隧道工程第7讲2资料

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1、1. 1.隧道施工方法选择应考虑的主要因素。隧道施工方法选择应考虑的主要因素。 2. 2.新奥法的定义。新奥法的定义。 3. 3.新奥法的基本原则。新奥法的基本原则。 复习复习 6.1 6.1 隧道施工方法概述隧道施工方法概述 6.3 6.3 新奥法的基本概念新奥法的基本概念 6.2 6.2 主要开挖方法主要开挖方法 6.4 6.4 隧道岩土控制变形分析工法简介隧道岩土控制变形分析工法简介 6.5 6.5 隧道洞口施工隧道洞口施工 第六章 隧道施工方法第六章 隧道施工方法 6.4 6.4 隧道岩土控制变形分析工法简介隧道岩土控制变形分析工法简介 第六章 隧道施工方法第六章 隧道施工方法 A.D

2、E.CO - RSA.DE.CO - RS法法( (新意法新意法) )是通过对隧道掌子是通过对隧道掌子 面前方超前核心土的勘察、量测面前方超前核心土的勘察、量测, ,预报围岩的应预报围岩的应 力力- - 应变形态应变形态, ,并依据隧道开挖后围岩稳定、暂并依据隧道开挖后围岩稳定、暂 时稳定、不稳定划分为时稳定、不稳定划分为A A、B B、C C三种类型三种类型, ,在在 此基础上进行信息化设计和施工此基础上进行信息化设计和施工, ,确保隧道安全确保隧道安全 穿越各种地层穿越各种地层( (尤其是复杂不良地层尤其是复杂不良地层) )和实现全和实现全 断面开挖的一种隧道设计、施工方法。断面开挖的一种

3、隧道设计、施工方法。 新意法与新奥法的比较 （一）新意法与新奥法的不同之处 (1)地层变形反应的分析方式不同 新奥法对地层变形反应的分析仅限于掌子面的后方， 仅对隧道收敛进行分析，新意法不仅对掌子面后方的 地层变形反应进行分析，而且更加注重对掌子面前方 地层的变形反应。 (2) 地层变形 反应的控制方 式不同 (2)地层变形反应的控制方式不同 由于对地层变形的分析方式不同，新奥法与新意法对 地层变形反应的控制方式也不同。新奥法采用锚杆、 喷射混凝土、钢拱架、施做仰拱等手段仅对掌子面后 方的隧道施加约束作用；新意法不仅要求隧道的支护 措施要与掌子面保持适度的距离，不能落在掌子面太 远，对隧道提供

4、连续的约束作用，而且要求对超前核 心土采取适当的防护和加固措施，提高其强度和变形 特性，对隧道提供超前约束作用。 新奥法是隧道施工理念的一大进步。它的成就是将围 岩视为支护承载体系的一部分；采用锚喷等简单积极 的支护技术以控制隧道的收敛变形；强调监控量测以 了解围岩的变形反应。但在最初的新奥法原理阐述中 ，人们将注意力集中到隧道开挖后的收敛变形上，忽 视了前方核心土变形的重要性，也没有对预支护技术 的作用给以足够的认识。新奥法在处理低度至中度困 难应力强度条件下隧道开挖是成功的，但对恶劣 地层，但对浅埋地面环境控制要求高的地段，新奥法 就体现了它的局限性。新奥法施工的原理之一是初期 支护稳定后

5、再施做二衬，在不良地质中机械地利用这 一原理常导致一些不良的后果。 （二）新意法的优点 新意法重视隧道加固措施新意法重视隧道加固措施, ,把隧道加固措施把隧道加固措施 视为控制和调节隧道变形不可缺少的工具视为控制和调节隧道变形不可缺少的工具, ,从而从而 把隧道加固措施视为保证隧道最终稳定的结构把隧道加固措施视为保证隧道最终稳定的结构 的一部分的一部分( (关注隧道的变形量关注隧道的变形量, ,隧道工程的造价隧道工程的造价 与其变形量成正比与其变形量成正比) ) 。 采用新意法采用新意法, ,可以对隧道进行完整的、可靠可以对隧道进行完整的、可靠 的设计的设计, ,从而使主承包商可以在各种地层中

6、从而使主承包商可以在各种地层中, ,甚甚 至在最困难的地层条件下至在最困难的地层条件下, ,都可以进行机械化全都可以进行机械化全 断面隧道施工。断面隧道施工。 采用新意法采用新意法, ,可以估计出工程的工期和造价可以估计出工程的工期和造价 , ,从而可以避免业主与承包商之间的各种纠纷。从而可以避免业主与承包商之间的各种纠纷。 采用新意法采用新意法, ,可以在隧道施工期间很容易地可以在隧道施工期间很容易地 、客观地量测出掌子面、客观地量测出掌子面- - 超前核心土体系的应超前核心土体系的应 力力- - 应变状态应变状态, ,从而有效克服了以前的围岩分类从而有效克服了以前的围岩分类 方法的缺陷方法

7、的缺陷( (以前的围岩分类方法对地质力学类以前的围岩分类方法对地质力学类 别与地层的变形反应进行比较别与地层的变形反应进行比较) ) 。采用以前的。采用以前的 围岩分类方法围岩分类方法, ,会在业主与承包商之间造成许多会在业主与承包商之间造成许多 纠纷。纠纷。 隧道施工的洞口地段隧道施工的洞口地段，是指隧道进口，是指隧道进口( (或出口或出口) ) 附近对隧道施工有影响的地段。附近对隧道施工有影响的地段。 隧道洞口工程主要包括边、仰坡土石方；边、隧道洞口工程主要包括边、仰坡土石方；边、 仰坡防护；端墙、翼墙等洞门圬工；洞口排水系仰坡防护；端墙、翼墙等洞门圬工；洞口排水系 统；洞口检查设备安装；

8、洞口段洞身衬砌。统；洞口检查设备安装；洞口段洞身衬砌。 6.5 6.5 隧道洞口施工隧道洞口施工 第六章 隧道施工方法第六章 隧道施工方法 一、洞口地段的一般概念一、洞口地段的一般概念 一般情况下，将由于隧道开挖可能给上坡地表一般情况下，将由于隧道开挖可能给上坡地表 造成不良影响的洞口范围称为造成不良影响的洞口范围称为洞口加强段洞口加强段。 洞口位置 明洞段 过渡段 洞口段隧道洞身段 上下部开挖分界线 23m 1 2D 洞口位置 洞口地段的洞口地段的特点特点为：洞口地段地层一般较破碎为：洞口地段地层一般较破碎 ，多属堆积、坡积、严重风化或节理裂隙发育的，多属堆积、坡积、严重风化或节理裂隙发育的

9、 松软岩层，稳定性较差；当岩层层面坡度与洞门松软岩层，稳定性较差；当岩层层面坡度与洞门 主墙开挖坡度一致时，容易产生纵向推滑力；洞主墙开挖坡度一致时，容易产生纵向推滑力；洞 口附近山体覆盖层较薄，一旦塌方可能塌穿到地口附近山体覆盖层较薄，一旦塌方可能塌穿到地 表面；若隧道处于沟谷一侧或傍山时，通常会产表面；若隧道处于沟谷一侧或傍山时，通常会产 生侧向压力。生侧向压力。 l. l.在场地清理作施工准备时，应平整洞顶地表在场地清理作施工准备时，应平整洞顶地表 ，排除积水，整理隧道周围流水沟渠。之后施做，排除积水，整理隧道周围流水沟渠。之后施做 洞口边、仰坡顶处的天沟。洞口边、仰坡顶处的天沟。 2.

10、 2.洞口施工宜避开雨季和融雪期。在进行洞口洞口施工宜避开雨季和融雪期。在进行洞口 土石方工程时，不得采用深眼大爆破或集中药包土石方工程时，不得采用深眼大爆破或集中药包 爆破，以免影响边、仰坡的稳定。爆破，以免影响边、仰坡的稳定。 6.5 6.5 隧道洞口施工隧道洞口施工 第六章 隧道施工方法第六章 隧道施工方法 二、洞口地段施工注意事项二、洞口地段施工注意事项 3. 3.洞口部分圬工基础必须置于稳固的地基上。洞口部分圬工基础必须置于稳固的地基上。 4. 4.洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工 连接成整体，确保拱墙连接良好。连接成整体，确保拱墙连接良好

11、。 5. 5.洞口段洞身施工时，应根据地质条件、地表洞口段洞身施工时，应根据地质条件、地表 沉陷控制以及保障施工安全等因素选择开挖方法沉陷控制以及保障施工安全等因素选择开挖方法 和支护方式。和支护方式。 6. 6.洞门完成后，洞门以上仰坡脚受破坏处，应洞门完成后，洞门以上仰坡脚受破坏处，应 及时处理。如仰坡地层松软破碎，宜用浆砌片石及时处理。如仰坡地层松软破碎，宜用浆砌片石 或铺种草皮防护。或铺种草皮防护。 表 洞口地段自然灾害及处置措施表 洞口地段自然灾害及处置措施 灾害现象问题点主要措施 滑坡 由于洞口挖方破坏了原坡面的平 衡状态，导致滑坡；在原地层滑 坡线上开挖，导致出现新的滑坡 地表锚

12、杆、注浆桩、深 基桩、挡墙、土袋等 崩塌落石在陡坡山崖处开挖，即使围岩条 件较好也极可能出现崩塌或落石 喷射混凝土、地表锚杆 、锚索、防落石棚、注 浆 偏压 由于地形的非对称性，作用在隧 道横断面上的荷载不平衡，加大 隧道结构上的压力，导致结构剪 切破坏。 平衡压重填土、护坡挡 墙、挖切土体、减轻偏 压力 泥石流泥石流的冲击力极大，多从沟谷 冲下，危害结构物安全 沿沟谷设梯级防沙坝 雪崩与泥石流同样具有极大冲击力， 多发生在沟谷或陡坡处 沿沟谷设梯级防沙坝， 洞口顶部设防护棚 洞口段围岩为洞口段围岩为级以下级以下，地层条件良好时，地层条件良好时， 一般可采用一般可采用全断面全断面直接开挖进洞，

13、初始直接开挖进洞，初始10-20m10-20m区区 段的开挖，爆破进尺应控制在段的开挖，爆破进尺应控制在23m23m。施工支护，。施工支护， 于拱部可施做局部锚杆；墙、拱采用素喷混凝土于拱部可施做局部锚杆；墙、拱采用素喷混凝土 支护。洞口支护。洞口35m35m区段可以挂网喷混凝土及设钢拱区段可以挂网喷混凝土及设钢拱 架予以加强。架予以加强。 6.5 6.5 隧道洞口施工隧道洞口施工 第六章 隧道施工方法第六章 隧道施工方法 三、洞口的施工方法三、洞口的施工方法 洞口段围岩为洞口段围岩为IVIV级级，地层条件，地层条件较好较好时，宜时，宜 采用采用正台阶法正台阶法进洞进洞( (不短于不短于20m

14、20m区段区段) )爆破进尺控爆破进尺控 制在制在1.52.5m1.52.5m。施工支护采用拱、墙系统锚杆和。施工支护采用拱、墙系统锚杆和 钢筋网喷射混凝土。必要时设钢拱架加强施工支钢筋网喷射混凝土。必要时设钢拱架加强施工支 护。护。 洞口段围岩为洞口段围岩为IIIVIIIV级，地层条件级，地层条件较差较差时，宜时，宜 采用上采用上半断面长台阶法半断面长台阶法进洞施工。上半断面先进进洞施工。上半断面先进 50m50m左右后，拉中槽落底，在保证岩体稳定的条左右后，拉中槽落底，在保证岩体稳定的条 件下，再进行边墙扩大及底部开挖。上部开挖进件下，再进行边墙扩大及底部开挖。上部开挖进 尺一般控制在尺一

15、般控制在1.5m1.5m以下，并严格控制爆破药量。以下，并严格控制爆破药量。 施工支护采用超前锚杆与系统锚杆相结合，挂网施工支护采用超前锚杆与系统锚杆相结合，挂网 喷射混凝土。拱部安设间距为喷射混凝土。拱部安设间距为0.51.0m0.51.0m的钢拱架的钢拱架 支护，及早施做混凝土衬砌，确保稳定和安全。支护，及早施做混凝土衬砌，确保稳定和安全。 洞口段围岩为洞口段围岩为级以上级以上，地层条件差时，可，地层条件差时，可 采用采用分部开挖法和其它特殊方法分部开挖法和其它特殊方法进洞施工。进洞施工。 具体方法具体方法有：开挖前应对围岩进行预加固措施有：开挖前应对围岩进行预加固措施 ，用钢架紧贴洞口开

16、挖面进行支护，再采用短台，用钢架紧贴洞口开挖面进行支护，再采用短台 阶或预留核心土环形开挖法等进行开挖作业。阶或预留核心土环形开挖法等进行开挖作业。 支撑应紧跟开挖工序，随挖随支。施工支护采支撑应紧跟开挖工序，随挖随支。施工支护采 用网喷混凝土，系统锚杆支护；架立钢拱架间距用网喷混凝土，系统锚杆支护；架立钢拱架间距 为为0.5m0.5m，必要时可在开挖底面施做临时仰拱。开，必要时可在开挖底面施做临时仰拱。开 挖完毕后及早施作混凝土内层衬砌。挖完毕后及早施作混凝土内层衬砌。 洞口位于软弱土层地带，如第四季的冲（洪）积洞口位于软弱土层地带，如第四季的冲（洪）积 层、残积层及人工填土等，采用高压旋喷法、深层、残积层及人工填土等，采用高压旋喷法、深 层搅拌法、抗滑桩、钢管桩等加固；层搅拌法、抗滑桩、钢管桩等加固； 地层为堆积层、断层破碎带、砂砾土、砂土时采地层为堆积层、断层破碎带、砂砾土、砂土时采 用地面注水泥浆或超细水泥预加固；用地面注水泥浆或超细水泥预加固； 有地下水地段