新奥法施工基本原理及施工技术图文并茂.ppt

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1、新奥法施工基本原理及施工技术新奥法施工基本原理及施工技术1 主要内容主要内容n隧道工程基本概念隧道工程基本概念n新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理n隧道工程围岩分级隧道工程围岩分级n隧道开挖技术隧道开挖技术n隧道支护结构施工技术隧道支护结构施工技术n监控量测技术监控量测技术2隧道工程基本概念隧道工程基本概念n隧道的概念隧道的概念 狭义定义：用以保持地下空间作为交通孔道的工程建筑物。用以保持地下空间作为交通孔道的工程建筑物。广义定义：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于修筑的断面积大于2m2的洞室。的洞室。3铁路隧道铁路隧

2、道公路隧道公路隧道地下铁道地下铁道人行通道人行通道交通类隧道交通类隧道引水隧道引水隧道尾水隧道尾水隧道导流隧道导流隧道泄洪隧道泄洪隧道水工隧道水工隧道给水隧道给水隧道排水隧道排水隧道管路隧道管路隧道市政隧道市政隧道采矿巷道采矿巷道运输巷道运输巷道矿山矿山隧道隧道按隧道的用途按隧道的用途人防隧道人防隧道4n围岩围岩 围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体(这里所指的岩体是这里所指的岩体是土体与岩体的总称土体与岩体的总称)。n初期支护初期支护 为

3、控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。传统施工方法中采用的钢木构件支撑在模筑整体式称为初期支护。传统施工方法中采用的钢木构件支撑在模筑整体式衬砌时通常应予以拆除，不作为永久承载构件，称为临时支撑。衬砌时通常应予以拆除，不作为永久承载构件，称为临时支撑。隧道工程基本概念隧道工程基本概念5n二次衬砌二次衬砌 为了保证隧道永久稳定和安全，所施作的具有一定安全储备的隧道为了保证隧道永久稳定和安全，所

4、施作的具有一定安全储备的隧道结构。结构。目前铁路上一般多采用由初期支护（简称支护）、防水板、二次衬目前铁路上一般多采用由初期支护（简称支护）、防水板、二次衬砌共同组成的砌共同组成的复合式衬砌复合式衬砌结构形式。结构形式。隧道工程基本概念隧道工程基本概念6隧道工程基本概念隧道工程基本概念7隧道工程基本概念隧道工程基本概念8隧道工程基本概念隧道工程基本概念9n光面爆破光面爆破 光面爆破是指延开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低光面爆破是指延开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之后起爆，已形成平整的轮廓面的爆破作业。威力炸药，在主爆区之后起爆，已形成平整的轮廓面的爆

5、破作业。n预裂爆破预裂爆破 预裂爆破是指延开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低预裂爆破是指延开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之前起爆，已形成平整的轮廓面的爆破作业。威力炸药，在主爆区之前起爆，已形成平整的轮廓面的爆破作业。n隧道施工隧道施工 隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。理的总称。隧道工程基本概念隧道工程基本概念10新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理n隧道施工方法隧道施工方法 矿山法（传统矿山法、新奥法）、明挖法、盾构法、矿山法（传统矿山法、新奥法）、明挖法、

6、盾构法、TBM法和法和沉埋法沉埋法n新奥法概念新奥法概念 新奥法新奥法(新奥地利施工方法新奥地利施工方法)是以岩石力学为理论基础，以柔性支是以岩石力学为理论基础，以柔性支护为主要的支护手段，采用现场监测结果来反馈设计与施工的护为主要的支护手段，采用现场监测结果来反馈设计与施工的一种方法。可总结为三大支柱（柔性支护、控制爆破和监控量一种方法。可总结为三大支柱（柔性支护、控制爆破和监控量测）、一个中心（充分发挥围岩自承能力）和一个一体化（设测）、一个中心（充分发挥围岩自承能力）和一个一体化（设计、施工和监测动态一体化）。计、施工和监测动态一体化）。11新奥法施工程序新奥法施工程序施施工工准准备备确

7、确定定施施工工方方案案开开挖挖是否符是否符合管理合管理 基准基准？防防水水隔隔离离层层二二次次支支护护竣竣 工工是是修修改改施施工工方方案案改改变变开开挖挖方方法法和和顺顺序序修修正正支支护护参参数数否否初初期期支支护护量量测测监监控控必要时须超前支护必要时须超前支护或预先进行地层改或预先进行地层改良良新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理12n隧道施工应遵循的基本精神隧道施工应遵循的基本精神在施工中必须充分保护围岩，避免过渡破坏和损伤遗留围岩的强在施工中必须充分保护围岩，避免过渡破坏和损伤遗留围岩的强度，使暴露的围岩尽量保留既有的质量，因此，采用控制爆破技度，使暴露的围岩尽量保留既有的质量，因

8、此，采用控制爆破技术是必要的。术是必要的。为了充分发挥围岩的承载力，应允许并控制围岩的变形。为了充分发挥围岩的承载力，应允许并控制围岩的变形。允许围岩适当变形但不能不在围岩中形成松弛的量级；允许围岩适当变形但不能不在围岩中形成松弛的量级；必须限制围岩变形，使围岩不会过渡松弛而丧失或大大降低承载必须限制围岩变形，使围岩不会过渡松弛而丧失或大大降低承载力。力。新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理13变形的控制主要通过支护阻力变形的控制主要通过支护阻力(即各种支护结构即各种支护结构)的效应达到的。的效应达到的。支护结构的类型支护结构的类型支护结构参与工作的时间支护结构参与工作的时间各种支护手段的相互

9、配合各种支护手段的相互配合底部封闭时间底部封闭时间1次掘进长度次掘进长度必须在施工中进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的必须在施工中进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计。量测信息，以指导施工和设计。新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理14在在施施工工过过程程中中，必必须须建建立立设设计计施施工工检检验验地地质质预预报报量量测测反反馈馈修修正正设设计计的的一一体体化化的的施施工工管管理理系系统统，以以不不断断的的提提高高和和完完善善隧隧道道施工技术。施工技术。选择支护手段，一般应选择大面积、牢固与围岩紧密接触、能及选择支护手段，一般应选择大面积、牢固与围

10、岩紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段；时施设和应变能力强的支护手段；多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合使用多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合使用要与钢支撑或格栅等配合使用要与钢支撑或格栅等配合使用临时仰拱也是重要的、不容忽视的支护手段临时仰拱也是重要的、不容忽视的支护手段新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理15在可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分部的开在可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法。挖方法。在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。重要的。为保证二次衬砌的质量和整体性，在任何情况下，都应为保证二次衬

11、砌的质量和整体性，在任何情况下，都应采用先墙后拱的施工顺序。采用先墙后拱的施工顺序。新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理16n新奥法施工基本原则新奥法施工基本原则少扰动少扰动开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间范围和扰动持续时间;早支护早支护开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态制状态;勤量测勤量测指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩(或围岩加支护或围岩加支护)的稳定状态，或判断其动态发展趋势，

12、以便及时调的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法整支护形式、开挖方法;紧封闭紧封闭一方面指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时一方面指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另一方面指要适时对围岩施作封间暴露而致强度和稳定性的衰减。另一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。闭形支护。新奥法施工基本原理新奥法施工基本原理17n围岩分级的概念围岩分级的概念各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律，依照这些各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律，依照这些联系和规律，可将围岩划分为若干级，这就是围岩分级。联系和规律，可将围岩划分为若

13、干级，这就是围岩分级。n围岩分级的目的围岩分级的目的作为选择施工方法的依据；进行科学管理及正确评价经济效益；作为选择施工方法的依据；进行科学管理及正确评价经济效益；确定结构上的荷载确定结构上的荷载(松散荷载松散荷载)；给出衬砌结构的类型及其尺寸；给出衬砌结构的类型及其尺寸；制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等。制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等。隧道工程围岩分级隧道工程围岩分级18隧道工程围岩分级隧道工程围岩分级n我国铁路隧道围岩分级方法我国铁路隧道围岩分级方法目前铁路隧道围岩分级采用两种方法，即以围岩稳定为基础目前铁路隧道围岩分级采用两种方法，即以围岩稳定为基础的分级方法和按弹性波的分级方

14、法和按弹性波(纵波纵波)速度的分级方法。速度的分级方法。19级级别别围围岩主要工程地岩主要工程地质质条件条件围围岩开挖后的岩开挖后的稳稳定状定状态态(单单线线)围围岩岩弹弹性性纵纵波速度波速度(km/s)主要工程地主要工程地质质特征特征结结构特征构特征和完整状和完整状态态硬硬质质岩岩(单单轴轴饱饱和和抗抗压压极极限限强强度度Rc60MPa)：受受地地质质构构造造影影响响轻轻微微，节节理理不不发发育育，无无软软弱面弱面(或或夹层夹层)；层层状岩状岩层为层为厚厚层层，层间结层间结合良好合良好呈巨呈巨块块状整体状整体结结构构围围岩岩稳稳定，无坍塌，可能定，无坍塌，可能产产生岩爆生岩爆4.5硬硬质质岩

15、岩(Rc30MPa)：受受地地质质构构造造影影响响较较重重，节节理理较较发发育育，有有少少量量软软弱弱面面(或或夹夹层层)和和贯贯通通微微张张节节理理，但但其其产产状状及及组组合合关关系系不不致致产产生生滑滑动动；层层状状岩岩层层为为中中层层或或厚厚层层，层层间间结结合合一般，很少有分离一般，很少有分离现现象，或象，或为为硬硬质质岩石偶岩石偶夹软质夹软质岩石岩石呈大呈大块块状砌体状砌体结结构构暴露暴露时间长时间长，可能会出，可能会出现现局部小坍塌，局部小坍塌，侧侧壁壁稳稳定，定，层间结层间结合差的平合差的平缓缓岩岩层层，顶顶板易塌落板易塌落3.5-4.5软软质质岩岩(Rc30MPa)：受受地地

16、质质构构造造影影响响轻轻微微，节节理理不不发发育育；层层状状岩岩层层为为厚厚层层，层层间间结结合良好合良好呈巨呈巨块块状整体状整体结结构构硬硬质质岩岩(Rc30MPa)：受受地地质质构构造造影影响响较较重重，节节理理较较发发育育，有有层层状状软软弱弱面面(或或夹夹层层)，但但其其产产状状及及组组合合关关系系不不致致产产生生滑滑动动；层层状状岩岩层层为为中中层层或或薄薄层层，层层间间结结合合差差，多多有有分分离离现现象；或象；或为为硬、硬、软质软质岩石互岩石互层层呈呈块块(石石)碎碎(石石)状状镶镶嵌嵌结结构构拱部无支拱部无支护时护时可可产产生小坍生小坍塌，塌，侧侧壁基本壁基本稳稳定，爆破定，爆

17、破震震动过动过大易坍塌大易坍塌2.5-4.0软软质质岩岩(Rc530MPa)：受受地地质质构构造造影影响响轻轻重重，节节理理较较发发育育；层层状状岩岩层层为为薄薄层层、中中层层或厚或厚层层，层间结层间结合一般合一般呈大呈大块块状砌体状砌体结结构构硬硬质质岩岩(Rc30MPa)：受受地地质质构构造造影影响响很很严严重重，节节理理很很发发育育；层层状状软软弱弱面面(或或夹夹层层)已已基基本被破坏本被破坏呈碎石状呈碎石状压压碎碎结结构构拱部无支拱部无支护时护时可可产产生生较较大大的坍塌、的坍塌、侧侧壁有壁有时时失去失去稳稳定定1.5-3.0软质软质岩岩(Rc530MPa)：受地：受地质质构造影响构造

18、影响严严重，重，节节理理发发育育呈呈块块(石石)碎碎(石石)状状镶镶嵌嵌结结构构土体：土体：1.略具略具压压密或成岩作用的粘性土及砂密或成岩作用的粘性土及砂类类土土2.黄土黄土(Q1,Q2)3.一般一般钙质钙质、铁质铁质胶胶结结的碎、卵石土、大的碎、卵石土、大块块石土石土1和和2呈大呈大块块状状压压密密结结构；构；3呈巨呈巨块块状整体状整体结结构构岩岩体体：软软岩岩，岩岩体体破破碎碎至至极极破破碎碎；全全部部极极软软岩岩及及全全部部极极破破碎碎岩岩(包包括括受受构构造造影影响响严严重重的破碎的破碎带带)呈角呈角(砾砾)碎碎(石石)状松散状松散结结构构围围岩易坍塌，岩易坍塌，处处理不当会理不当会

19、出出现现大坍塌，大坍塌，侧侧壁壁经经常小常小坍塌，浅埋坍塌，浅埋时时易出易出现现地表地表下沉下沉(陷陷)或坍塌至地表或坍塌至地表1.0-2.0土土体体：一一般般第第四四系系坚坚硬硬，硬硬塑塑的的粘粘性性土土，稍稍密密及及以以上上、稍稍湿湿或或潮潮湿湿的的碎碎石石土土、卵卵石石土土、圆砾圆砾土、角土、角砾砾土、粉土及黄土土、粉土及黄土(Q3,Q4)非粘性土呈松散非粘性土呈松散结结构，粘构，粘性土及黄土呈松性土及黄土呈松软结软结构构岩体：受构造影响很岩体：受构造影响很严严重呈碎石、角重呈碎石、角砾砾及粉末、泥土状的断及粉末、泥土状的断层带层带呈松呈松软结软结构构围围岩极易坍塌岩极易坍塌变变形，有水

20、形，有水时时土砂常与水一土砂常与水一齐齐涌出，涌出，浅埋浅埋时时易坍塌至地表易坍塌至地表1.0(饱饱和状和状态态的土的土 5 5L L L L1 12 2L L隧道开挖技术隧道开挖技术35短台阶法短台阶法短台阶法短台阶法 1 12 2L L1 12 2(11.5)(11.5)L L短台阶法短台阶法短台阶法短台阶法适适用用于于地地质质条条件件差差的的、V级级围围岩岩，台台阶阶长长度度定定为为1015m，即即12倍倍开开挖宽度，主要是考虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜过短。挖宽度，主要是考虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜过短。隧道开挖技术隧道开挖技术36优点：优点：优点：优点：短短

21、台台阶阶法法可可缩缩短短支支护护闭闭合合时时间间，改改善善初初期期支支护护的的受受力力条条件件，有有利利于于控制围岩变形。控制围岩变形。缺点：缺点：缺点：缺点：上部出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。上部出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。隧道开挖技术隧道开挖技术37采用短台阶法时应注意的问题：采用短台阶法时应注意的问题：初初期期支支护护全全断断面面闭闭合合要要在在距距开开挖挖面面30m以以内内，或或距距开开挖挖上上半半断断面面开开始始的的30天内完成。天内完成。初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合。要研究在保证施工机械正常工作的前提下台

22、阶的最小长度。要研究在保证施工机械正常工作的前提下台阶的最小长度。隧道开挖技术隧道开挖技术381 12 235m35m微台阶法微台阶法微台阶法微台阶法1 12 2L L微台阶法微台阶法微台阶法微台阶法 适用于适用于，级围岩，一般为级围岩，一般为35m的台阶长度。的台阶长度。微微台台阶阶法法上上下下断断面面相相距距较较近近，机机械械设设备备集集中中，作作业业时时相相互互干干扰扰大大，生产效率低，施工速度慢。生产效率低，施工速度慢。隧道开挖技术隧道开挖技术39上台阶弧形导坑领先，下台阶两侧开挖，再开挖中部核心土。上台阶弧形导坑领先，下台阶两侧开挖，再开挖中部核心土。弧弧弧弧(环环环环)形导坑预留核

23、心土法形导坑预留核心土法形导坑预留核心土法形导坑预留核心土法隧道开挖技术隧道开挖技术4041施工要求：施工要求：施工要求：施工要求：环形开挖进尺一般为环形开挖进尺一般为0.51.0m；开开挖挖后后应应及及时时施施作作喷喷锚锚支支护护、安安设设钢钢架架支支撑撑，每每两两榀榀钢钢架架之之间间采采用用钢钢筋筋连接，并加锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过连接，并加锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m；预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求；预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求；必要时进行超前支护；必要时进行超前支护；上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开

24、上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开35m进行平行作业。进行平行作业。特点：特点：特点：特点：开挖工作面稳定性好；施工干扰大、工效低开挖工作面稳定性好；施工干扰大、工效低隧道开挖技术隧道开挖技术42适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：适适用用于于具具有有一一定定自自稳稳条条件件的的单单线线隧隧道道IV、V级级围围岩岩地地段段，也也可可适适用用于具有一定自稳条件的双线隧道于具有一定自稳条件的双线隧道III、IV级围岩地段。级围岩地段。对对于于稳稳定定性性较较好好的的双双线线隧隧道道III级级围围岩岩及及单单线线隧隧道道IV级级围围岩岩也也可可不不预留核心土。预留核心土。隧道开挖技术隧

25、道开挖技术43三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法 三三台台阶阶七七步步开开挖挖法法是是以以弧弧形形导导坑坑预预留留核核心心土土法法为为基基本本模模式式，分分上上、中中、下下三三个个台台阶阶七七个个开开挖挖面面，各各部部位位的的开开挖挖与与支支护护沿沿隧隧道道纵向错开，平行推进的施工方法。纵向错开，平行推进的施工方法。隧道开挖技术隧道开挖技术4445适用条件：适用条件：适适用用于于具具有有一一定定自自稳稳条条件件的的单单线线隧隧道道IVIV、V V级级围围岩岩地地段段，也也可可适适用用于具有一定自稳条件的双线隧道于具有一定自稳条件的双线隧道IIIIII、IVIV级围

26、岩地段。级围岩地段。对对于于稳稳定定性性较较好好的的双双线线隧隧道道IIIIII级级围围岩岩及及单单线线隧隧道道IVIV级级围围岩岩也也可可不不预留核心土。预留核心土。隧道开挖技术隧道开挖技术46施工要求：施工要求：三三台台阶阶七七步步开开挖挖法法应应以以机机械械开开挖挖为为主主，必必要要时时辅辅以以弱弱爆爆破破，各各分分步步平平行行作业，平行施作初期支护，各分部初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。作业，平行施作初期支护，各分部初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系。仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系。拱拱部部超超前前支支护护完完成成后后

27、，环环向向开开挖挖上上台台阶阶弧弧形形导导坑坑，预预留留核核心心土土长长度度宜宜为为35m，宽宽度度宜宜为为(1/31/2)B。开开挖挖循循环环进进尺尺应应根根据据初初期期支支护护钢钢架架间间距距确确定定，最大不得超过最大不得超过1.5m，上台阶开挖矢跨比应大于，上台阶开挖矢跨比应大于0.3。隧道开挖技术隧道开挖技术47施工要求：施工要求：中中台台阶阶及及下下台台阶阶左左、右右侧侧开开挖挖进进尺尺应应根根据据初初期期支支护护钢钢架架间间距距确确定定，最最大大不得超过不得超过1.5m，开挖高度宜为，开挖高度宜为33.5m，左、右侧台阶错开，左、右侧台阶错开23m。上、中、下台阶预留核心土开挖进尺

28、与各台阶循环进尺一致。上、中、下台阶预留核心土开挖进尺与各台阶循环进尺一致。仰仰拱拱循循环环开开挖挖长长度度宜宜为为23m，开开挖挖后后及及时时施施作作仰仰拱拱初初期期支支护护，完完成成两两个个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为46m。隧道开挖技术隧道开挖技术48中隔壁法中隔壁法(CD)中中隔隔壁壁法法(CD法法)是是将将隧隧道道分分为为左左右右两两部部分分进进行行开开挖挖，先先在在隧隧道道一一侧侧采采用用二二部部或或三三部部分分层层开开挖挖，施施作作初初期期支支护护和和中中隔隔墙墙临临时时支支护护，再分台阶开挖隧道另一侧，

29、并进行相应的初期支护的施工方法。再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法。隧道开挖技术隧道开挖技术4950适用条件：适用条件：适用于适用于IVV级围岩的隧道，也可用于浅埋地段隧道。级围岩的隧道，也可用于浅埋地段隧道。施工要求：施工要求：中中隔隔壁壁法法左左右右部部的的台台阶阶高高度度应应根根据据地地质质情情况况、隧隧道道断断面面大大小小和和施施工工设设备备确确定定。每每侧侧按按两两部部或或三三部部分分台台阶阶开开挖挖，开开挖挖后后应应及及时时施施作作初初期期支支护护、中中隔壁；两侧先后距离宜保持隔壁；两侧先后距离宜保持1020m，上下断面的距离宜保持，上下断面的距离宜保持35m。

30、各部开挖时，相邻部位的喷混凝土强度应达到设计强度的各部开挖时，相邻部位的喷混凝土强度应达到设计强度的70%以上。以上。隧道开挖技术隧道开挖技术51先行侧的中隔壁应设置为向外鼓的弧形。先行侧的中隔壁应设置为向外鼓的弧形。中中隔隔壁壁在在浇浇筑筑仰仰拱拱前前逐逐段段拆拆除除。中中隔隔壁壁一一次次拆拆除除长长度度不不宜宜大大于于15m。临时支护拆除后应及时施作仰拱和二次衬砌。临时支护拆除后应及时施作仰拱和二次衬砌。特殊情况下可将中隔壁浇筑在仰拱中，待铺设防水板时再割断。特殊情况下可将中隔壁浇筑在仰拱中，待铺设防水板时再割断。隧道开挖技术隧道开挖技术52交叉中隔壁法交叉中隔壁法(CRD)交交叉叉中中隔

31、隔壁壁法法(CRD)法法是是分分部部开开挖挖、支支护护，分分部部闭闭合合成成小小环环，最最后后全全断断面面闭闭合合成成大大环环。每每开开挖挖一一部部均均及及时时施施作作初初期期支支护护、中中隔隔壁及临时仰拱。壁及临时仰拱。隧道开挖技术隧道开挖技术535455适用条件：适用条件：适用于适用于V、VI级围岩及围岩较差的浅埋地段隧道。级围岩及围岩较差的浅埋地段隧道。施工要求：施工要求：根根据据地地质质条条件件，隧隧道道断断面面的的分分部部，应应以以初初期期支支护护受受力力均均匀匀，便便于于发发挥挥人人力、机械效率为原则，一般水平方向分两部，上下分二至三步开挖。力、机械效率为原则，一般水平方向分两部，

32、上下分二至三步开挖。先行施工部位的临时支撑先行施工部位的临时支撑(中隔壁、临时仰拱中隔壁、临时仰拱)，均应有向外，均应有向外(下下)鼓的弧度。鼓的弧度。各各部部开开挖挖及及支支护护应应自自下下而而上上，开开挖挖后后及及时时施施作作初初期期支支护护、中中隔隔壁壁、临临时时仰拱，步步成环。仰拱，步步成环。隧道开挖技术隧道开挖技术56同同一一层层左左右右两两部部分分开开挖挖工工作作面面相相距距不不宜宜大大于于15m，上上下下层层开开挖挖工工作作面面相相距距宜宜保保持持34m，且且待待喷喷混混凝凝土土达达到到设设计计强强度度的的70%后后开开挖挖相相邻部位。邻部位。宜缩短各部开挖工作面的间距，使初期支

33、护尽早封闭成环。宜缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封闭成环。根根据据监监测测结结果果，中中隔隔壁壁及及临临时时仰仰拱拱在在仰仰拱拱浇浇筑筑前前逐逐段段拆拆除除，每每段段拆除长度宜不大于拆除长度宜不大于 15m。隧道开挖技术隧道开挖技术57双侧壁导坑法双侧壁导坑法(眼镜工法眼镜工法)双双侧侧壁壁导导坑坑法法是是先先开开挖挖隧隧道道两两侧侧导导坑坑，及及时时施施作作导导坑坑四四周周初初期期支支护护及及临临时时支支护护，然然后后再再根根据据地地质质条条件件、断断面面大大小小，对对剩剩余余部部分分采采用二部或三部开挖的方法。用二部或三部开挖的方法。隧道开挖技术隧道开挖技术585960适用条件：

34、适用条件：一般用于双线隧道一般用于双线隧道V、VI级围岩及浅埋地段。级围岩及浅埋地段。施工要求：施工要求：侧壁导坑形状宜近于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面的侧壁导坑形状宜近于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面的1/3。侧侧壁壁导导坑坑、中中槽槽部部位位宜宜采采用用短短台台阶阶开开挖挖，各各部部距距离离应应根根据据隧隧道道埋埋深深、断断面面大大小小、结结构构类类型型等等选选取取。各各部部开开挖挖后后应应及及时时进进行行初初期期支支护护及及临临时时支支护护，并尽早封闭成环。并尽早封闭成环。隧道开挖技术隧道开挖技术61两两侧侧壁壁导导坑坑超超前前中中槽槽部部位位1015m，可可独独立立同同步

35、步开开挖挖和和支支护护；中中槽槽部部位位采采用台阶法开挖，并保持平行作业。用台阶法开挖，并保持平行作业。中中槽槽开开挖挖后后，拱拱部部钢钢架架与与两两侧侧壁壁钢钢架架的的连连接接是是难难点点，在在两两侧侧壁壁导导坑坑施施工工中中，钢钢架架的的位位置置应应准准确确定定位位，确确保保各各部部架架设设钢钢架架连连接接后后在在同同一一个个垂垂直直面面内，避免钢架发生扭曲。内，避免钢架发生扭曲。根根据据量量测测信信息息，初初期期支支护护稳稳定定后后拆拆除除临临时时支支护护，一一次次拆拆除除长长度度不不得得大大于于 15m，并加强监测。，并加强监测。临时支护拆除完成后，应及时施作仰拱及二次衬砌。临时支护拆

36、除完成后，应及时施作仰拱及二次衬砌。隧道开挖技术隧道开挖技术62隧道开挖技术隧道开挖技术n开挖方法的选择开挖方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。所选择的施工方法也应体现出技术先进、经济合理及安全确定。所选择的施工方法也应体现出技术先进、经济合理及安全适用。适用。63隧道开挖技术隧道开挖技术隧道开挖方法选择的依据：隧道开挖方法选择的依据：工程的重要性工程的重要性 一般由工程的规模、使用上的特

37、殊要求，以及工一般由工程的规模、使用上的特殊要求，以及工期的缓急体现出来；期的缓急体现出来；地质和水文条件地质和水文条件地质和水文条件地质和水文条件 其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等；其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等；其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等；其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等；施工技术条件和机械装备状况施工技术条件和机械装备状况施工技术条件和机械装备状况施工技术条件和机械装备状况 实践证实，施工条件是决定施工实践证实，施工条件是决定施工实践证实，施工条件是决定施工实践证实，施工条件是决定施工方法的最基本的因素，它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素方法的

38、最基本的因素，它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素方法的最基本的因素，它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素方法的最基本的因素，它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素质以及管理水平。质以及管理水平。质以及管理水平。质以及管理水平。施工施工施工施工中动力和原材料中动力和原材料中动力和原材料中动力和原材料供应情况；供应情况；供应情况；供应情况；64隧道开挖技术隧道开挖技术隧道的隧道的横断面积；横断面积；隧道的隧道的埋深埋深 隧道的埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，在隧道的埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，在同样的地质条件下，由于埋深不同，施工方法也有很大差异。同样的地质条件下，由于埋深不

39、同，施工方法也有很大差异。工期工期 工期决定了在均衡生产的条件下，对应配备的开挖、运输等工期决定了在均衡生产的条件下，对应配备的开挖、运输等综合生产能力的基本要求，即对施工均衡速度、机械化水平和管理综合生产能力的基本要求，即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求。模式的要求。工程投资与运营后的工程投资与运营后的工程投资与运营后的工程投资与运营后的社会效益和经济效益社会效益和经济效益社会效益和经济效益社会效益和经济效益；施工安全状况；施工安全状况；施工安全状况；施工安全状况；有关污染、地面沉降等有关污染、地面沉降等有关污染、地面沉降等有关污染、地面沉降等环境方面环境方面环境方面环境方面的要求

40、和限制。的要求和限制。的要求和限制。的要求和限制。65一、洞口地段的一般概念一、洞口地段的一般概念一、洞口地段的一般概念一、洞口地段的一般概念 隧隧道道施施工工的的洞洞口口地地段段，是是指指隧隧道道进进口口(或或出出口口)附附近近对对隧隧道道施施工工有影响的地段。有影响的地段。隧隧道道洞洞口口工工程程主主要要包包括括边边、仰仰坡坡土土石石方方；边边、仰仰坡坡防防护护；端端墙墙、翼翼墙墙等等洞洞门门圬圬工工；洞洞口口排排水水系系统统；洞洞口口检检查查设设备备安安装装；洞洞口口段段洞洞身身衬砌。衬砌。洞口施工技术洞口施工技术66 一一般般情情况况下下，将将由由于于隧隧道道开开挖挖可可能能给给上上坡

41、坡地地表表造造成成不不良良影影响响的的洞洞口范围称为洞口加强段。口范围称为洞口加强段。洞口位置洞口位置明洞段明洞段过渡段过渡段洞口段洞口段隧道洞身段隧道洞身段上下部开挖分界线上下部开挖分界线23m1 2D 洞口位置洞口位置洞口施工技术洞口施工技术67 洞洞口口地地段段的的特特点点为为：洞洞口口地地段段地地层层一一般般较较破破碎碎，多多属属堆堆积积、坡坡积积、严严重重风风化化或或节节理理裂裂隙隙发发育育的的松松软软岩岩层层，稳稳定定性性较较差差；当当岩岩层层层层面面坡坡度度与与洞洞门门主主墙墙开开挖挖坡坡度度一一致致时时，容容易易产产生生纵纵向向推推滑滑力力；洞洞口口附附近近山山体体覆覆盖盖层层

42、较较薄薄，一一旦旦塌塌方方可可能能塌塌穿穿到到地地表表面面；若若隧隧道道处处于于沟沟谷谷一侧或傍山时，通常会产生侧向压力。一侧或傍山时，通常会产生侧向压力。洞口施工技术洞口施工技术68二、洞口地段施工注意事项二、洞口地段施工注意事项二、洞口地段施工注意事项二、洞口地段施工注意事项 l.l.在在场场地地清清理理作作施施工工准准备备时时，应应平平整整洞洞顶顶地地表表，排排除除积积水水，整整理理隧道周围流水沟渠。之后施做洞口边、仰坡顶处的天沟。隧道周围流水沟渠。之后施做洞口边、仰坡顶处的天沟。2.2.洞洞口口施施工工宜宜避避开开雨雨季季和和融融雪雪期期。在在进进行行洞洞口口土土石石方方工工程程时时，

43、不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。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。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。洞口施工技术洞口施工技术69 4.4.洞洞门门拱拱墙墙应应与与洞洞内内相相邻邻的的拱拱墙墙衬衬砌砌同同时时施施工工连连接接成成整整体体，确确保保拱墙连接良好。拱墙连接良好。5.5.洞洞口口段段洞洞身身施施工工时时，应应根根据据地地质质条条件件、地地表表沉沉陷陷控控制制以以及及保保障障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式。施工安全等因素选择开挖方法和支护方式。6.6.洞洞门门完完成成后后，洞洞门门以

44、以上上仰仰坡坡脚脚受受破破坏坏处处，应应及及时时处处理理。如如仰仰坡坡地层松软破碎，宜用浆砌片石或铺种草皮防护。地层松软破碎，宜用浆砌片石或铺种草皮防护。洞洞口口段段施施工工中中最最关关键键的的工工序序就就是是进进洞洞开开挖挖。隧隧道道进进洞洞前前应应对对边边仰仰坡进行妥善防护或加固，作好排水系统。坡进行妥善防护或加固，作好排水系统。洞口施工技术洞口施工技术7071vv洞口地段自然灾害及处置措施洞口地段自然灾害及处置措施洞口地段自然灾害及处置措施洞口地段自然灾害及处置措施 灾害现象灾害现象问题点问题点主要措施主要措施滑坡滑坡由于洞口挖方破坏了原坡面的平衡状由于洞口挖方破坏了原坡面的平衡状态，导

45、致滑坡；在原地层滑坡线上开态，导致滑坡；在原地层滑坡线上开挖，导致出现新的滑坡挖，导致出现新的滑坡地表锚杆、注浆桩、深基地表锚杆、注浆桩、深基桩、挡墙、土袋等桩、挡墙、土袋等崩塌落石崩塌落石在陡坡山崖处开挖，即使围岩条件较在陡坡山崖处开挖，即使围岩条件较好也极可能出现崩塌或落石好也极可能出现崩塌或落石喷射混凝土、地表锚杆、喷射混凝土、地表锚杆、锚索、防落石棚、注浆锚索、防落石棚、注浆偏压偏压由于地形的非对称性，作用在隧道横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。上的压力，导致结构剪切破坏。平衡压重填土、护坡挡墙

46、、平衡压重填土、护坡挡墙、挖切土体、减轻偏压力挖切土体、减轻偏压力泥石流泥石流泥石流的冲击力极大，多从沟谷冲下，泥石流的冲击力极大，多从沟谷冲下，危害结构物安全危害结构物安全沿沟谷设梯级防沙坝沿沟谷设梯级防沙坝雪崩雪崩与泥石流同样具有极大冲击力，多发与泥石流同样具有极大冲击力，多发生在沟谷或陡坡处生在沟谷或陡坡处沿沟谷设梯级防沙坝，洞沿沟谷设梯级防沙坝，洞口顶部设防护棚口顶部设防护棚72三、进洞方法三、进洞方法三、进洞方法三、进洞方法1 1、洞口段地层条件良好，洞口段围岩为、洞口段地层条件良好，洞口段围岩为级以上，宜采用正台阶法进级以上，宜采用正台阶法进洞（台阶长度以洞（台阶长度以1.51.5

47、倍洞径为宜），其爆破进尺倍洞径为宜），其爆破进尺控制在控制在1.52.5m，并严格按并严格按照设计及时做好支护。照设计及时做好支护。洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中应根据实际，综合选定洞口段开挖进洞方案。应根据实际，综合选定洞口段开挖进洞方案。洞口施工技术洞口施工技术732 2、洞口段围岩为、洞口段围岩为级及以下时，可采用环形开挖预留核心土法、双侧壁级及以下时，可采用环形开

48、挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法（导坑法、中隔壁法（CDCD法）、交叉中隔壁法（法）、交叉中隔壁法（CRDCRD法）等分部开挖法进洞，法）等分部开挖法进洞，开挖前应按设计对围岩进行预加固。开挖前应按设计对围岩进行预加固。3 3、对于浅埋和偏压隧道，应采用地表预加固和围岩超前支护方法，做到、对于浅埋和偏压隧道，应采用地表预加固和围岩超前支护方法，做到“先护后挖先护后挖”。4 4、当地层条件差，可采用套拱法施工进洞。、当地层条件差，可采用套拱法施工进洞。洞口施工技术洞口施工技术74套拱施工工艺流程：套拱施工工艺流程：洞口施工技术洞口施工技术757677787980818283套拱施工各项作业

49、应参照以下要求进行：套拱施工各项作业应参照以下要求进行：1 1、开挖、开挖 根据测量组放线，对拱架安设要求部位进行掏槽开挖，土槽宽（纵向方根据测量组放线，对拱架安设要求部位进行掏槽开挖，土槽宽（纵向方向）与初期支护厚度相同。土槽开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。土向）与初期支护厚度相同。土槽开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。土槽挖好后，要求内表面成型好，无超挖和欠挖，以保证初期支护的厚度。槽挖好后，要求内表面成型好，无超挖和欠挖，以保证初期支护的厚度。清除套拱段上断面土方，在套拱结束段留中部长清除套拱段上断面土方，在套拱结束段留中部长1.0m 1.0m 宽宽5.0m5.0m的核心土的核心土

50、体以抵抗掌子面前的土体压力。在掏槽过程中注意不可损坏注浆管，以便立体以抵抗掌子面前的土体压力。在掏槽过程中注意不可损坏注浆管，以便立拱架时将拱架与注浆管相焊接。拱架时将拱架与注浆管相焊接。洞口施工技术洞口施工技术84 2 2、拱架的加工、架设、拱架的加工、架设 套拱段拱架宜采用工字钢，为确保套拱段的初期支护净空尺寸、防止因套拱段拱架宜采用工字钢，为确保套拱段的初期支护净空尺寸、防止因拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空，拱架尺寸在原设计拱架的基础上外放拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空，拱架尺寸在原设计拱架的基础上外放20cm20cm。其具体加工要求及安设工艺详见施工工艺及技术要求。在加工及架设拱架过其具体