模塊三 隧道工程施工準(zhǔn)備-單元1-隧道施工方法概述講解

《隧道與地下工程施工》模塊三

隧道地質(zhì)與施工準(zhǔn)備

單元一

隧道施工方法概述

《隧道與地下工程施工》本講主要內(nèi)容隧道施工特點(diǎn)1隧道施工技術(shù)發(fā)展201隧道施工方法概述1隧道施工方法分類2隧道施工方法概述01LOGO一、隧道施工方法概述

我國(guó)隧道與地下工程修建技術(shù)已步入了世界先進(jìn)水平的行列。施工方法的發(fā)展與社會(huì)的技術(shù)進(jìn)步緊密關(guān)聯(lián)，施工方法決定了工程的施工進(jìn)度和安全。

鉆爆法施工盾構(gòu)法施工隧道施工方法概述01LOGO一、隧道施工方法概述

隧道施工：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。

隧道施工方法的選擇主要依據(jù):?工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件

?埋深大小?隧道斷面形狀及尺寸

?隧道長(zhǎng)度?襯砌類型

?隧道的使用功能?施工技術(shù)條件和施工技術(shù)水平

?工期要求

隧道施工方法概述01LOGO一、隧道施工方法概述隧道施工技術(shù)主要研究解決：(1)各種隧道施工方法所需的技術(shù)方案和措施（如開挖、掘進(jìn)、支護(hù)、襯砌方案和措施）;(2)隧道穿越特殊地質(zhì)地段時(shí)（如膨脹土、黃士、溶洞、塌方、流沙、高地溫、巖爆、瓦斯地層等）的施工手段;(3)隧道施工中的通風(fēng)、防塵、防有害氣體及照明、水電作業(yè)的方式方法和對(duì)圍巖變化的監(jiān)控方法。隧道施工方法概述01LOGO二、隧道施工方法分類

根據(jù)隧道穿越地層的不同情況和目前隧道施工方法的發(fā)展，隧道施工方法常分為：礦山法、掘進(jìn)機(jī)法、淺埋暗挖法、明挖法、盾構(gòu)法、沉管法等。如下圖所示。隧道施工方法概述01LOGO1、明挖法

定義：明挖法施工是從地表面向下開挖到預(yù)定位置，修筑結(jié)構(gòu)物方法的總稱。以基坑開挖為特點(diǎn)，以支擋隧道側(cè)向壓力與基坑底部圍巖抗涌為支護(hù)設(shè)計(jì)理論，進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)作業(yè)、支撐體系作業(yè)、分層分段土方開挖作業(yè)，同時(shí)進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施作，是回填覆蓋作業(yè)常用的一種施工方法，在城市地下工程中得到廣泛應(yīng)用。

明挖法分類：放坡明挖法、圍護(hù)明挖法、蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法等。

明挖法施工特點(diǎn)：占用地表環(huán)境；需要做綠化遷移、管線遷改和交通疏解；

明挖法施工優(yōu)缺點(diǎn):技術(shù)成熟，安全可靠；造價(jià)相對(duì)較低。缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境要求較大。隧道施工方法概述01LOGO2、暗挖法

暗挖法通常指隧道的開挖和支護(hù)等施工作業(yè)全部在地下進(jìn)行。暗挖法可分為：

?礦山法（鉆爆法）

?淺埋暗挖法

?

掘進(jìn)機(jī)法（盾構(gòu)法、TBM法）、

?頂管法等

鉆爆法：適用于山嶺隧道，硬巖使用情況比較多。

淺埋暗挖法：多用于城市軟巖市政工程

。

隧道施工方法概述01LOGO3、沉管法

沉管法是在水底建筑隧道的一種施工方法，最早在19世紀(jì)末用于排水管道工程。

定義：沉管法是指在水底預(yù)先挖好溝槽，把在特殊場(chǎng)地預(yù)制的適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼筋混凝土管段，浮運(yùn)到沉放現(xiàn)場(chǎng)，順序地沉放到溝槽中并進(jìn)行連接構(gòu)成隧道，然后回填覆蓋的施工方法。

特點(diǎn)：沉管法是隧道施工安全性很高的方法，適用于水流平緩、基底軟弱的水下隧道施工。隧道施工方法概述01LOGO

如何選擇施工方法：

隧道工程建筑都是在應(yīng)力巖（土）體中開拓地下空間，在選擇施工方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體地下工程的各方面條件綜合考慮，選擇最經(jīng)濟(jì)、最理想的設(shè)計(jì)和施工方案，甚至是多種方案的綜合應(yīng)用，因而這是一個(gè)受多種因素影響的動(dòng)態(tài)的擇優(yōu)過程。隧道施工方法概述01LOGO三、隧道施工特點(diǎn)

隧道工程施工的特點(diǎn)

?隱蔽性大

?作業(yè)的循環(huán)性強(qiáng)?作業(yè)空間有限

?作業(yè)的綜合性強(qiáng)

?施工是動(dòng)態(tài)的?作業(yè)環(huán)境惡劣

?作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)性大

?氣候影響小

隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

隨著人類社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)生產(chǎn)力進(jìn)步到一定程度時(shí)，人類社會(huì)就會(huì)制造出挖掘工具，地下通道隨即出現(xiàn)。

早期地下工程的開挖主要依靠“火焚法”、木石、青銅器、鐵器等原始工具，體力勞動(dòng)和施工難度非常高。

我國(guó)隧道與地下工程開挖技術(shù)和施工裝備大致經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段，每個(gè)階段均有顯著的技術(shù)進(jìn)步和突破。

隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

1、1949年前，全人工作業(yè)（原始階段）這一時(shí)期中國(guó)隧道與地下工程開挖基本上是全人工作業(yè)。人工用鋼釬、大錘打眼，炸藥、火雷管爆破，人工裝碴，手推車運(yùn)輸或人工挑抬，支護(hù)方式以木材支架支撐，人工漿砌塊石襯砌或人工拌和混凝土澆筑襯砌。主要采用隨挖隨支，混凝土襯砌緊跟，邊襯砌邊拆支架的辦法。效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性低。

隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

2、20世紀(jì)50年代，人工輔以小型機(jī)械（起步階段）這一時(shí)期是新中國(guó)隧道施工技術(shù)發(fā)展的起步階段，從人力開挖往小型機(jī)械過渡，機(jī)具簡(jiǎn)單、手工操作、技術(shù)落后。對(duì)于土質(zhì)或松軟的石質(zhì)隧道，則使用鐵鏟、鎬、鶴嘴斧及鐵撬棍和鐵楔進(jìn)行開挖，對(duì)于需要爆破的石質(zhì)隧道，多數(shù)使用鋼釬及鐵錘人工打眼，較長(zhǎng)的重點(diǎn)隧道使用手持風(fēng)鉆打眼，機(jī)械通風(fēng)，試用水泥砂漿堵水，施工方法以上下導(dǎo)坑，先拱后墻為主。

隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

3、20世紀(jì)60—70年代，推廣機(jī)械化作業(yè)（提升階段）這一時(shí)期是新中國(guó)隧道施工技術(shù)發(fā)展的起步階段，從人力開挖往小型機(jī)械過渡，機(jī)具簡(jiǎn)單、手工操作、技術(shù)落后。對(duì)于土質(zhì)或松軟的石質(zhì)隧道，則使用鐵鏟、鎬、鶴嘴斧及鐵撬棍和鐵楔進(jìn)行開挖，對(duì)于需要爆破的石質(zhì)隧道，多數(shù)使用鋼釬及鐵錘人工打眼，較長(zhǎng)的重點(diǎn)隧道使用手持風(fēng)鉆打眼，機(jī)械通風(fēng)，試用水泥砂漿堵水，施工方法以上下導(dǎo)坑，先拱后墻為主。

隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

4、20世紀(jì)80年代，進(jìn)入機(jī)械化配套階段（高速發(fā)展階段）

這一時(shí)期是中國(guó)隧道施工技術(shù)高速發(fā)展階段，開始進(jìn)入大型機(jī)械化配套隧道施工時(shí)期。該階段以衡廣鐵路復(fù)線的大瑤山雙線隧道為典型的代表，衡廣復(fù)線大瑤山隧道引進(jìn)國(guó)外大型設(shè)備配備到隧道施工，并從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)——新奧法，大膽實(shí)施深孔爆破和全斷面、半斷面開挖，實(shí)現(xiàn)了隧道施工的開挖、支護(hù)、運(yùn)輸、襯砌、注漿5條機(jī)械化作業(yè)線，從而結(jié)束了舊式手工操作、分部開挖的施工方法。施工效率大大提高，月成洞最長(zhǎng)達(dá)到217.68雙線米（其中開挖205雙線米，襯砌263雙線米），創(chuàng)造了雙線隧道全國(guó)紀(jì)錄。

隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

5、20世紀(jì)90年代后，全機(jī)械施工（突破性發(fā)展階段）

這一時(shí)期我國(guó)隧道修建技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，TBM法、盾構(gòu)法異軍突起，從單一的鉆爆法發(fā)展到鉆爆法、TBM法、盾構(gòu)法并存，頂管法、沉管法也在相應(yīng)的環(huán)境廣泛應(yīng)用，TBM法和盾構(gòu)不僅掌握了全套施工技術(shù)，還具備了設(shè)備研發(fā)、制造能力，并制定了相應(yīng)的規(guī)范，隧道施工技術(shù)到達(dá)了世界前沿。隧道施工方法概述01LOGO四、隧道施工技術(shù)發(fā)展

5、20世紀(jì)90年代后，全機(jī)械施工（突破