備洞位置統(tǒng)一考慮五、新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法（三）襯砌結(jié)構(gòu)防水保證隧道內(nèi)干燥是正常運(yùn)營(yíng)的重要條件之一重要性：延長(zhǎng)隧道使用年限；確保行車安全確保結(jié)構(gòu)不受破壞確保附屬設(shè)施完好1.防水措施噴射混凝土防水塑料防水板防水模筑混凝土襯砌防水防水涂料防水注漿堵水2.排水措施盲溝泄水孔排水溝隧道外新奧法的基本概念新奧法隧道超欠挖與塌方新奧法監(jiān)控量測(cè)與信息反饋施工過(guò)程中的力學(xué)解析與分析新奧法的開(kāi)挖方法及工序新奧法的支護(hù)技術(shù)新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工圍巖變形控制新奧法主要內(nèi)容：1.爆破概念及破巖機(jī)理鉆眼爆破掘

40、進(jìn)2.鉆孔機(jī)具3.爆破材料4.起爆方法5.起爆網(wǎng)絡(luò)6.隧道常用爆破方法預(yù)留變形、炮眼種類及布置、炮眼參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、炸藥消耗、起爆及時(shí)差、爆破施工新奧法六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣隧道施工掘進(jìn)是指對(duì)坑道范圍內(nèi)巖體的破碎挖除方式。（一）單臂掘進(jìn)機(jī)及人工掘進(jìn) 在軟質(zhì)巖石及土質(zhì)隧道中，為減少對(duì)圍巖擾動(dòng)，避免爆破震動(dòng)對(duì)圍巖的破壞，可以采用單臂掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)。常用單臂掘進(jìn)機(jī)是銑盤式采礦機(jī)。挖斗式挖掘機(jī)及鏟斗式裝渣機(jī)亦可以用于隧道掘進(jìn)。 在不能采用爆破掘進(jìn)的軟弱破碎圍巖和土質(zhì)隧道中,若隧道工程量不大，工期要求不太緊，又無(wú)機(jī)械或不宜采用機(jī)械掘進(jìn)時(shí)，則可以采用人工掘進(jìn)。 常用的掘進(jìn)方式一般山嶺隧道最常用鉆眼爆破鉆眼爆破

41、掘進(jìn)、單臂掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)、人工掘進(jìn)新奧法（一）單臂掘進(jìn)機(jī)及人工掘進(jìn)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣銑盤式采礦機(jī)人工挖掘新奧法鉆眼爆破掘進(jìn)用鑿巖機(jī)鉆孔，鉆孔內(nèi)裝填炸藥使坑道設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的巖體爆破破碎的過(guò)程。（二）鉆眼爆破掘進(jìn)對(duì)圍巖擾動(dòng)破壞較大，有時(shí)因爆破震動(dòng)致使圍巖產(chǎn)生坍塌，故較適用于堅(jiān)石、次堅(jiān)石質(zhì)隧道。 六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣開(kāi)挖作業(yè)要求：按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖出斷面（形狀、尺寸、表面平整、超欠挖等）；石碴大小適中，拋擲范圍相對(duì)集中，便于裝碴運(yùn)輸；轉(zhuǎn)眼工作量少，掘進(jìn)速度快，少占作業(yè)循環(huán)時(shí)間；盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)；減少對(duì)施工機(jī)具及支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞；減少對(duì)環(huán)境的破壞。新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)1.爆破有關(guān)概念及破巖作用機(jī)理（

42、1）無(wú)限介質(zhì)中的爆破假定將藥包埋置在無(wú)限介質(zhì)中進(jìn)行爆破，在遠(yuǎn)離藥包中心不同位置，有不同爆破作用。分四個(gè)區(qū)域：六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣壓縮粉碎區(qū)半經(jīng)為R1范圍的區(qū)域；拋擲區(qū) R1與R2之間的范圍；破壞區(qū) R2與R3之間的范圍，松動(dòng)區(qū)；震動(dòng)區(qū) R3與R4之間的范圍。R3R1R2R4六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)1.爆破有關(guān)概念及破巖作用機(jī)理（2）爆破基本概念 臨空面自由面，暴露在空氣中的開(kāi)挖面 爆破漏斗在有臨空面時(shí)，炸藥爆破形成的一個(gè)圓錐形爆破凹坑 最小抵抗線(W)藥包中心到自由面的最短距離 爆破漏斗半經(jīng)(r)最小抵抗線與自由面交點(diǎn)到爆破漏斗邊沿距離爆破作用指數(shù)爆破漏斗半徑r與最小抵

43、抗線W的比值n (n=r/w) 作用描述爆破漏斗大小、爆破性質(zhì)、拋擲堆積情況等因素 標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破：n=1 加強(qiáng)拋擲爆破：n1 加強(qiáng)松動(dòng)或減弱拋擲爆破：0.75n1 松動(dòng)爆破：n0.75 平坦地形松動(dòng)爆破，只能看到巖土破碎和隆起，不見(jiàn)爆破漏斗R1RrWp新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)（3）柱狀藥包的爆破特點(diǎn)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣圓柱狀藥包隧道炮孔法爆破的裝藥結(jié)構(gòu)為圓柱狀藥包。應(yīng)力波傳播方向沿藥包軸線，沿著垂直藥包表面的平面向四周傳播圓柱狀藥包六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣新奧法（二 ）鉆眼爆破掘進(jìn)1.爆破有關(guān)概念及破巖作用機(jī)理青島爆破24層鐵道大廈 武漢王家墩中央商務(wù)區(qū)“雙子樓” 19層高新奧法（二）鉆眼爆破

44、掘進(jìn)2.鉆孔機(jī)具六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣按使用動(dòng)力按鉆進(jìn)工作原理風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī) 內(nèi)燃鑿巖機(jī) 電動(dòng)鑿巖機(jī) 液壓鑿巖機(jī) 沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式 旋轉(zhuǎn)式 旋轉(zhuǎn)沖擊式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)俗稱風(fēng)鉆，以壓縮空氣為動(dòng)力鑿巖臺(tái)車：將多臺(tái)鑿巖機(jī)安裝在一個(gè)專門的移動(dòng)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)多機(jī)同時(shí)作業(yè)，集中控制可以同時(shí)進(jìn)行多孔鑿巖，縮短鉆孔時(shí)間，加快掘進(jìn)速度適用于大斷面或全斷面隧道開(kāi)挖按結(jié)構(gòu)劃分按行走方式劃分鑿巖臺(tái)車門架式液壓鉆臂式實(shí)腹式輪胎式履帶式軌道式六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)2.鉆孔機(jī)具氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)2.鉆孔機(jī)具鉆孔前準(zhǔn)備氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣新奧法（二）鉆眼爆破

45、掘進(jìn)2.鉆孔機(jī)具風(fēng)鎬破巖以四臂鑿巖臺(tái)車為龍頭的雙線隧道無(wú)軌運(yùn)輸機(jī)械化作業(yè)線新奧法臺(tái)車鉆孔施工新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣（1）炸藥爆破材料：炸藥、起爆、傳爆材料。 起爆、傳爆材料：雷管、導(dǎo)火索、導(dǎo)爆管 敏感度指炸藥在外界起爆能作用下爆炸反映的難易程度，即炸藥爆炸對(duì)外能的需要程度 爆速炸藥爆炸時(shí)爆轟在炸藥內(nèi)部的傳播速度稱為爆速爆力（威力）炸藥爆炸時(shí)對(duì)周圍介質(zhì)做功的能力稱為爆力。炸藥的爆力越大，其破壞能力越強(qiáng)，破壞的范圍及體積也越大。猛度炸藥爆炸后對(duì)與之接觸的固體介質(zhì)的局部破壞能力稱為猛度。殉爆距離一個(gè)藥包（主動(dòng)藥包）爆炸后，能引起與它不相接觸的鄰近藥包（被動(dòng)藥包）爆

46、炸，這種現(xiàn)象稱為被動(dòng)藥包的“殉爆”。這兩個(gè)鄰近藥包的距離為殉爆距離。炸藥的性能：新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣銨梯炸藥加入硝酸銨、梯恩梯和木粉作成的硝銨炸藥(俗稱銨梯炸藥) 漿狀（水膠）炸藥該種炸藥具有抗水性強(qiáng)、密度高、爆炸威力大、原料廣、成本低和安全等優(yōu)點(diǎn)，常用于有水爆破中。乳化炸藥通常是以硝酸銨，硝酸鈉水溶液與碳質(zhì)燃料通過(guò)乳化作用形成的乳脂狀混合炸藥，也稱為乳膠炸藥。 硝化甘油炸藥硝化甘油炸藥抗水性強(qiáng)、密度高、爆炸威力大。 隧道工程中常用的炸藥：使用最廣硝銨類炸藥，炸藥成分： 硝酸銨，占60以上 梯恩梯或硝酸鈉(鉀)，占1015 木粉（可燃劑與松散劑） 在無(wú)瓦斯

47、坑道中使用的銨梯炸藥，簡(jiǎn)稱為巖石炸藥，2號(hào)巖石炸藥就是最常用的一種；在有瓦斯坑道中使用的炸藥，簡(jiǎn)稱為煤礦安全炸藥。新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣硝銨炸藥隧道爆破炸藥形式： 卷型，柱狀藥包藥卷直徑有32mm、35mm、40mm，長(zhǎng)度為150mm周邊光爆炸藥卷直徑一般為22mm、25mm，長(zhǎng)度為200600mm可按爆破設(shè)計(jì)炸藥品種、裝藥結(jié)構(gòu)和用藥量選擇。藥卷直徑有32mm、35mm、40mm等，長(zhǎng)度為150mm新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣（2）起爆、傳爆材料1）導(dǎo)火索和火雷管 2）電雷管3）塑料導(dǎo)爆管與非電雷管4）導(dǎo)爆索和繼爆管 新奧法火雷

48、管 導(dǎo)火索非電雷管塑料導(dǎo)爆管電雷管新奧法電雷管塑料導(dǎo)爆索導(dǎo)爆管毫秒雙向繼爆管 新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣（2）起爆、傳爆材料1)導(dǎo)火索與火雷管 a.導(dǎo)火索：由藥芯和索殼組成。外徑5.25.8mm，藥芯直徑2.2mm左右，為黑火藥。用來(lái)傳遞火焰給火雷管 ，燃速100125m/s b.火雷管：用導(dǎo)火索噴出的火焰引爆的雷管。最簡(jiǎn)單123451-管殼；2-加強(qiáng)帽；3-正起爆藥；4-副起爆藥；5-聚能穴火雷管導(dǎo)火索新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣（2）起爆、傳爆材料2)電雷管用電線傳輸電流使雷管中電阻發(fā)熱引爆雷管。由電點(diǎn)火裝置和一個(gè)火雷管組成?？?/p>

49、分為瞬發(fā)電雷管和遲發(fā)電雷管。 遲發(fā)電雷管按其延期時(shí)間差可分為秒遲發(fā)和毫秒遲發(fā)系列。1234遲發(fā)電雷管1-塑料塞；2-延期藥；3-延期內(nèi)管；4-加強(qiáng)帽；瞬發(fā)電雷管123456789101-腳線；2-管殼；3-密封塞；4-紙墊；5-橋絲；6-引火頭；7-加強(qiáng)帽；8-DDNP；9-正起爆藥；10-副起爆藥(a)(b)(b)引火頭式(a)直插式新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣（2）起爆、傳爆材料3)塑料導(dǎo)爆管與非電雷管 a.塑料導(dǎo)爆管：塑料導(dǎo)爆管是用來(lái)傳遞微弱爆轟波給非電雷管，使之爆炸的傳爆材料之一.內(nèi)壁附著猛炸藥、以低速傳遞爆轟波的塑料細(xì)管. b.非電雷管全稱：塑料導(dǎo)爆管-

50、非電雷管起爆系統(tǒng).導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)：起爆元件連接元件傳爆元件末端元件過(guò)程：起爆元件導(dǎo)火索火雷管導(dǎo)爆管起爆、傳爆連接管導(dǎo)爆管起爆、傳爆炮眼及雷管起爆藥卷12345導(dǎo)爆管非電雷管起爆網(wǎng)絡(luò)之一1-導(dǎo)爆索；2-8號(hào)雷管及膠布；3-導(dǎo)爆管；4-連接管；5-炮眼及其中的雷管新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)3.爆破材料六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣（2）起爆、傳爆材料4)導(dǎo)爆索與繼爆管 a .導(dǎo)爆索又稱傳爆線，索芯用高烈性炸藥（黑索金或太安）制成。它經(jīng)雷管起爆后，可以直接引爆炸藥。傳爆速度一般為68007200m/s，外表涂成紅色或紅黃相間顏色。 b.繼爆管是一種專門與導(dǎo)爆索配合使用的，具有毫秒延期作用的起爆器材。12345

51、6789101112傳爆方向1-導(dǎo)爆索；2-副起爆藥；3-加強(qiáng)帽；4-緩沖劑；5-大內(nèi)管；6-消爆管；7-導(dǎo)爆索；8-雷管殼；9-正起爆藥；10-紙墊；11-外套管；12-連接管導(dǎo)爆索與繼爆管新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣4.起爆方法及時(shí)差a.火花起爆法 導(dǎo)火索火雷管炸藥b.導(dǎo)爆索起爆法 火雷管導(dǎo)爆索炸藥d.電力起爆法 電源 導(dǎo)線 網(wǎng)絡(luò) 電雷管 炸藥c.導(dǎo)爆管起爆法塑料導(dǎo)爆管-非電雷管起爆系統(tǒng)，目前多用非電起爆電起爆時(shí)差：常用50-200ms，微差爆破各層炮起爆時(shí)差越小，爆破效果越好同圈眼同時(shí)起爆，尤其是掏槽眼和周邊眼延時(shí)控制實(shí)現(xiàn)微差爆破：孔內(nèi)控制毫秒雷管裝入孔內(nèi)藥卷中，常用孔

52、外控制延時(shí)雷管在孔外，孔內(nèi)為瞬發(fā)雷管新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)5.起爆網(wǎng)絡(luò)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣并聯(lián)串聯(lián)并串聯(lián)復(fù)式網(wǎng)絡(luò)（1）并聯(lián) 把幾個(gè)炮孔或藥包引出的導(dǎo)爆管綁扎在孔外雷管的四周，然后把孔外雷管串聯(lián)。新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)5.起爆網(wǎng)絡(luò)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣并聯(lián)串聯(lián)并串聯(lián)復(fù)式網(wǎng)絡(luò)（2）串聯(lián) 同一排炮孔按同段別毫秒雷管并聯(lián) 不同每炮孔安放不同段別毫秒雷管 每排炮孔連接用串聯(lián)新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)5.起爆網(wǎng)絡(luò)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣并聯(lián)串聯(lián)并串聯(lián)復(fù)式網(wǎng)絡(luò)（3）并串聯(lián)并聯(lián)與串聯(lián)組合 新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)5.起爆網(wǎng)絡(luò)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣并聯(lián)串聯(lián)并串聯(lián)復(fù)式網(wǎng)絡(luò)（4）復(fù)式網(wǎng)絡(luò)確保起爆網(wǎng)路可靠，防止個(gè)別

53、雷管或?qū)П芫鼙?，在每個(gè)炮眼中，尤其每個(gè)藥包中安放兩個(gè)非電雷管，相應(yīng)從炮孔或藥包中引出兩根導(dǎo)爆管，孔外連接的連通管或傳爆雷管也需兩個(gè)，相應(yīng)導(dǎo)爆管也為雙根。 隧道工程爆破實(shí)踐：并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)較好。新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣廈門翔安海底隧道爆破網(wǎng)絡(luò) 77777772555555591111333火雷管導(dǎo)火索（炮眼旁數(shù)字為毫秒雷管段別）導(dǎo)爆管非電雷管起爆網(wǎng)絡(luò)之二新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)6.隧道常用爆破方法常用的爆破方法是炮眼爆破法 考慮到開(kāi)挖坑道后，圍巖因失去部分約束而產(chǎn)生向坑道方向的收縮變形，施工開(kāi)挖輪廓線應(yīng)在設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大，稱為預(yù)留變形量。（1）預(yù)留變形量六、新奧法

54、的鉆進(jìn)及出渣爆破方法的問(wèn)題：掏槽爆破技術(shù)炮眼布置炮眼參數(shù)裝藥起爆實(shí)際開(kāi)挖輪廓線設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn) 炮眼布置首先應(yīng)確定施工開(kāi)挖線，然后進(jìn)行炮眼布置。隧道爆破通常將開(kāi)挖斷面上的炮眼分區(qū)布置和分區(qū)順序起爆，逐步擴(kuò)大完成一次爆破開(kāi)挖。分區(qū)情況：（2）炮眼種類、作用與布置六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣6.隧道常用爆破方法掏槽眼針對(duì)隧道開(kāi)挖爆破只有一個(gè)臨空面的特點(diǎn)，為提高爆破效果，宜先在開(kāi)挖斷面的適當(dāng)位置布置幾個(gè)掏槽炮眼； 作用：增加輔助自由面 輔助眼位于掏槽炮眼與周邊炮眼之間的炮眼稱為輔助眼繼爆管； 周邊眼沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。 作用：在于炸出一個(gè)合適的爆破輪廓（比設(shè)計(jì)輪廓稍大）新奧法（二）鉆眼爆破掘進(jìn)六、新奧法的鉆進(jìn)及出渣掏槽眼輔助眼周邊眼（2）炮眼種類、作用與布置上臺(tái)階：1段：4個(gè)，每孔裝藥5巻3段：5個(gè)，每孔裝藥4巻5段：9個(gè)，每孔裝藥4巻7段：2個(gè)，每孔裝藥4巻9段：12個(gè)，每孔裝藥4巻10段：31個(gè)，每孔裝藥1巻11段