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1《隧道工程施工技术》包鹏鹏22一、隧道的概念及分类二、隧道工程的特点三、隧道位置选择四、围岩分级五、围岩支护技术目录33一、隧道的概念及分类隧道概念4地下建筑工程：一般地，将在地表或山体以下，为了达到各种使用目的（居住、商业、交通、生产、军事、业务、储存、物流等）而修建的各类建筑物或者构筑物，也称为“地下空间”。隧道是将地下空间做为交通、物流通道的地下工程，是地下通道的主要类型之一。隧道的种类5依据隧道所穿过岩土的性质：岩石（硬土）隧道，土质（软土）隧道依据隧道的位置：山岭隧道，城市隧道，水底隧道依据隧道的埋置深度浅埋隧道，深埋隧道隧道的种类6隧道的用途进行分类•交通隧道：铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地铁、航运隧道、人行隧道•水工隧道：引水隧道、尾水隧道、导流（或泄流）隧道、排沙隧道•市政隧道•矿山隧道矿山隧道也称矿山井巷，它是地下开采、运输、通风、排水等各种孔洞的总称。隧道工程的特点7•整个工程埋设于地下，因此工程地质和水文地质条件对隧道施工起着重要甚至决定性的作用•公路隧道是一个狭长的建筑物，一般只有进出口两个工作面，施工速度慢，工期较长•地下施工环境较差：烟尘、渗水等•隧道多位于山岭区，远离交通线、运输不便、供应困难•隧道埋设于地下，一旦建成，就很难以更改，施工中要做到不留后患88二、隧道位置选择隧道位置选择的影响因素9隧道具体位置的选择的影响因素：当地的工程地质条件水文地质条件地形地貌条件工程难易条件投资数额工期要求施工技术现有的水平今后运营条件1010隧道位置选择按地形条件克服地形障碍按地质条件地址构造的影响高程障碍绕行方案沿河傍山绕行方案隧道直穿方案平面障碍深堑方案隧道方案单斜构造：避开软弱结构面，不要把隧道中线射程与软弱结构面的走向一致，至少成一定交角褶曲构造：背斜—上大下小的楔块，产生小于原重的压力向斜—上小下大的楔块，易掉块、塌方断层构造：断层泥—强度低，地下水的通道（与其隔开足够的安全距离，中线不得与断面方向一致）1111隧道位置选择不良地质的影响滑坡：尽可能避开，不得已时，上部减载荷加强排水崩塌：尽可能伸进山体之中，穿过稳定岩层；洞口必须在此，设置一段明洞岩堆：隧道位置放在岩堆以下的稳定性岩体中泥石流：躲开泛滥区，选在泥石流下切深度一下的基岩中溶洞：（不可承重地基）瓦斯1212洞口位置选择首先考虑边坡的稳定性和仰坡的安全，其次是经济因素“早进晚出”：在决定隧道洞口位置时，为了施工及营运的安全，宁可在一点进洞，晚一点出洞选定原则：洞口尽可能设在山体稳定、地质较好、地下水不丰富的地方洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底洼处，不要与水争路洞口尽可能设在路线与地形等高线相垂直的地方洞口标高应在洪水线以上洞口边坡和仰坡不宜开挖过高洞口附近有水沟和水渠横跨线路时，设置挖槽开沟的桥涵或涵洞若洞口前方岩壁陡立，基岩裸露，最好不刷动原生坡面，不挖开山体洞口意外必须留有生产活动的场所1313隧道的施工方法隧道施工方法明挖法基坑开挖法盖挖法沉管法暗挖法钻爆法（矿山法）非钻爆法顺筑法逆筑法传统矿山法新奥法盾构法掘进机法顶进法1414明挖法定义：现将隧道部位的岩（土）体全部挖除，然后修剪硐身、洞门，再进行回填的施工方法优缺点：明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大1515暗挖法定义：当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工优缺点：受工程地质和水文地质条件的影响较大；工作条件差、工作面少而狭窄、工作环境差;暗挖法施工对地面影响较小,但埋置较浅时可能导致地面沉陷；有大量废土、碎石须妥善处理。1616传统的矿山法与新奥法的区别新奥法传统矿山法支护临时支护喷锚支护木支撑为主、钢支撑永久支护复合式衬砌单层模注混凝土衬砌闭合支护强调不强调控制爆破必须采用可采用测量必须采用无施工方法分块较少分块较多新奥法：充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采取锚杆和喷射混凝土为主要的支护手段，对围岩进行加固约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的测量、控制，指导地下工程的设计施工。传统矿山法：适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地质沉降修筑隧道的技术方法。1717施工方法分类表1818施工方法分类表新奥法施工的异常现象及处理措施2121选择施工方案时考虑的因素工程的重要性：一般由工程的规模，使用上的特殊要求以及工期的缓急体现出来隧道所处的工程地质和水文地质条件施工技术条件和机械装备状况施工中动力和原材料供应情况工程投资与运营后的社会效益和经济效益施工安全状况有关污染、地面沉降等环境方面的要求和限制2222四、围岩分级围岩的概念23围岩是指隧道开挖后其周围产生应力分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体。根据坑道开挖实践，坑道开挖后的稳定性可分为：充分稳定：坑道在上时间内有足够的自稳能力，无需任何人为支护而能维持稳定，无坍塌、偶尔有掉块基本稳定：坑道会因爆破、岩块结合松弛等而产生局部掉块，但不会引起坑道坍塌，坑道是稳定的暂时稳定：大多数坑道是属于这个类型的。坑道开啊后呈现出不同程度的坍塌现象，坍塌后的坑道呈拱形而处于暂时稳定状态不稳定2424围岩分级25岩石坚硬程度划分2626五、围岩支护技术围岩支护27由于隧道或硐室开挖过程中，开挖活动将对其周围的土体或岩石产生不同程度的扰动，并改变围岩原有的应力、应变状态。为控制围岩的变形和坍塌，并能满足防水、防渗、防潮和保证正常使用的要求，开挖后应及时进行支护工作，支护的形式分为临时支护和永久支护。围岩支护28临时支护临时支护的作用，是为了约束和控制围岩变形，增强围岩的稳定性，防止塌方，以保障证施工作业的安全。围岩支护29临时支护的类型按支护原理分原理不同是指：构件支护是以支撑围岩一定范围内的松动岩体，或可能坍塌的岩体；而锚喷支护则是以增强岩体的自身稳定性，加固围岩，充分发挥围岩的承载力为目的按支护材料分按变形特征分按设置位置分构件支护：构造简单，操作方便，但技术、经济效果不如锚喷支护锚喷支护：支护及时，效果好，便于机械化，能与永久支护相结合木支撑：加工简易，重量轻，拆装方便，但易腐蚀，重复利用率低钢支撑：坚固耐用，占用的净空小，能多次使用，不易适应断面的变化钢筋混凝土支撑：支撑强度大，但安装运输不便，笨重，易断裂沿断面周边支护：支护整个开挖断面，适用于顶部及侧壁均有围岩压力时柔性支护：适用于柔性地层，呈塑性破坏时局部支护或支撑：仅支护局部围岩，或支撑个别危岩刚性支护：适用于坚硬地层，呈脆性破坏时围岩支护30为保证临时支护充分发挥其作用，对临时支护的一般要求是：及时可靠简便用料省，成本低围岩支护31永久支护在临时支护的基础上，为保证坑道围岩的稳定及地下工程的长期正常使用，必须对开挖后的坑道进行永久支护。根据不同的施工工艺分锚喷支护（永久）装配式衬砌模筑混凝土衬砌围岩支护—构件支护法32构件支护作为一种临时支护，一般在地质条件交叉的支护作业段使用，常用的有：木支撑、钢支撑和钢筋混凝土构件支撑。木支撑：框架是由横梁、立柱（有时还有底梁）组成。a、护顶式b、半框架式c、纵梁式d、封闭式围岩支护33在岩层中，为防止土石移动或坍塌，顶板要采用先支撑后开挖的施工方法，俗称“插板法”。插板法一般都采用封闭框架。插板法支撑施工步骤围岩支护34在先拱后墙法施工中，坑道拱部需扩大开挖，此时采用的木支撑又称“扇形支撑”。扇形支撑施工步骤围岩支护35钢支撑钢支撑是用钢材替代木材的构件支护方法。钢支撑结构a、直梁式支撑b、曲梁式支撑拱脚支撑结构围岩支护36钢筋混凝土支撑是由若干个混凝土构件拼装而成，通常用于导坑或辅助坑道的支撑。由于钢筋混凝土支撑构件易断裂，较笨重，安装运输不便且接头不宜连接牢固，目前很少采用这种支撑方式隧道超前支护——管棚支护利用导向架，沿着开挖外轮廓线，以较小的外插角，向开挖前方打入钢管，形成对开挖前方围岩的预支护。管棚施工工序有开挖管棚钻机工作室，导向墙施工，搭设平台，安装钻机，安装管棚钢管，注浆。隧道超前支护——超前小导管注浆支护在开挖掘进前，先用喷混凝土将开挖面和隧道一定范围内的地段封闭，然后隧道拱部轮廓线打人带孔的钢管，并向钢管内注浆，浆液即由导管渗透到地层中，在隧道拱部形成固结体并加固围岩。超前小导管适用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。隧道超前支护——超前锚杆支护是沿开挖轮廓线，以一定的外角打入开挖工作面，形成对前方围岩的预支护。主要适应于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱较破碎，开挖面有可能坍塌的隧道中，和钢架配合使用。围岩支护40锚喷支护法锚喷支护是用锚杆+喷射混凝土的一种支护形式。锚杆支护：用机械法或化学方案将一定长度的杆件（多为金属杆）锚固在围岩上预先钻好的锚杆眼内，以加固围岩而起支护作用喷射混凝土支护：将掺有速凝剂的混凝土拌合料，通过混凝土喷射机高速喷射到岩面上迅速凝固而起支护作用围岩支护41锚喷支护法锚喷支护是用锚杆+喷射混凝土的一种支护形式。锚杆支护：用机械法或化学方案将一定长度的杆件（多为金属杆）锚固在围岩上预先钻好的锚杆眼内，以加固围岩而起支护作用喷射混凝土支护：将掺有速凝剂的混凝土拌合料，通过混凝土喷射机高速喷射到岩面上迅速凝固而起支护作用围岩支护42锚杆的种类按锚固方式分按使用年限分按有无预应力分无预应力锚杆有预应力锚杆临时性锚杆：多用于施工期限和使用期限较短的硐室黏结式锚杆：如钢筋砂浆锚杆、树脂锚杆永久性锚杆：多用于永久支护且和喷射混凝土结合起来使用机械式锚杆：若楔缝式锚杆、胀圈式锚杆、开缝摩擦式锚杆围岩支护43围岩支护44模筑混凝土衬砌法模筑混凝土衬砌施工包括两项主要内容：模板工程（由模板拱架、墙架等支撑架构组成的临时性结构物）和混凝土衬砌施工模板：是使混凝土按设计要求浇筑形成的临时结构。它除了起成形作用外，还和拱架、墙架一起共同承受新浇筑的混凝土重量和围岩压力。因此，模板结构必须满足足够的强度和稳定性，构造简单，结构合理，表面光滑平整，接缝严密和重复利用率高的要求围岩支护45装配式衬砌法装配式衬砌是先在工厂加工预制混凝土衬砌构件，然后运至硐室中按一定顺序装配成型的永久支护形式。在盾构法施工的硐室中，通常采用装配式衬砌装配式衬砌作为永久支护结构要满足以下几点：具有足够的强度不透水性和耐久性好装配式安全、简便、且构件能够互换46谢谢！