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软弱破碎围岩隧道施工技术

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Contents

01

围岩分类与特性

02

施工前的准备工作

03

隧道施工方法

06

施工安全与质量控制

04

围岩支护技术

05

施工过程中的监测

PART01

围岩分类与特性

围岩的定义和分类

围岩是指隧道开挖后，周围环绕的岩石体，其稳定性直接影响隧道施工安全。

围岩的定义

依据岩石的地质成因和结构特征，围岩被划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩等类型。

围岩的地质分类

根据岩石的物理性质，如密度、硬度等，围岩被分为不同类别，指导施工方法选择。

围岩的物理分类

根据岩石的力学性质，如抗压强度、弹性模量等，围岩被分为若干力学类别，以评估其稳定性。

围岩的力学分类

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03

04

软弱破碎围岩的特性

软弱围岩由于其松散结构，承载力低，容易在施工过程中发生坍塌。

低承载力

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04

破碎围岩在受到外界压力时，变形性大，容易产生较大的位移和变形。

高变形性

由于裂隙发育，软弱破碎围岩的渗透性变化大，可能影响隧道的防水和稳定性。

渗透性变化

软弱破碎围岩的物理力学性质不均匀，导致施工中难以预测和控制围岩的反应。

不均匀性

影响围岩稳定性的因素

地下水流动和水压变化可导致围岩强度降低，增加隧道施工风险。

地下水活动

地应力的大小和方向会影响围岩的稳定性，高应力区可能引发岩爆等现象。

地应力状态

围岩的初始应力状态复杂，不均匀的应力分布可能导致围岩变形和破坏。

围岩的初始应力

不同的施工技术和方法对围岩的扰动程度不同，合理选择可提高围岩稳定性。

施工方法与技术

PART02

施工前的准备工作

地质勘察与评估

通过钻探获取围岩样本，进行物理和化学分析，评估围岩的稳定性和可能的风险。

钻探取样分析

分析隧道区域的地下水情况，预测施工过程中可能遇到的水文地质问题和影响。

水文地质评估

使用地质雷达技术对隧道区域进行扫描，探测地下结构和潜在的空洞或裂缝。

地质雷达检测

施工方案设计

在设计施工方案前，需对围岩的地质条件进行详细评估，以确定潜在的风险和施工难度。

地质评估与分析

01

根据围岩的特性选择合适的施工方法，如新奥法(TBM)或传统钻爆法，确保施工安全和效率。

施工方法选择

02

设计实时监测系统，包括位移、应力等参数的监测，以及建立预警机制，保障施工期间的安全。

监测与预警系统规划

03

施工设备与材料准备

根据围岩条件选择合适的隧道掘进机，如TBM或盾构机，以适应软弱破碎围岩的施工需求。

选择合适的隧道掘进机

提前准备各种支护材料，如锚杆、钢拱架和喷射混凝土，确保施工时能及时进行围岩加固。

准备支护材料

为保证施工设备正常运行，需搭建可靠的临时供电系统，包括发电机和电缆等。

搭建临时供电系统

施工前需准备通风设备和照明设施，以确保隧道内空气质量良好且有足够的光线进行作业。

准备通风与照明设施

PART03

隧道施工方法

新奥法施工技术

在围岩稳定后，进行二次衬砌，通常使用预制混凝土或现浇混凝土，以提高隧道的整体性和耐久性。

二次衬砌

新奥法施工强调初期支护的重要性，通常使用喷射混凝土和锚杆等手段来加固围岩，确保隧道稳定。

支护结构

新奥法施工中，隧道开挖采用分步开挖，先进行上部开挖，再进行下部开挖，以减少对围岩的扰动。

隧道开挖

钻爆法施工技术

通风与排烟

钻孔作业

03

爆破后立即进行通风，排除有害气体和粉尘，保障施工人员安全和健康。

装药与爆破

01

在围岩上按照设计图纸进行精确钻孔，为后续爆破作业做准备，确保孔位准确无误。

02

在钻好的孔内装填适量炸药，按照预定的爆破顺序进行引爆，以破碎围岩。

支护与衬砌

04

在爆破后及时进行围岩支护，防止围岩崩塌，并进行隧道衬砌，确保结构稳定。

盾构法施工技术

根据地质条件选择合适的盾构机，如土压平衡盾构机适用于软土地层。

01

盾构机的选择与应用

盾构法施工中，隧道衬砌通常采用预制混凝土管片，确保隧道结构稳定。

02

隧道衬砌的安装

施工过程中采取措施控制地面沉降，如注浆加固地层，减少对周边环境的影响。

03

地面沉降控制

盾构机推进时需精确控制方向，确保隧道轴线符合设计要求，避免偏差。

04

盾构机的推进与导向

隧道内需设置有效的通风系统和照明设施，保障施工人员安全和作业效率。

05

盾构隧道的通风与照明

PART04

围岩支护技术

初期支护技术

喷射混凝土是隧道施工中常用的初期支护方法，能迅速封闭围岩，提供临时支撑。

喷射混凝土支护

锚杆通过锚固在围岩内部，增强岩体稳定性，是隧道初期支护的重要组成部分。

锚杆支护

钢拱架作为隧道初期支护结构，能有效支撑开挖面，防止围岩变形和坍塌。

钢拱架支护

二次衬砌技术

二次衬砌的作用

二次衬砌作为隧道施工的后期加固措施，确保围岩稳定性和隧道的长期安全。

二次衬砌施