市政工程計(jì)價(jià) 課件 2.隧道工程基礎(chǔ)知識(shí)-巖石隧道

市政工程計(jì)價(jià)主講人：馬知瑤浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院隧道工程基礎(chǔ)知識(shí)（二）爆破（三）隧道開(kāi)挖（四）支護(hù)與襯砌1.火花起爆法2.電力起爆法3.導(dǎo)爆管起爆法（二）爆破火花起爆是用火雷管（銅雷管或紙雷管）和導(dǎo)火索加工成起爆藥卷，通過(guò)點(diǎn)燃導(dǎo)火索點(diǎn)燃雷管起爆藥卷。此法操作簡(jiǎn)單容易掌握，但不安全因素多（如導(dǎo)火索燃燒速度不均勻不能精確地控制起爆時(shí)間，點(diǎn)燃導(dǎo)火索必須在工作面上進(jìn)行），特別是長(zhǎng)隧道和全斷面一次開(kāi)挖炮眼數(shù)量較多時(shí)，戰(zhàn)炮應(yīng)有相應(yīng)的安全措施如點(diǎn)燃信號(hào)引線，分工劃分點(diǎn)炮范圍等。（二）爆破——1.火花起爆法此法是用電雷管和導(dǎo)線聯(lián)成爆破網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)接通電源起爆的。電力起爆可預(yù)先檢測(cè)爆破的準(zhǔn)確性，防止產(chǎn)生拒爆，安全性好，是較普遍采用的方法。采用此法應(yīng)特別注意對(duì)洞內(nèi)電源的管制，注意消除雜散電流、感應(yīng)電流和高壓靜電等，防止產(chǎn)生意外早爆現(xiàn)象。（二）爆破——2.電力起爆法導(dǎo)爆管是一種非電起爆器材。它由普通雷管、激光槍或?qū)П饕?，引爆的?dǎo)爆管以2000m/s的速度傳遞著沖擊波，從而引爆與其相連的雷管（普通瞬發(fā)雷管和非電延時(shí)雷管）起爆。此種方法具有抗靜電雜電抗水抗沖擊耐火和傳爆長(zhǎng)度大等優(yōu)點(diǎn)。（二）爆破——3.導(dǎo)爆管起爆法1.平洞開(kāi)挖2.斜井開(kāi)挖3.豎井開(kāi)挖（三）隧道開(kāi)挖隧道開(kāi)挖一般采用平洞開(kāi)挖，只有當(dāng)隧道較長(zhǎng)時(shí)才采用輔助坑道。平洞的開(kāi)挖方法具體見(jiàn)本章上文所述。（三）隧道開(kāi)挖——1.平洞開(kāi)挖斜井是隧道側(cè)面上方開(kāi)挖的與之相連的傾斜坑道，可用于增加隧道施工的施工面、通風(fēng)道、排水道、逃生道。當(dāng)隧道洞身一側(cè)有較開(kāi)闊的山谷且覆蓋不太厚時(shí)，可考慮設(shè)置斜井。（三）隧道開(kāi)挖——2.斜井開(kāi)挖斜井設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）當(dāng)隧道埋深不大，地質(zhì)條件較好，隧道側(cè)面有溝谷等低洼地形時(shí)，可采用斜井作為輔助坑道。（2）斜井長(zhǎng)度一般不超過(guò)200米，以降低工程造價(jià)及保證運(yùn)輸效能。因此，在選用較長(zhǎng)斜井方案時(shí)，應(yīng)作經(jīng)濟(jì)性比較。（3）斜井井口位置不應(yīng)設(shè)在洪水可能淹沒(méi)處。（4）斜井開(kāi)挖與一般隧道導(dǎo)坑的開(kāi)挖工作相同，以保證爆破后的斷面合乎要求。斜井支護(hù)一般采用噴錨支護(hù)。（5）斜井提升一般采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽斗車，坡度小時(shí)也可采用皮帶輸送或無(wú)軌運(yùn)輸，斜井內(nèi)軌道數(shù)視出渣量而定。（6）為保證施工安全，還應(yīng)注意井底車場(chǎng)需加支撐或修筑襯砌。（三）隧道開(kāi)挖——2.斜井開(kāi)挖豎井是隧道上方開(kāi)挖的與隧道相連的豎向坑道，可作為隧道與地表間的聯(lián)通道、通風(fēng)道、排水道等。常用于長(zhǎng)隧道，以增加作業(yè)面，縮短搬運(yùn)距離；增加換氣和排水口，減短通風(fēng)排水距離。豎井施工有自下向上兩種掘進(jìn)方法，前者使用吊盤(pán)、吊桶、抓渣機(jī)等，豎井直徑可達(dá)9m左右、深度可達(dá)數(shù)百米以上，一般需修筑到達(dá)井位的便道；后者使用掘進(jìn)機(jī)，豎井直徑3m左右、深度不限，但需隧道掘進(jìn)能夠到達(dá)豎井位底部。（三）隧道開(kāi)挖——3.豎井開(kāi)挖只為施工而進(jìn)行的支護(hù)稱為臨時(shí)支護(hù)。隧道開(kāi)挖后，除堅(jiān)硬整體性好的穩(wěn)定圍巖外，必須進(jìn)行及時(shí)的臨時(shí)支護(hù)。常見(jiàn)的類型有：構(gòu)件支撐、錨桿支護(hù)、噴混凝土支護(hù)和錨噴聯(lián)合支護(hù)。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)（1）構(gòu)件支撐。有木支撐及鋼架支撐。木支撐加工容易、裝卸方便，受力變形大，容易加固，但易腐朽，周轉(zhuǎn)次數(shù)少、消耗大。據(jù)地層松軟程度可采用圓木密排連續(xù)撐和間斷撐，木材多采用堅(jiān)硬且有彈性的松杉木種。鋼架支撐最好的一種是花拱鋼支撐，即用內(nèi)外層鋼軌或工字鋼彎成弧形并用鋼筋焊成拱節(jié)，每榀花拱由3~5節(jié)用螺栓夾板聯(lián)結(jié)或焊接。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)（2）錨桿支撐。錨桿是安設(shè)在巖土層深處的受拉構(gòu)件，一端與隧道內(nèi)表面松動(dòng)巖石相連，另一端錨固在穩(wěn)定的基巖中，用以承受巖層壓力和防止較大變形。錨桿按錨固長(zhǎng)度分為端頭（集中）錨固和全長(zhǎng)錨固類。每類中又按錨固方式分為機(jī)械型和粘結(jié)型，前者以摩擦錨固阻力為主起錨固作用，后者以粘結(jié)力為主起錨固作用。機(jī)械型錨桿有鍥縫式和倒鍥式等；粘結(jié)型錨桿的粘結(jié)劑有水泥砂漿，快硬水泥素漿，樹(shù)脂等。錨桿是總稱，其組成有錨固體，拉桿及錨頭三部分。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)（3）管棚。指在隧道開(kāi)挖輪廓外順縱向預(yù)先置入成排的大直徑鋼管，開(kāi)挖后用鋼拱架支撐鋼管組成的預(yù)先支護(hù)系統(tǒng)。管棚適用于含水的沙土地層和破碎帶，以及淺埋隧道或地面有重要建筑物地段，對(duì)防止軟弱圍巖下沉、松弛和坍塌有顯著效果。管棚一般采用Φ80～180mm熱軋無(wú)縫鋼管、長(zhǎng)度10～45m，可根據(jù)地質(zhì)條件、地層壓力分布、結(jié)構(gòu)形狀布設(shè)在隧道拱部、墻部甚至底部；環(huán)向設(shè)置間距應(yīng)根據(jù)地層破碎程度、地層壓力、導(dǎo)管布置位置來(lái)確定，一般為30～50cm。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)（4）小導(dǎo)管。指預(yù)先沿拱部周邊朝前斜向設(shè)置密排注漿鋼花鋼，鋼花鋼外露端支于格柵拱架上的超前支護(hù)系統(tǒng)。小導(dǎo)管多用于較干燥的沙土層、砂卵石層、斷層破碎帶、軟弱圍巖淺埋隧道段，既能加固洞壁一定范圍內(nèi)的圍巖，又能支托圍巖，預(yù)支護(hù)效果大于超前錨桿。小導(dǎo)管一般采用Φ42～50mm熱軋無(wú)縫鋼管、長(zhǎng)度3～5cm。導(dǎo)管前端鉆有注漿孔，后段留有≥30cm，環(huán)向設(shè)置間距為20～50cm，外插角10°～30°。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)（5）噴混凝土支撐。作為施工支撐也可以采用邊開(kāi)挖邊噴混凝土的辦法，噴射厚度一般為5～10cm。噴射混凝土是利用壓縮空氣的力量，將混凝土高速噴射到巖壁上，它在高速連續(xù)沖擊下，與巖面緊密的粘接在一起，并能充填巖面的裂隙和凹坑，把巖面的加固成完整而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。噴射混凝土具有速凝、早強(qiáng)、粘接牢固、不用模版、省工省料等優(yōu)點(diǎn)，是一種先進(jìn)的施工技術(shù)，很有發(fā)展前途。目前主要用于隧道開(kāi)挖的臨時(shí)支護(hù)與永久襯砌；隧道大修加固；橋梁墩臺(tái)基坑開(kāi)挖護(hù)壁；路基邊坡加固工程及其他地下工程的支護(hù)襯砌施工。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)（6）錨噴聯(lián)合支護(hù)。是錨桿支持與噴混凝土結(jié)合的支護(hù)方式，根據(jù)圍巖的破碎程度有時(shí)需在噴射混凝土層中加設(shè)鋼筋網(wǎng)。（四）支護(hù)與襯砌——1.臨時(shí)支護(hù)永久襯砌是隧道對(duì)圍巖的永久支護(hù)。永久襯砌有整體式和復(fù)合式。整體式襯砌施工與地面建筑普通混凝土施工作業(yè)大體相同，其特點(diǎn)是襯砌混凝土不需要外膜，超挖大