第5.4节 区间隧道施工.ppt

第四节 区间隧道的施工;一、山岭地区区间隧道的施工;⑴钻眼、爆破和开挖 ①围岩稳定或基本稳定，开挖面不大，采用全断面一次钻爆； ②断面高度较大时采用台阶施工法。 ③地质条件复杂，断面较大，采用导洞施工法。 图5－31为某隧道采用导洞法施工程序示意图。;如图，先掘一定深度(1.5～2.5m)的小断面巷道，然后再 开帮挑顶或卧底，将洞室扩大到设计断面。;④采用光面爆破技术，断面较圆滑规则。 a.光面爆破对钻眼质量﹑装药的结构及爆破方式要求严格。 b.周边眼的最小抵抗线，炮眼间距和装药结构是影响光爆效果的三要素。 c.区间隧道的光面爆破通常采用微差爆破法，起爆顺序分为正序起爆和反序起爆。 d.正序起爆即先掏槽孔，再辅助孔，最后周边孔； e.反序起爆即先周边孔，再掏槽孔和辅助孔，又称预裂光面爆破。;施工中光面爆破参数的设计应采用工程类比法??试验方法确定，如无条件试验时，可参照表5－13选用爆破参数。;⑴对中硬岩石隧道，可采用一次爆破，炮眼深度为3～5m; ⑵对于软岩工程，可采用半断面或台阶开挖，一般为1.0～3.0m的浅孔爆破。 通常光面爆破效果应达到表5－14的指标。;⑵独臂钻的开挖施工 ①适用于开挖软岩，速度甚快； ②不适用于地下水较多﹑围岩不太稳定的地层。 ⑶天井钻的开挖施工 ①专门用来开挖竖井或斜井的大型钻具； ②适宜钻通风竖井或钻大型竖井斜井的导洞。 ⑷喷锚支护及现浇混凝土衬砌 1)喷锚支护 ①锚喷支护多为初期支护，包括锚杆的安装﹑悬挂钢丝网﹑喷混凝土三道工序。;②锚杆主要三种：全长粘结式锚杆﹑端头锚固型锚杆﹑楔缝式或胀壳式摩擦型锚杆。 ③喷射混凝土可分为干喷﹑潮喷﹑湿喷三种方式，湿喷工艺流程如图5－32， 2)混凝土衬砌;⑸新奥法 1)新奥法(NATM)是新奥地利隧洞施工法的简称。 2)新奥法的主要原则是： ①充分利用岩体的强度，发挥岩体的自承能力。 ②正确运用围岩﹑支护共同作用原理，恰当利用岩体蠕变发展规律。 ③把监测作为必要手段，始终监测支护的位移和压力变化。 ④强调封底重要性，务必封底。 ⑤施工﹑设计﹑监测三结合。 新奥法的典型施工顺序如图5－33所示。;图5-33 新奥法典型施工顺序(尺寸单位：cm);⒉隧道掘进机施工法(TBM法) ①隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)适用于中等坚硬岩石中隧道的施工； ②造价高，施工机械化自动化程度高； ③我国的秦岭隧道1号线采用了TBM施工，月平均276m，最高月进度达402m。;⑴TBM的组成： 分为敞开式﹑顶部保护式﹑护盾式。 图5－34是英国海峡隧道法国端使用的护盾式掘进机(T2)。 ⑵掘进机施工作业程序： 正常条件下TBM作业程序如图5－35所示。 ⑶隧道施工存在的问题及对策： 造价高﹑使用范围小﹑岩石依赖性大﹑技术要求高;图5-34 护盾式掘进机改造(T2);图5-35 TBM作业程序示意图;二、软土地区深埋隧道的施工;(1)盾构的分类和组成 1)盾构分类 ①按照盾构机挖土的方式：手工挖土、分断面机械开挖、全断面开挖三类，如图5－36。 ②按照开挖面土体支撑保持稳定方法：敞口盾构、机械支撑盾构、气压、液压和土压平衡盾构，如图5－37。 ③按照开挖土体废料装卸方式的不同，盾构机分为如图5－38的不同类型。;图5-36　盾构机不同的挖土方式 a1-敞口；a2-工作平台；a3-带支撑的平台；b1-分断面机械开挖和支撑；b2-可移动的分断面开挖机；b3-累计分断面开挖；c1-带刮刀全断面开挖轮盘支撑开挖面；c2-带刀盘全断面开挖；c3-带滚刀掘进头全断面开挖;图5-37　盾构开挖工作面平衡系统 a)边坡；b)机械支承；c)压缩空气支承；d)泥水压力支随便；e)土压平衡;图5-38 盾构碴土传输系统;④衬砌分为：铸铁管片﹑钢管片﹑钢筋混凝土预制管片和现浇钢纤维混凝土衬砌。 2)盾构机基本构造 壳体、排土系统、推进系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。 ⑵盾构法隧道的施工 1)盾构进出工作井 ①盾构进出工作井前后50m是施工最困难的地段之一。;②盾构进出工作井必须解决： a.封门材料选择和制作； b.洞周土体的滑移和沉陷； c.盾构水平和竖直方向的偏移。 图5－39为盾构机进出工作井的示意图。 ③洞周加固的方法： a.化学加固方法：注浆加固、深层搅拌桩、旋喷桩等； b.物理加固方法：井点降水疏干土体、冻结等。 ;图5-39 盾构机进出工作井示意图;式中：σt——为深层搅拌加固后土体的弯曲拉伸强度（kPa）； K——为安全系数取1. 5 ； E——朗金土压力公式计算的水土侧压力和； E=Ek+Ew，如图5－40所示。 r——r=D/2，