第三章毛瓊柳湖南工程84課件講解

第三章主講老師：毛瓊柳

湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院重難點(diǎn)：重點(diǎn)：礦山法施工原則，全斷面、臺(tái)階法、分部開挖法的正面圖和側(cè)面圖以及明洞的施工方法。難點(diǎn)：各種開挖方法的正面和側(cè)面圖。本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容：熟悉隧道的施工方法，熟悉礦山法施工的原則，掌握全斷面、臺(tái)階法、分部開挖法的適用范圍、施工正面圖和側(cè)面圖，掌握隧道洞口的施工和明洞的施工方法。洞門和襯砌的構(gòu)造和類型；了解隧道施工的特點(diǎn)。目錄1、隧道的施工方法介紹2、

洞身開挖方法3、

洞口和明洞施工3.1隧道施工方法介紹⑴隧道工程全部為隱蔽工程，工程地質(zhì)和水文十分重要，甚至起決定性的作用；⑵公路隧道是一個(gè)形狀扁平的建筑物，施工工作面少(正常情況下只有進(jìn)、出口兩個(gè)工作面)，工期較長(zhǎng);⑶施工環(huán)境差，采取有效措施加以改善；⑷工程施工不受季節(jié)變換及氣候變化的影響；⑸施工工地一般都位于偏遠(yuǎn)的深山狹谷之中，往往遠(yuǎn)離既有交通線，運(yùn)輸不便，供應(yīng)困難；⑹公路隧道埋設(shè)于地下，一旦建成就難以更改，所以，除了事先必須審慎規(guī)劃和設(shè)計(jì)外，施工中還要做到不留后患。一、隧道工程施工的特點(diǎn)按地質(zhì)條件土質(zhì)隧道石質(zhì)隧道按埋置深度淺埋隧道深埋隧道山嶺隧道水底隧道城市隧道按隧洞所在位置隧道的種類按隧道用途交通隧道水工隧道市政隧道礦山隧道盾構(gòu)法沉管法掘進(jìn)機(jī)法礦山法（鉆爆法）明挖法地下連續(xù)墻法蓋挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法隧道施工方法山嶺隧道施工淺埋及軟土隧道施工水底隧道施工礦山傳統(tǒng)法新奧法二、各種施工方法介紹圖3-1隧道施工方法的分類1、礦山法實(shí)質(zhì)上就是鉆眼爆破采用控制爆破技術(shù)采用鉆眼臺(tái)車進(jìn)行鉆眼錨噴支護(hù)作為主要支護(hù)手段混凝土襯砌模板臺(tái)車2、明挖法將隧道上方土體挖成路塹在路塹上做襯砌結(jié)構(gòu)隧道上方回填土石3、掘進(jìn)機(jī)法——TBM掘進(jìn)機(jī)法適用堅(jiān)硬的巖石采用TBM掘進(jìn)機(jī)不用爆破，安全速度快3、掘進(jìn)機(jī)法——盾構(gòu)法適用軟土、流沙、淤泥等軟巖采用盾構(gòu)機(jī)盾殼支撐地層，安全性高速度快4、沉管法適用海底隧道預(yù)制管段管段下沉管段連接回填沉管法施工技術(shù)：沉埋管段法；懸浮管段法。1、施工條件2、圍巖條件3、隧道斷面積4、埋深5、工期6、環(huán)境條件選擇施工方法時(shí)需考慮的基本因素大體上可歸納為：三、隧道施工方法選擇從隧道工程的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，鉆爆法仍將是今后山嶺隧道最常用的開挖方法。在礦山法中，坑道開挖后的支護(hù)方法大致可以分為鋼木構(gòu)件支承和錨桿噴射混凝土支護(hù)兩類。作為施工方法，人們習(xí)慣上將鉆爆開挖加鋼木構(gòu)件支承的施工方法稱為傳統(tǒng)的礦山法；而將采用鉆爆開挖加錨桿噴射混凝土支護(hù)的施工方法稱為現(xiàn)代礦山法或鉆爆法四、山嶺隧道的常規(guī)施工方法傳統(tǒng)的礦山法1.傳統(tǒng)的礦山法是人們?cè)陂L(zhǎng)期的施工實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)的，它是采用鑿眼爆破，以木或鋼構(gòu)件作為臨時(shí)支承，待隧道開挖成形后，逐步將臨時(shí)支承換下來(lái)，而用整體式襯砌作為永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法。鋼構(gòu)件對(duì)坑道的形狀適應(yīng)性很強(qiáng)，但存在撤換時(shí)不安全，若不撤換成本高，以及與圍巖非面接觸支承等缺點(diǎn)。目前，其已經(jīng)不再使用。圣哥達(dá)隧道的木支撐現(xiàn)代礦山法2.隨著隧道工程理論及施工工藝的不斷發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到隧道是圍巖和支護(hù)的組成體系，應(yīng)充分地保護(hù)圍巖，發(fā)揮圍巖的自身承載能力，維護(hù)圍巖的穩(wěn)定性；隧道設(shè)計(jì)和施工與隧道圍巖條件密切相關(guān)，只有充分掌握隧道的圍巖條件，才能進(jìn)行合理的隧道設(shè)計(jì)與施工。新奧法傳統(tǒng)礦山法支護(hù)臨時(shí)支護(hù)錨噴支護(hù)木支撐、鋼支撐永久支護(hù)復(fù)合式襯砌單層模筑混凝土襯砌閉合支護(hù)強(qiáng)調(diào)不強(qiáng)調(diào)控制爆破必須采用可采用測(cè)量必須采用無(wú)施工方法分塊較少分塊較多隧道工程設(shè)計(jì)與施工兩大理論在修建隧道和地下工程的實(shí)踐中，人們已普遍認(rèn)識(shí)到，隧道及地下工程的核心問(wèn)題是開挖和支護(hù)兩個(gè)關(guān)鍵工序，即應(yīng)如何開挖，才能更有利于圍巖的穩(wěn)定和便于支護(hù)；若需要支護(hù)時(shí)，又如何支護(hù)才能更有效地保證坑道穩(wěn)定和便于開挖。這是隧道及地下工程設(shè)計(jì)與施工中兩個(gè)相互促進(jìn)又相互制約的問(wèn)題。一種理論是20世紀(jì)20年代提出的松弛荷載理論，其核心內(nèi)容是穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)能力，不產(chǎn)生荷載；而不穩(wěn)定的巖體則可能產(chǎn)生坍塌，需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)予以支承。這樣，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并可能塌落的巖（土）體的重力。這種傳統(tǒng)理論的代表人物有泰沙基（KTerzaghi）和普氏（蘇聯(lián)學(xué)者M(jìn)M普洛托季雅可諾夫）等人。它類似于在地面工程建筑中考慮問(wèn)題的思路，至今仍被廣泛地采用。另一種理論是20世紀(jì)50年代提出的現(xiàn)代支護(hù)理論，或稱為巖承理論。其核心內(nèi)容是圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力；不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定是具有一個(gè)過(guò)程的，如果在這個(gè)過(guò)程中提供必要的支護(hù)或限制，則圍巖仍然能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)。這種理論體系的代表人物有臘布希維茲（KVRabcewicz）、米勒?菲切爾（MillerFecher）、芬納?塔羅勃（FennerTalobre）和卡斯特奈（Kastener）等學(xué)者。這是一種比較現(xiàn)代的理論，它已脫離了在地面工程建筑中考慮問(wèn)題的思路，而更加接近于地下工程建設(shè)實(shí)際。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)其已被廣泛認(rèn)可、接受及推廣應(yīng)用，并且表現(xiàn)出了十分廣闊的發(fā)展前景。顯然，松弛荷載理論更著重注意結(jié)果和對(duì)結(jié)果的處理；而巖承理論則更加注重過(guò)程和對(duì)過(guò)程的控制，即對(duì)圍巖自承載能力的充分利用。因此，兩大理論體系在原理和方法上各自表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，包括：認(rèn)識(shí)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等。五、什么是礦山法（新奧法）新奧法以控制爆破（光面爆破、預(yù)裂爆破等）為開挖方法；以噴錨作為主要支護(hù)手段；通過(guò)監(jiān)測(cè)控制圍巖變形，動(dòng)態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動(dòng)施工方法。核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。對(duì)新奧法的誤解把新奧法理解為隧道開挖與支護(hù)的方法誤以為采用了錨噴支護(hù)就是新奧法對(duì)施工監(jiān)控量測(cè)不夠重視光面爆破是先爆除主體開挖部位的巖體，然后再起爆布置在設(shè)計(jì)輪廓線上的周邊孔藥包，將光爆層炸除，形成一個(gè)平整的開挖面，是通過(guò)正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法，達(dá)到爆后壁面平整規(guī)則、輪廓線符合設(shè)計(jì)要求的一種控制爆破技術(shù)。光面爆破的定義掏槽眼（在工作面上首先爆破以造成第二個(gè)自由面的炮眼）輔助眼

周邊眼（為控制掘進(jìn)斷面周邊而鉆鑿的炮眼）光面爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋禾筒垩邸o助眼——周邊眼預(yù)裂爆破：預(yù)裂爆破實(shí)質(zhì)上是光面爆破的一種，其爆破原理與光面爆破相同，只是分區(qū)起爆順序不同。預(yù)裂爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋褐苓呇邸筒垩邸o助眼對(duì)新奧法正確認(rèn)識(shí)新奧法是修建隧道一種基本理論，是包含設(shè)計(jì)于施工內(nèi)容的隧道工程新概念。新奧法使用錨噴支護(hù)是為了達(dá)到保護(hù)圍巖強(qiáng)度、控制圍巖變形、實(shí)現(xiàn)發(fā)揮圍者自承能力的目的。只有采用施工監(jiān)控量測(cè)才能掌握圍巖變形動(dòng)態(tài)，做到控制變形。錨桿、噴射混凝土和施工量測(cè)是新奧法的三大要素。（一）礦山法施工流程修改施工方案法和順序改變開控方護(hù)參數(shù)修正支