隧道施工ppt课件.ppt

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1、隧道工程施工技术要点,1、隧道工程施工的基本特点 （1）施工环境恶劣 围岩条件：复杂、多变，不可预见因素多； 作业空间：有限，水害、气害、燥声、地热、采光等问题众多。 （2）作业特点特别 生产线多，专业多，综合性强； 隐蔽性大； 循环性大；施工风险高，对作业管理人员的应变能力要求极高； 实施动态管理，变异因素多。,2、新奥法在工程中的原则体现 （1）块状围岩 块状围岩岩体被节理裂隙切割成块状，但岩体本身具有一定强度。此类围岩的特点是：在一般情况下，岩块之间是互相镶嵌、咬合、互锁、卡紧在一起，围岩坍塌总是从个别岩块的掉快开始逐步发展和扩大起来。在这样的围岩条件下，支护的作用仅在于及时、有效的阻止

2、围岩的松散、离层和掉落，从而发挥围岩由于互相镶嵌、咬合、互锁、卡紧而形成的自承能力。,（2）软弱围岩中的深埋隧道 在这种情形下，围岩中有较大量级的初始地应力，开挖后会发生显著变形，此时，应施作具有柔性和韧性的初期支护，包括：网喷砼、长锚杆、拱架等措施联合支护，通过应力调整（必要的释放），在围岩中形成稳定的承载环。 同时，应考虑预留足量的变形沉落量。（3）软弱围岩中的浅埋隧道 与深埋隧道不同，对于软弱围岩中的浅埋隧道，则主要通过及时对围岩变形的控制（而非释放）来防止坍塌。在这种情况下，应强调的是初期支护的刚度而不是柔性。,3、隧道主体施工质量控制的主要技术参数 （1）开挖成型控制：中线、拱顶标高

3、、开挖面平整度、超欠挖、炮眼残留率、碴体粒径等。 （2）初期支护 喷射混凝土：强度、匀质性、耐久性； 锚杆：杆体材料、长度、间距、方向、灌浆质量或锚固质量； 钢架：拱脚、背后密实、间距、垂直度、成环质量、纵向连接。特别强调，初期支护临时支护。,（3）二衬质量 混凝土强度、衬砌厚度、密贴性以及净空。 （4）防排水系统 注浆效果排放流量控制、排导系统畅通、防水板搭接质量和松弛度。 （5）外观质量 非常值得一提的是，衬砌质量控制要努力做到内实外光，内实是基础和关键。内实的内涵是“两密实三密贴”，即： 喷射砼密实； 模筑砼密实； 喷射砼与围岩密贴； 防水板与喷射砼密贴； 二衬砼与防水板密贴。,限于时间

4、关系，本次仅围绕隧道施工的核心技术要点-超前支护、开挖工法、初期支护、结构防排水、仰拱与二衬以及围岩监控量测等六个环节进行交流。,1、超前支护（也称超前预支护） 超前支护是针对软弱不良地层，为稳定掌子面而采取的辅助施工措施。隧道施工实践证实，在地质不良地段，掌子面失稳引起事故较多。如何采取与围岩相适应的超前支护措施，对于预防和减少掌子面坍塌极为重要。 掌子面失稳的方式多样，如：掌子面正面挤出、侧壁挤出、拱部坍塌甚至冒顶、发生碎屑流、突泥突水、瓦斯异常涌出等等。目前常用的几种超前支护措施：洞内地层超前加固注浆、超前小导管、超前锚杆以及超前大管棚等。,（1）洞内超前加固注浆 常用的注浆方式主要有：

5、全断面帷幕注浆、周边半封闭帷幕注浆、小导管注浆等，施工时应根据注浆目的和工程地质条件等因素综合选择。 （2）超前小导管（锚杆） 超前小导管注浆是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮 廓 线外按一定角度打入直径为3260，长度约3 4的带孔钢管（花管），利用钢管注浆，并与钢架连成一体实施围岩加固的超前支护方式。 施工要点 超前小导管支护参数应根据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选用。,采用风钻或凿岩台车成孔，沿隧道周边布设，环向间距不大于40，外插角一般控制在1015。 钻至设计孔深后，用吹管将碎碴吹出清孔，防止孔位坍塌。 顶入加工好的注浆钢花管，小导管周圈缝隙用塑胶泥封堵，并用棉纱将孔口堵塞，喷射混

6、凝土封闭工作面，孔口露出喷射混凝土面约15。 连接注浆管路，进行压水试验，注浆压力控制在1.0Mpa以内，观察工作面及管路渗漏情况，并及时封堵。 根据地质情况选用单液水泥浆、超细水泥浆、水泥（超细水泥）-水玻璃浆、改性水玻璃浆或化学浆液等浆液。,（3）超前大管棚 大管棚是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外利用钻机或夯管按一定角度打入直径大于70，长度大于20的钢管，通过钢管注浆预加固拱部地层，并将钢管内采用砂浆充填密实，以减少地层沉降的超前地层加固方式。 施工要点 小直径管棚通常用钻机成孔，大直径管棚可用夯管或顶管方式布设。 管棚环向间距3050，超浅埋地带也可采用密排方式，一般沿隧道周边布设，

7、外倾角13，管棚开孔径向误差不应大于5。,控制钻机立轴方向，钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的外插度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。 管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6，节长36m。接头宜采用丝扣连接，丝扣长15，隧道纵向同一截面内接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少应错开1米。 开孔管棚压注单液水泥浆，无孔管棚压注水泥砂浆，注浆初压应控制在0.51.0Mpa以内，终压应控制在2.0Mpa以内。 洞内施作大管棚时，除采用特殊工艺外，一般设置扩大洞室。,2、开挖工法 隧道开挖工法主要有全断面法、台阶法、三台阶七步法、中隔壁法（CD法） 、交叉中隔壁法（CRD法） 、双侧壁导坑法（眼镜工法）。

8、 工法选择：主要根据地质条件、断面大小、结构形式、机械配备等因素合理选择开挖方法。 （1）全断面法 全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做支护和衬砌的隧道开挖方法，一般适用于地质条件较好的级围岩，也可用在单线铁路隧道级围岩地段。,（2）台阶法 台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，台阶间控制一定距离，采用各台阶同时并进的隧道开挖工法。两台阶法一般用在级围岩，也可用在单线铁路隧道级围岩地段。台阶法种类较多，可根据围岩条件合理选择。 施工要点 根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径，台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，上台阶

9、高度不宜超过3.5m。 上台阶施作钢拱架时，应采用扩大拱脚和锁脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初期支护变形，必要时,施作临时仰拱。 下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时方可开挖，当岩体不稳定时应缩短进尺，必要时下台阶分左、右两部错开开挖，并及时施作初期支护和及早施作仰拱。 施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。 下台阶施工时要保证初支钢架整体顺接平直，螺栓连接牢靠。 仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱/二衬距掌子面距离：级围岩90m/120m，级围岩50m/90m（软弱围岩35m/90m)。,（3）三台阶七步开挖法 采用三层短台阶，分步平

10、行开挖，分步平行施作拱墙初期支护，仰拱超前施做,及时闭合构成稳固的初期支护体系。以保护围岩的天然承载力，减少对围岩的扰动。经量测监控信息化反馈指导施工，及时调整支护参数和混凝土衬砌施工时间，适用于不同跨度、多种断面形式及地质结构复杂多变的隧道施工中。,（3）环形开挖预留核心土法（简称环挖法） 环形开挖预留核心土法是先开挖上部弧形导坑断面并预留核心土平台，再开挖下部两侧边墙、中部核心土的隧道开挖工法。一般适用在单线隧道级围岩，也可用在双线隧道级围岩地段。 施工要点 开挖前，应在拱部进行超前支护，环形开挖每循环长度0.51m且逐榀开挖，开挖后及时施作喷锚支护、安装钢架支撑。 每两榀钢架之间采用钢筋

11、连接，并设置销脚锚杆（管），全断面初期支护封闭断面距拱部开挖面不宜超过35m。,预留核心土面积大小根据围岩地质情况，便于施工和满足开挖面的稳定。 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。 仰拱及填充超前二次衬砌约两个作业环长度且分别全幅浇筑，安全步距根据围岩条件确定。,三台阶七步开挖法施工图,施工工艺流程,施工步骤图,开挖步序图,施工步骤,第1步 黄土隧道 预留核心土，环向开挖上部弧形导坑，上台阶开挖矢跨比必须大于0.3（f/ L0.3） 开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，隧道周边部位预留30cm人工开挖，其余部位采用机械开挖。 核心土长度控制在35m，宽度为隧道开挖

12、宽度的1/31/2。,施工步骤,岩石隧道 机械辅以人工开挖，最大进尺不得超过1.5m，严格控制超欠挖。 采用弱爆破时，严格控制装药量，减少围岩扰动。,施工步骤,第2、3步 左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为33.5m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。,施工步骤,第4、5步 左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3

13、3.5m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。,施工步骤,第6步：上、中、下台阶开挖预留的核心土。 开挖进尺应同隧道开挖进尺一致，最大不得超过1.5m。 便于机械、人工作业方便，提供作业平台。,施工步骤,第7步，隧底开挖 每循环开挖长度控制在23m以内，完成两个隧底开挖、支护后及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为46m。 仰拱采用栈桥施工，满足平行作业要求。,3、初期支护 （1）喷射混凝土 喷射混凝土是在地下工程施工中，为尽快使开挖

14、工作面稳定的一种支护措施。它是借助喷射机械，将水泥、砂、石子、水按比例配合成拌和料（并掺加速凝剂），高速喷射到受喷面上，依靠高速喷射时集料的反复连续撞击压密混凝土硬化而成的支护措施。其喷射的混凝土能够在几分钟内终凝，且强度增长快，并与其它支护措施如锚杆、钢筋网联合形成支护整体，抑制围岩变形，实现围岩快速稳定。,施工要点 湿喷喷机具应具有良好的密封性能，输料应连续、均匀，满足喷射作业要求。 确定合理的水胶比、用水量、胶凝材料用量以及砂率，保证砼和易性及早强强度、标准龄期强度满足设计要求。 宜按分段、分片、自下而上的顺序喷射，一次喷射厚度拱部不得超过10，边墙不得超过15，喷嘴与岩面保持垂直，距受

15、喷面0.81.2m。,喷射压力宜控制在0.150.2Mpa，混凝土喷射终凝2h后，应进行湿润养护，养护时间不得少于14d。 喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具，作业人员应避免直接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗。喷射混凝土作业完成后，应及时对机具进行清洗。 喷射混凝土表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理，平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差满足10Cm标准要求。,（2）锚杆 锚杆是在围岩开挖后，为避免岩体松散塌陷，在岩体中打入实心或空心的钢材加工的杆体，起到对土体的加筋和联结成整体的作用，锚杆与围岩间采用砂浆或其它

16、材料固结，并设置钢垫板固定。 施工要点 锚杆采用专用机械成孔打入，用一般风动凿岩机时应配备专用冲击器。施打设角度宜与岩层层面垂直。 按设计要求定出位置，孔位允许偏差不大于100，杆体插入长度不得短于设计长度的95%。,杆体插入锚杆孔时，应保持位置居中，插入深度应满足设计要求。 砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实，砂浆或水泥浆内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂。 药包型锚杆、树脂锚杆在杆体插入过程中应注意旋转、使粘结剂充分搅拌。锚杆安设后不得随意敲击，其端部在填充砂浆终凝前不得悬挂重物。 砂浆锚杆在其填充砂浆终凝后，应立即安装托板，拧紧螺帽。,(3)钢架 钢架是在隧道开挖后初期支护期间，为使围岩保持稳定

17、而按照隧道开挖轮廓线布设的钢格栅或型钢、钢轨等制成的骨架结构。钢架安装后，可快速限制围岩变形、达到支撑围岩稳定的目的，它通常与钢筋网、喷射混凝土等结合在一起共同受力。 施工要点 钢架应在初喷混凝土后及时架设。 钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节，格栅钢架的主筋直径不宜小于18，钢筋间焊接牢靠。,每节钢架间应以螺栓连接，连接板应密贴，缝隙不超过2。 钢架外缘应采用用钢楔或混凝土预制块楔紧，喷护后应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40，钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土填实。 钢架加工后必须进行试拼检查，架立位置准确，安装后利用锚杆定位；两排钢架间用22钢筋拉杆纵向连接牢固，环

18、向间距1m，以便形成整体受力结构。 钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且予留沉降、变形量，防止侵入衬砌净空。,（4）钢筋网 在喷射混凝土中增设钢筋网，可以防止受喷面由于承受喷射力而塌落，减少回弹量、增大喷射混凝土层的抗变形能力，增强初期支护的整体作用。通常与锚杆或钢架焊接成一体。 其施工要点： 钢筋网采用直径8mm圆钢，网格间距一般200250mm。 纵横向钢筋采用点焊连接，使用前要除锈和擦去油迹和浮土。 钢筋网要被喷射混凝土包裹，混凝土保护层不小于30mm。 ,与钢架、锚杆共同作用时，采用焊接方式固定。 受力要求较高时，可采用双层钢筋网。 4、防排水 （1）洞口及地表防排水 隧道施工应对隧

19、道附近的地表井泉、池沼、水库、河流进行调查，并应进行观测与试验，分析其对隧道渗漏水的影响，并按设计要求进行处理。隧道覆盖层较薄或地表水有可能渗入隧道时，施工前应对地表积水、坑、洼等进行处理。其施工要点： 洞口段及早修建天沟、截水沟，并防止水流顺坡散流，隧道排水沟应与路基排水系统结合，防止排水冲刷边仰坡和破坏环境。,洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表，不得积水。 地表坑洼、钻孔、沉坑、裂缝等应填土夯实，防止地表水渗入。 隧顶有流水的沟槽应予整治，确保水流畅通，必要时应对沟床进行铺砌。 隧道上方附近避免设高压水池，防止水土软化。 洞口标高较低时，应在洞口外适当位置设横沟、截水沟。 （2）洞内排水 隧

20、道施工期间要加强洞内排水工作，减小地下水对施工、运输及结构的影响，其施工要点： 洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足隧道中渗漏水和施工废水的排泄需要。在膨胀岩、土质地层、,围岩松软地段，可根据需要加强水沟铺砌或用管槽代替。排水沟应经常清理，防止淤塞。 洞内反坡排水，或在膨胀性、湿陷性地层中施工时，可根据坡度、水量和设备情况布置管路和泵站，一次或分段接力排出洞外。积水坑的容积应按实际排水量确定，其位置确定应考虑减少施工干扰。配备抽水机的能力应大于设计排水量的20%以上，并应有备用抽排设备。 单侧水沟施工时，不应阻塞隧底水流，应设横向截水沟并汇入侧沟。 （3）结构防排水 结构防排水施工作业是在隧道初

21、期支护完成，且隧 道净空经检查满足设计要求后进行的有关结构防排水,措施施工作业，一般包含基面检查处理、排水盲管（沟）安装、防水板铺设、施工缝与变形缝处理、混凝土灌注等工序。其施工要点是： 基面处理：围岩渗漏水采用引排措施，清除基面外露钢管及钢筋头，用水泥砂浆抹平，初期支护表面平整度用2m直尺进行检查。 排水盲管：纵环向排水盲管采用三通联接，用锚钉和防水板窄条固定在岩面上，锚固间距50cm，防止扭曲移位。 缓冲层铺设：缓冲层材料采用无纺布垫层，用塑料焊圈射钉固定，拱部间距0.50.8m，边墙间距0.81.0m，底部11.5m，呈梅花开排列。复合式防水板可不设缓冲层。,防水板铺设：防水板应超前二次

22、衬砌一个模板台车长度铺设，采用环向从拱部向两侧边墙展铺，按10-20%预留松弛量，用热合器使防水板融化与塑料垫圈粘结牢固。 防水板焊接：防水板接缝采用自动爬行式热合机热熔焊接成双焊缝，焊接前将接缝处擦洗干净，搭接宽度15cm，避免漏焊、假焊、烤焦焊穿现象。现场应配备灭火装置，并对防水板临时覆盖保护。焊接完成后，采用充气式检查，绑扎钢筋和立模时避免损坏防水板。 ,止水带固定：中埋式上水带固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，防止止水带偏移。固定时不得损坏止水带本体部分，不得使橡胶止水带翻滚、扭结，止水带连接应采用热硫化连接的方法搭接，搭接长度不得小于15cm，并采用双

23、焊缝连接。,5、仰拱与二次衬砌 （1）仰拱 仰拱应超前拱墙衬砌，紧跟开挖工作面。仰拱、填充应分开浇筑，且应全幅灌注。仰拱和底板混凝土强度达到5MP后行人方可通行，达到设计强度的100%后车辆方可通行。为解决仰拱施工和运输作业的干扰，应采用仰拱栈桥。其施工要点是： 仰拱应紧跟开挖面施作，尽快形成封闭环。、级软弱不稳定围岩施工时，仰拱距开挖面应不超过35m；仰拱应超前拱墙二次衬砌施作，其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度。,仰拱施作应一次成型，以保证仰拱整体性，仰拱施工缝和变形缝处应做防水处理。 仰拱施工前应清除虚碴、杂物，坡面应平顺，确保积水排除干净。 仰拱填充严禁与仰拱同时施工，宜在仰拱混

24、凝土终凝后施作。 为减少其与出碴运输的干扰，采用仰拱栈桥跨过施工地段，以保证隧道底部的施工质量，消除隧底结构施工质量隐患。仰拱栈桥的长度和结构形式可根据施工需要来确定。,（2）二次衬砌 二次衬砌是隧道的永久支护结构，一般在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，特殊情况下应及早施作。在仰拱超前情况下，采用模板台车进行拱墙一次衬砌，竣工后的隧道内轮廓线不得侵入设计轮廓线。其施工要点是： 钢筋表面必须除绣和油渍，采用混凝土垫块，模板固定支撑牢靠，浇筑混凝土前应刷脱模剂，清理干净内部杂物。 衬砌混凝土搅拌时间不应小于3min，振捣时间宜为1030s，振捣优先使用插入式振捣器，可用附着式振捣器配合，避免漏振

25、、欠振、超振。,二次衬砌混凝土应连续灌筑，隧道边墙应分层、对称浇筑混凝土，混凝土入模高度超过2m时应采用溜放方式。 混凝土泵送的坍落度不宜过大，以避免离析或泌水。若坍落度损失后不能满足施工要求，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌。 衬砌台车表面每次脱模后应进行清洗，衬砌混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，严禁露筋，不得有蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，衬砌表面接缝无明显错台，无渗漏水。 混凝土养护不少于14天。预留注浆管，二次衬砌背后回填注浆采用水泥浆液，注浆压力不宜过高，能克服管道阻力和衬砌背后阻力即可，回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后方可进行。,6、监控量测

26、 监控量测是在隧道施工过程中，使用专用仪器和工具对围岩和支护结构的变形、受力以及它们之间的关系所进行测试，并对其稳定性、安全性进行评价，据此对施工方法、结构支护参数进行调整的工作。其操作要点是： 根据隧道地质情况、施工方法、断面情况制定监控量测实施方案，制定监控量测控制基准值，成立监控量测工作小组，及时进行专门观测。 隧道开挖时，要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。浅埋地段要做好洞顶地面观察和沉降监测。,测点应在开挖面施工后及时安设，并尽快取得初读数，测点布置应牢固可靠、易于识别，并注意保护。拱顶下沉和地表下沉量测基

27、点应与洞内或洞外水准基点联测，每1520应校核一次。 净空变化和拱顶下沉点布置在同一断面上，测点断面间距根据地质条件、隧道结构形式、开挖支护方式等确定，一般级围岩3050m，级围岩1030m，级围岩510m。 必测项目监控量测 ：按位移速度5/，测2次/，在15/，测1次/，在0.51/，测1次/23，在0.20.5/，测1次/3，在0.2/，测1次/7。隧道结构应力、应变监控频率根据设计和施工要求及反馈结果确定。,监控结果分析采用散点图（时态曲线）和回归分析法，依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态安全性评价，并提出实施意见指导施工。,黄土地段隧道施工,(一)黄土分类,黄土按其形

28、成年代可分为：老黄土：形成于下更新世Q1的午城黄土和中更新世Q2的离石黄土；新黄土：上更新世Q3的马兰黄土及全新世Q4下部的次生黄土；新近堆积黄土：Q4的最新堆积物，多为近几十年至近几百年形成的。,一、黄土分类及其对隧道工程的影响,第三节 黄土地段隧道施工,(一)黄土分类,黄土按其形成年代可分为：老黄土：形成于下更新世Q1的午城黄土和中更新世Q2的离石黄土；新黄土：上更新世Q3的马兰黄土及全新世Q4下部的次生黄土；新近堆积黄土：Q4的最新堆积物，多为近几十年至近几百年形成的。,一、黄土分类及其对隧道工程的影响,根据其物理性质不同，按塑性指数(Ip)的大小可分为黄土质粘砂土(1Ip7)，黄土质砂

29、粘土(7Ip17)及黄土质粘土(17Ip)。,(二)黄土地层对隧道工程的影响,(1)黄土节理影响 在隧道开挖时，土体容易顺着节理张松或剪断。如果这种地层位于坑道顶部，则极易产生“塌顶”。如果位于侧壁，则普遍出现侧壁掉土，若施工时处理不当，常会引起较大的坍塌。,(2)黄土冲沟地段对施工的影响 当隧道在较长的范围内沿着冲沟或塬边平行走向，而覆盖较薄或偏压很大的情况下，容易发生较大的坍塌或滑坡现象。(3)黄土溶洞与陷穴影响 黄土溶洞与陷穴，是黄土地区经常见到的不良地质现象，隧道若建在其上方，则有基础下沉的危害。隧道若修建在其下方，常有发生冒顶的危险。隧道若修建在其邻侧，则有可能承受偏压，使围岩与衬砌

30、处于不利的受力状态。,(4)水对黄土隧道施工的影响 在含有地下水的黄土层中修建隧道，由于黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施工可顺利进行。当其受水浸湿后，呈不同程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力，如果支护措施满足不了变化后的情况，极容易造成坍塌。,二、黄土隧道的施工方法,(1)黄土隧道施工，应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。,(2)施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序，精心组织施工。(3)开挖方法宜采用短台阶法或分部开挖法(留核心法)，初期支护应紧跟开挖面施作。(4)黄土围岩开挖后暴露时间过长，围岩周壁风

31、化至内部，围岩体松弛加快，进而发生坍方。(5)做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。,(1)施工中如发现工作面有失稳现象，应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护 。(2)施工时特别注意拱脚与墙脚处断面，如超挖过大，应用浆砌片石回填。如发现该处土体承载力不够，应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。 (3)黄土隧道施工宜先作仰拱，如果不能先作仰拱时，可在开挖与灌筑仰拱前，为防止边墙向内位移，应加设支撑。(4)锚杆宜采用药包式或早强砂浆锚杆。(5)施工中如发现不安全因素，应暂停开挖，加强临时支护，以便采取适应性的工序安排

32、。,三、黄土隧道施工的注意事顶,第七节 隧道施工坍方处理措施,隧道开挖时，导致坍方的原因有多种，概括起来可归结为：一是自然因素，即地质状态、受力状态、地下水变化等；二是人为因素，即不适当的设计，或不适当的施工作业方法等。,一、发生坍方的主要原因,(1)不良地质及水文地质条件隧道穿过断层及其破碎带，或在薄层岩体的小曲褶、错动发育地段；通过各种堆积体 ；在软弱结构面发育或泥质充填物过多地段。 隧道穿越地层覆盖过薄地段。 水是造成坍方的重要原因之一。(2)隧道设计考虑不周 隧道选定位置时，地质调查不细，未能作详细的分析，或未能查明可能坍方的因素，没有绕开可以绕避的不良地质地段。,缺乏详细的的地质及水

33、文地质资料，引起施工指导或施工方案的失误。 (3)施工方法和措施不当 施工方法与地质条件不相适应；地质条件发生变化，没有及时改变施工方法；工序间距安排不当；施工支护不及时，支撑架立不合要求，或抽换不当“先拆后支”；地层暴露过久，引起围岩松动、风化、导致坍方。喷锚支护不及时，喷射混凝土的质量、厚度不符合要求。,新奥法施工的隧道，没有按规定进行量测，或信息反馈不及时，决策失误、措施不力。围岩爆破用药量过多，因震动引起坍塌。 对危石检查不重视、不及时，处理危石措施不当，引起岩层坍塌。,二、预防坍方的施工措施,(1)隧道施工预防坍方，选择安全合理的施工方法和措施至关重要。应采取“先排水、短开挖、弱爆破

34、、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法。,(2)加强坍方的预测。预测坍方常用的几种方法： 观察法 一般量测法 微地震学测量法和声学测量法 (3)加强初期支护，控制坍方。,三、隧道坍方的处理措施,(1)隧道发生坍方，应及时迅速处理。(2)处理坍方应先加固未坍塌地段，防止继续发展。并可按下列方法进行处理：,小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高。首先加固坍体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部，再进行清渣。 大坍方坍穴高、坍渣数量大，坍渣体完全堵住洞身时，宜采取先护后挖的方法。 坍方冒顶，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面打设地面锚杆，洞内可采用管棚支护和钢架支撑。

35、 洞口坍方，一般易坍至地表，可采取暗洞明作的办法。,(3)处理坍方的同时，应加强防排水工作。 地表沉陷和裂缝，用不透水土壤夯填紧密，开挖截水沟，防止地表水渗入坍体。坍方通顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设雨棚遮盖穴顶。陷穴口回填应高出地面并用粘土或圬工封口，做好排水。坍体内有地下水活动时，用管槽引至排水沟排出，防止坍方扩大。 (4)坍方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强。,(5)采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道，坍方后要加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。浅埋隧道，要进行地表下沉量测。,坍方冒顶，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面打设地面锚杆，洞内

36、可采用管棚支护和钢架支撑。 洞口坍方，一般易坍至地表，可采取暗洞明作的办法。,(3)处理坍方的同时，应加强防排水工作。 地表沉陷和裂缝，用不透水土壤夯填紧密，开挖截水沟，防止地表水渗入坍体。坍方通顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设雨棚遮盖穴顶。陷穴口回填应高出地面并用粘土或圬工封口，做好排水。坍体内有地下水活动时，用管槽引至排水沟排出，防止坍方扩大。 (4)坍方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强。,(5)采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道，坍方后要加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。浅埋隧道，要进行地表下沉量测。,三台阶七步开挖法,初喷砼封闭掌子面,软弱围岩各步序开

37、挖后应立即初喷35cm厚混凝土封闭，避免围岩长时间暴露而导致失稳。,施作系统锚杆, 初喷后及时施做系统锚杆，锚杆必须设置垫板。 岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置，采取沿锚杆孔进浆的施工工艺。 黄土隧道系统锚杆按设计要求选用。,安装钢筋网、钢架, 钢筋网随受喷面起伏铺设，保护层厚度不小于4cm。 软弱围岩钢架应架设在坚实基面上，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚碴回填。,喷射砼作业, 二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚度宜为56cm。 喷射表面应平顺、无空鼓、裂缝等 。,锁脚锚杆（管）施工,（1）在钢架拱脚以30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆（管）。（2） 锁脚锚杆（管）加工成“L

38、”型。（3）锁脚锚杆（管）应与钢架焊接牢固，增强拱（墙）脚承载力，控制变形。,仰拱初支施工, 隧底开挖后，及时清除虚碴、杂物、泥浆、积水，初喷35cm厚混凝土封闭岩面。 按照设计要求安装仰拱钢架，喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。,监控量测,隧道监控量测工作紧跟开挖、支护作业进行布点和监测，量测数据运用工程类比法及时分析反馈，必要时根据分析结果及时调整支护参数，以保证施工安全。 量测项目可分为必测项目和选测项目，选测项目可结合工程实际情况，按照铁路隧道监控量测技术规程的规定选取。,监控量测必测项目,注：H0隧道埋深；b隧道最大开挖宽度。,监控量测净空变化测点布置,上部弧形导坑开挖并

39、施作拱部初期支护后，布设拱顶下沉测点A和第一条净空量测基线BB，在36h内取得初读数；,净空变化量测测点布置和初读数的读取应符合下列规定,中台阶开挖并施作上部边墙初期支护后，布设第二条净空量测基线CC，在36h内取得初读数；,下台阶开挖并施作下部边墙初期支护后，布设第三条净空量测基线DD，在36h内取得初读数；,其它量测项目在开挖后12h内取得初读数，最迟不得超过24h，且在下一循环开挖前完成；,拱（墙）脚净空变化、拱顶、地表观测点布设在同一断面，便于分析、比较。,监控量测频率,各测点取得初读数据后，应按照位移速度和量测断面距开挖面距离选择量测频率,当出现异常情况时，应加大量测频率。,量测频率

40、,注：1、B隧道开挖跨度。2、当按照“位移速度”和“量测断面距开挖面距离”选择量测频率出现较大差异时，宜取量测频率较高的实施。,拱顶下沉量测,围岩水平收敛量测, 隧道进洞前，及时做好洞顶及洞口防排水系统。洞顶及洞口排水沟采用铺砌，用砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。,施工安全控制要点, 三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。,施工安全控制要点,1.初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右；,2.仰拱应超前施作，仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在3040m。铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进

41、行。,3.二次衬砌距仰拱宜保持2倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于50m。, 在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在35m，宽度为隧道开挖宽度的1/31/2。,施工安全控制要点, 三台阶七步开挖法施工应严格控制开挖长度，根据隧道围岩地质情况，合理确定循环进尺，张茅隧道土质地段每次开挖长度不超过1.0m；开挖后立即初喷35cm混凝土，以减少围岩暴露时间。, 严格按设计要求施作超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。,施工安全控制要点, 隧道周边部位预留30cm人工开挖，其余部位采用机械开挖，中、下台阶左、右侧开挖

42、应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为 23m。, 钢架严格按设计及规范要求加工制作和架设。钢架应架设在坚实基面上，并加垫槽钢，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚土回填。钢架应与锁脚锚杆焊接牢固。,施工安全控制要点, 隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。, 完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。当地层含水量大时，在上台阶开挖工作面附近开挖横向水沟，将水引至隧道两侧排水沟排出洞外。反坡施工时，设置集水坑将水集中抽排。,施工安全控制要点, 确保隧道施工的洞内通风，保证作业环境符合职业健康及安全标准。, 应加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施作时间，进行信息化施工管理。,施工安全控制要点, 应完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。当地层含水量大时，上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。必要时应配合井点降水等措施，降低地下水位至隧道仰拱以下，确保施工顺利进行。反坡施工时，应设置集水坑将水集中抽排。, 隧道施工应加强洞内通风，作业环境应符合职业健康及安全标准。,施工安全控制要点,谢谢大家！ 不妥之处，请予批评指正！,