隧道施工方法分类

隧道工程设计业绩隧道工程设计业绩序号工程名称工程概况阶段附注1京沪高速铁路南京长江水底隧道京沪高速铁路全线控制工程，全长5760米，沉管法初步设计多项成果达到国内领先水平2长江南京段上游过江通道全长3385米，双向六车道，沉管法预可行性研究方案竞选第一名3武汉长江隧道工程全长3270米，双向四车道，盾构法施工图4广州地铁一号线跨珠江水底隧道全长300米建成5万宜铁路宜昌长江水底隧道全长约5400米，沉管法可行性研究6浙江舟山本岛塘头至普陀山海底隧道工程全长3255米，沉管法预可行性研究7上海复兴东路黄浦江水底隧道全长2300米，双向四车道，盾构法投标8上海浦东铁路黄浦江水底隧道全长9450米，盾构法，盾构区间长5880米初步设计9厦门东通道海底隧道全长5300米，两座三车道净间距30米的隧道组成预可行性研究11上海市翔殷路越江隧道工程全长2027米，双向四车道，盾构法投标主要水底隧道项目业绩一览表隧道工程设计业绩序号工程名称工程概况阶段附注1大瑶山长大铁路隧道14295米，国内最长的双线电气化隧道，长度居世界铁路隧道第10位建成国家科技进步特等奖、隧道控制测量荣获国家优秀勘察银奖2南岭隧道6060米，电气化双线隧道建成铁道部科技成果一等奖、国家科技进步三等奖、中国建筑工程鲁班奖3漳泉铁路西坑子单线隧道4650米建成首次采用平行导坑施工4湘黔铁路雪峰山单线隧道2535米建成5襄渝铁路武当山单线隧道5218米建成6枝柳铁路银匠界双线隧道4522米建成采用洞口帘幕式通风获部科技进步一等奖7焦枝铁路复线新龙门隧道2548米建成洞口集中式运营射流通风技术获铁道部科技进步二等到奖8京九铁路岐岭双线隧道2536米建成获铁道部优秀设计一等奖9京九铁路雷公山双线隧道3679米建成10京九铁路老营盘双线隧道2808米建成11梅坎铁路松南单线隧道3398米建成梅坎线最长隧道12赣龙铁路蛟洋单线隧道6970米建成13赣龙铁路天兴山单线隧道5490米建成主要铁路隧道项目业绩一览表隧道工程设计业绩主要铁路隧道项目业绩一览表（续）14赣龙铁路金华山单线隧道5149米建成15赣龙铁路猫头岭单线隧道4751米建成16温福铁路杨梅岭单线隧道7915米完成施工图17温福铁路分水关单线隧道7120米完成施工图18温福铁路八仙仑单线隧道7100米完成施工图19温福铁路周仓岭单线隧道5960米完成施工图20温福铁路鸡面山单线隧道5656米完成施工图21温福铁路刘洋寨单线隧道5613米完成施工图22温福铁路青岙单线隧道5590米完成施工图23万宜铁路野三关单线隧道13788米在建24万宜铁路堡镇单线隧道11596米在建25万宜铁路齐岳山单线隧道10452米在建26万宜铁路大支坪单线隧道8768米在建27万宜铁路马鹿箐单线隧道7900米在建28万宜铁路八字岭单线隧道5992米在建29万宜铁路堰湾单线隧道5774米在建30万宜铁路大山岭单线隧道5576米在建31万宜铁路云雾山单线隧道5520米在建32万宜铁路吊岩沟单线隧道5518米在建隧道工程设计业绩序号工程名称工程概况阶段附注1深圳梧桐山上行隧道(旧洞改建)2270米，单向双车道城市隧道建成为既有隧道改造设计,是国内首次对公路市政隧道进行改造设计。获国家鲁班奖入选中国企业新纪录,获部优秀设计三等奖2广州白云山公路隧道242米建成国内第一座双跨连拱6车道隧道，宽34m，获部优秀设计二等奖3深圳市坪西高速公路迭福山隧道双向四车道，1500米建成4湖北宜昌东山隧道1374米建成5湖北宜昌云集隧道1458米建成6漳龙高速公路乌石山隧道2621米，双向四车道建成目前福建省最长的公路隧道7厦门莲黄公路隧道双向，1500米在建8上海洋山深水港一期工程小洋山隧道4×300米双向4×3车道在建9湖北省三峡库区沿江公路吕家坪隧道1870米建成10湖北省三峡库区沿江公路米仓口隧道1350米建成11湖北襄樊地区路网改造工程梅子岭隧道1200米在建12泉州市大坪山隧道2×1469米在建13隔河沿水利枢纽对外公路徐家台隧道建成湖北省优秀设计三等奖主要公路隧道项目业绩一览表大跨、双跨联拱、小净距、群洞1、隧道修建方法分类与简况2、矿山法施工方法分类3、施工组织设计的编制程序与方法4、隧道施工的基本原则5、隧道开挖与出碴运输6、超前支护与初期支护7、防排水施工8、二次衬砌9、施工通风除尘1．隧道修建方法分类与简况1.1分类表1明挖法：明挖暗埋；沉埋管段暗挖法：矿山法（新奥法、钻爆法）非爆破法——TBM法；盾构法表1隧道修建方法分类表1．隧道修建方法分类与简况1.2暗挖法修建简况矿山法(钻爆法)隧道：历史最悠久。黑色炸药是我国古代四大发明之一，1225年传入西亚和欧洲。1867年瑞典人诺贝尔发明黄色炸药，其后随着钻岩机械的诞生和发展，隧道钻爆法得到迅速发展。钻爆法修建隧道至今仍占统治地位。我国铁路隧道从1888年修建台湾省狮球岭隧道（261m）起，至1999年止，共修建铁路隧道6878座，总长3667.02km，最长的为秦岭隧道18.456km，目前正在修建的兰新复线乌梢岭隧道全长达到20.05km。我国公路隧道随着高速公路的飞快发展也快速发展，截止2000年已修建1684座，总长628km。最长的公路隧道为开挖已贯通，正在灌筑砼衬砌的陕西省跨秦岭的终南山隧道，长度18.05km。1．隧道修建方法分类与简况1.2暗挖法修建简况TBM隧道：起步较晚，但发展迅猛。自1952年美国罗宾斯公司生产第1台TBM起，采用TBM施工的隧道的累计总长度已超过4000km目前世界上每年开挖的隧道中，有30%—40%是由掘进机完成的。开挖断面直径最大的达到11.81m(瑞士Mt.Russein道路隧道，1990—1992年)。我国采用TBM施工的隧道，主要是水电部门和铁路部门。水电部门的甘肃引大入秦30A隧洞和山西万家寨引黄入晋工程隧洞，使用TBM完成的隧洞累计长度已超过130km，目前又在辽宁大伙房引水工程准备采取TBM施工隧洞。铁路隧道是1998年引进2台φ8.8m德国威尔特公司生产的TBM，完成西康线秦岭Ⅰ线隧道、西安合肥线桃花铺1号隧道和磨沟岭隧道累计23km的单线隧道。1．隧道修建方法分类与简况1.2暗挖法修建简况盾构隧道：第一座采用盾构法修建的隧道是1825年英国泰晤士河河底隧道，比TBM问世早127年。此后，在英、美、法、德等国家得到推广应用。日本则是20世纪60年代起迅速发展，1964—1984年20年间就生产各式盾构5000台，仅东京地铁采用盾构法完成的隧道累计长度超过300km。1988年—1993年英、法两国采用11台盾构机修建了全长48.5km的英吉利海峡隧道，2003年英法两国采用φ15m土压平衡式盾构机又开始修建第2条英吉利海峡隧道。我国盾构法施工始于1965年上海打浦路过江隧道（φ10.22m），1984年和1994年在上海黄浦江上又先后修建φ11.3m的延安东路隧道和φ11.22m的延安东路复线隧道。最近跨越长江的武汉过江隧道（φ11m多）已开工，南京过江隧道（φ14.87m）也即将采用盾构法修建。采用盾构法修建的地铁隧道近年来更是蓬勃发展，主要城市有上海、广州、深圳、北京、南京、天津等，我国的盾构法施工已步入世界盾构技术的先进行列。二次衬砌系统锚杆喷混凝土钢筋网钢架隧道结构组成初期支护拱部边墙仰拱（铺底）模筑混凝土或钢筋混凝土1.3矿山法隧道结构1.3矿山法隧道结构拱部边墙边墙铺底二次衬砌（模筑砼或钢筋砼）初期支护（锚杆、喷砼、钢筋网、钢架）1.3矿山法隧道结构2．矿山法施工方法分类施工方法的选用，主要依据工程地质和水文地质条件、开挖断面、工期要求、施工设备、环境保护等因素，经综合经济技术比较后确定。主要的施工方法分类如表2。3124从施工速度上比较，由快到慢，依次为全断面法→台阶法→分部开挖法。从控制地表和地中变位上，由好到差，依次为中隔壁法→侧壁法→环形开挖法→台阶法。从疏排地下水的效果上，双侧壁导坑法优于其他方法。2．矿山法施工方法分类3．施工组织设计的编制程序与方法主要根据地质和水文地质条件、开挖断面、工期要求确定。优选施工方法：施工部署和任务划分：主要根据工程规模、地形地理条件，工期及方便管理进行安排和划分。计划进度安排：主要依据总工期要求、开挖方法、施工队伍素质、机械设备能力，并参考同类工程的平均进度确定。当前铁路、公路隧道的开挖（含初期支护）的平均进度水平如表33．施工组织设计的编制程序与方法表3隧道开挖平均进度表（m/月）3．施工组织设计的编制程序与方法根据工期、计划进度，合理配置相应的施工机械设备、劳动力和主要材料供应，以及供电、供水系统。资源配置：编制施工总平面布置图：安排施工准备工作：内容包括校对设计文件、测量标桩复测、施工场地和弃渣场地布置、安排交通运输路线、组织风、水、电线路敷设、生产和生活设施安排、搞好现场及洞口排水系统以及环保安排等。4．隧道施工的基本原则基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。采用非爆破的机械开挖方法，如TBM，单臂掘进机等。4.1保护围岩1对于硬岩，主要是减少开挖对围岩的扰动范围，控制对围岩的损伤。主要措施有：采用控制爆破技术，拱部用光面爆破，边墙用预裂爆破。23采用导坑超前加周边扩挖的开挖方法。4．隧道施工的基本原则基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。对于软弱围岩，主要是控制围岩的松驰，提高围岩自支护能力。主要措施：123超前加固地层。采用超前注浆管棚、超前注浆小导管、超浅埋隧道地表注浆加固地层等；稳定开挖面。采用超前支护、开挖面正面锚喷、预留核心土等。开挖地段及时闭合成环。尽量缩短台阶长度，及时施作初期支护，设临时仰拱或横撑；大跨度隧道施作临时仰拱有困难时，可采用“三锁”注浆锚管（杆）替代；设底部锚杆或底部注浆加固；仰拱超前于墙拱施作，尽量靠近下台阶开挖面。4．隧道施工的基本原则基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。内实外美是隧道施工质量的主要标志，它取决于初期支护和二次衬砌的施作质量。“内实”是内在质量的体现，“外美”是外观质量的体现。内实是基础，两者溶为一体。内实就是要求隧道初期支护和衬砌具有设计耐用期内的强度、耐久性、使用性和可靠性，做到“四密实”——喷砼密实、初期支护与围岩密实（贴）、二衬砼密实、二衬与衬期支护密实（贴）。外美主要是衬砌表面平整，颜色一致，无错台，无蜂窝麻面；三缝处理到位，不渗不漏。4.2内实外美4．隧道施工的基本原则基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。包含两层意思。一是搞好施工通风除尘和照明，确保洞内各作业面的空气质量、粉尘含量、温度湿度和亮度，控制在国家劳动卫生的标准之内，最大限度地减少对作业人员健康的影响；二是保护隧道周边环境，控制地表下沉、控制水资源流失、防止工程废水弃碴污染和影响河流、保护隧道洞口植被等。4.3重视环境4．隧道施工的基本原则基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。动态施工就是隧道施工必须根据地质条件和围岩力学动态的变化，适时采取相应措施适应这种动态变化的施工管理过程。它包括动态变化信息的收集分析、反馈设计和指导施工三方面内容。动态变化信息通过施工地质调查预报、围岩量测获取。反馈设计就是根据获取的地质条件和围岩力学动态变化信息，及时修正优化进行动态设计，尔后改进施工方法和施工工艺，最终目的就是达到安全、优质、快速、降造。4.4动态施工5．隧道开挖5.1开挖方法全断面法：适用于Ⅰ、Ⅱ级围岩，机械：液压钻孔台车，多层台架＋风钻。近年来，台架＋风钻替代钻孔台车渐成趋势，优点是施工进度不低于台车，造价低。台阶法：适用于III—Ⅴ级围岩。以两台阶为主。保护围岩，控制变形防止坍方的关键是合理确定台阶长度（表2）和仰拱先行。工程中普遍存在的问题为台阶过长。分部开挖法：适用于Ⅳ—Ⅴ级围岩，采用环形开挖留核心土法居多。施工作业关键：各部间距应3m；初支及时封闭；上下部开挖时钢架的连接。大跨软弱富水地段，建议采用双侧壁导坑法。实例：岐岭铁路双线隧道进口段。5．隧道开挖5.2