试讲材料具体.docx

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试讲材料具体

隧道工程

一．什么是隧道

隧道是一种修建在地下，两端有出入口，供车辆行人水流及管线等通过的工程建筑物。

二．隧道的分类

1.按地层分为：

岩石隧道（软岩、硬岩）、土质隧道。

2.按所处位置分为：

山岭隧道、城市隧道、水底隧道。

3.按埋置深度分为：

浅埋隧道、深埋隧道。

Hp=（2~2.5）hq；

Hp--深浅埋隧道分界深度；

hq--塌方平均高度

当覆盖层厚度H≥Hp时为深埋，反之为浅埋。

一般在松软的围岩中取高限，在较坚硬的围岩中取低限。

4.按断面形式分为：

圆形隧道、马蹄形隧道、矩形隧道等.

5.按国际隧道协会（ITA）定义的断面数值划分标准分为：

特大断面（100㎡以上）、大断面（50~100㎡）、中等断面（10~50㎡）、小断面（3~10㎡）、极小断面（2~3㎡）。

6.按车道数分为：

单车道隧道、双车道隧道、多车道隧道。

7.按长度分为：

特长隧道（L＞3000m）、长隧道（3000≥L≥1000m）、中隧道（1000＞L＞500m）、短隧道（Ｌ≤500m）。

8.按隧道间的距离分为:

连拱隧道、小净距隧道、分离式隧道。

图E

三．隧道的组成

隧道结构构成，由主体构造物和附属设施两大类。

图A

1.隧道的主体构造物是为了保持岩体的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物，通常包括衬砌、洞门、明洞。

⑴衬砌种类繁多，按断面形状，分为曲墙、直墙、圆形、矩形以及喇叭口衬砌；按支护理论，分为整体式衬砌、复合式衬砌和喷锚衬砌。

⑵常见的洞门类型有：

端墙式洞门、翼墙式洞门、环框式洞门、遮光式洞门、削竹式洞门。

图C

⑶明洞主要分为拱式明洞和棚式明洞。

图B

2.隧道的附属设施是指为了确保交通安全和舒适而设置的通风设施、照明设施、消防设施、安全设施、供配电设施、应急设施等。

四．隧道的施工方法

1.新奥法：

是新奥地利隧道施工方法的简称，它是新奥地利学者在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理施工方法。

新奥法的基本概念是用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承载能力，并通过施工监控量测来指导隧道设计与施工。

新奥法的基本原则概括为为：

“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。

归纳起来主要有以下几点：

①整个支护体系中，起主要作用的是围岩本身，即视岩体是隧道的主要承载单元②隧道开挖时尽可能减轻对隧道围岩的扰动③允许围岩有一定变形，以利安全的发挥围岩的全部强度，使之在隧道周围形成承载环，但是这种变形应收到严格的控制④衬砌支护结构的施工分两个步骤完成。

洞室开挖后迅速的施作初期支护，抑制岩体早期变形，待围岩稳定后再进行二次衬砌⑤初支应尽量做成柔性的以便与围岩紧密接触，共同变形和共同承载⑥隧道的几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构的计算条件，要尽可能使结构做的圆顺，不产生突出的拐角，避免产生应力集中现象。

当今山岭隧道的施工原理是新奥法和矿山法的有效综合。

2.传统矿山法：

是采用钻爆法开挖和钢木构件支撑的施工方法

3.隧道掘进机法：

它是装置有破碎岩石的刀具，采用机械破碎岩石的方法开挖隧道，并将破碎的石渣传送出机外的一种开挖与出渣联合作业的掘进机械，能连续掘进。

4.盾构法（Shield）：

是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。

在它的掩护下，头部可以安全的开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。

尾部可以装配预制管片或砌块，迅速的拼装隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实，防止周围地层的继续变形和围岩压力的增长。

5.明挖法

6.盖挖法

7.浅埋暗挖法

8.地下连续墙

五．大断面、超大跨径、浅埋偏压山岭隧道施工的施工方法：

双侧壁导坑法图D

双侧壁导坑以人工风镐开挖为主，需要时辅以弱爆破；开挖前采用双层小导管注浆超前支护，开挖后及时湿喷混凝土封闭岩面，并进行初期支护和临时支护作业。

出碴采用人工配合挖掘机扒碴装运，自卸汽车运走，两侧平行作业。

计划Ⅴ级围岩每循环进尺0.6m~0.75m，每天2个循环，即每天掘进1.2~1.5m，每月可完成30m成洞计划。

双侧壁导坑法开挖、支护顺序见图5-2。

施工注意事项：

导坑开挖需进行弱爆破时，必须经监理工程师同意，反复检查支护安全可靠后，方可进行。

施工中认真进行围岩量测工作，根据围岩变化的观测及量测数据，考虑调整支护参数。

图5-2Ⅴ级围岩施工工序图

双侧壁导坑开挖工序说明：

⑴开挖左侧导坑上部→⑵左导坑上部初支→⑶开挖左侧导坑下部→⑷左侧导坑下部初支→⑸左侧导坑仰拱→⑹开挖右侧导坑上部→⑺右导坑上部初支→⑻开挖右侧导坑下部→⑼右侧导坑下部初支→⑽右侧导坑仰拱→⑾核心土上部开挖→⑿拱顶初支→⒀核心土下部开挖→⒁施作核心土部分仰拱铺底→⒂施作核心部仰拱→⒃施作二次衬砌。

（注：

本说明是按左侧导坑先开挖，实际根据地形、现场勘察及现场的开挖边仰坡后所反映出的情况选择较弱段先开挖）

双侧壁施工注意事项：

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1．隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

2．开挖方式均采用弱爆破或人工开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。

3．工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。

4．当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调整时，应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固，横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置。

并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。

5．钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固。

6．临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。

7．施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、浇筑二次衬砌的时机提供依据。

六．隧道发展前景

1.零仰坡进洞

零仰坡进洞，顾名思义就是在不刷仰坡的情况下进洞。

但在现实情况下，由于地形地貌千变万化，地质情况不尽相同，完全不刷仰坡的情况很少。

我们之所以在这里提零仰坡进洞，主要是为了两个方面的考虑。

一是尽量减少对山体的扰动，充分利用山体的自稳能力；二是尽量减少对自然植被的破坏，最大限度的保护环境。

通过我们在实际施工中的应用，发现零仰坡进洞的方法很实用，既稳定了山体又保护了环境，同时还减少了洞口土石方工程量。

所以值得大力推广。

2.快速施工是以后施工的主要方向

快速施工的措施：

提高隧道机械化施工，消除施工过程中的塌方。

隧道开挖的主要方法是钻爆法。

开挖工作包括钻眼、装药、爆破等几项工作内容，对于开挖工作应做到下面几点要求：

⑴按设计要求开挖出断面，包括形状尺寸、表面平整、超欠挖等。

⑵石渣块度便于装渣左右。

⑶掘进速度块，占用作业循环时间少

⑷爆破在充分发挥其能力的前提下，减少对围岩的震动破坏，减少对施工用具设备及支护结构的破坏，并尽量节省爆破器材消耗。

一般山岭隧道最常用的掘进方式是钻眼爆破掘进，即控制爆破，下面主要阐述下该技术。

⑴钻眼机具

隧道工程中常使用的凿岩机有风动凿岩机和液压凿岩机。

其工作原理是利用镶嵌在钻头体前端的凿刃反复冲击并转动破碎岩石而成孔。

有的可通过调节冲击功大小和转速以适应不同硬度的石质，达到最佳成孔效果。

⑵炮眼布置

掘进工作面的炮眼可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。

掏槽眼的作用是将开挖面上某一个部位的岩石掏出一个槽，以形成新的临空面，为其他的炮眼的爆破创造有利条件。

一般比其他眼深10-20cm

辅助眼的作用是进一步扩大掏槽体积和增大爆破量，并为周边眼创造有利的爆破条件。

其布置主要是解决间距和最小抵抗线的问题，这可以由工地经验决定。

最小抵抗线约为炮眼间距的60%-80%。

周边眼的作用是爆破后使开挖断面达到设计的形状和规格。

周边眼原则上沿着设计轮廓均匀布置，间距和最小抵抗线比辅助眼小。

眼口距设计轮廓线约0.1-0.2m，便于钻眼。

在隧道爆破施工中，首先的要求是炮眼利用率高，开挖轮廓及尺寸准确，对围岩震动小。

按通常的周边炮眼布置，若全断面一次开挖，常常难以爆破出理想的设计断面，对围岩扰动又大。

采用光面爆破技术，可以控制爆破轮廓，尽量保持围岩的稳定。

⑶光面爆破

光面爆破是指爆破后断面轮廓整齐，超挖和欠挖符合规定要求的爆破，其主要标准是：

①开挖轮廓成型规则，岩面平整；

②岩面上保留50%以上孔痕，且无明显的爆破裂痕；

③爆破后围岩壁上无危石。

隧道施工中采用光面爆破，对围岩的扰动比较轻微，围岩松弛带的范围只有普通爆破的1/9-1/2；大大的减少了超欠挖量，节约了大量的混凝土和回填片石，加快了施工进度；围岩壁面平整危石少，减轻了应力集中现象，避免局部塌落，增进了施工安全，并为喷锚支护创造了条件。

确定合理的光面爆破参数是获得良好光面的光面爆破效果的重要保证。

其主要参数包括周边眼间距、光面爆破层的厚度、周边眼密集系数、周边眼的装药密度等。

影响光面爆破参数选择的因素很多，主要有岩石的爆破性能、炸药品种、一次爆破的断面大小及形状等；其中影响最大的是地质条件。

光面爆破参数的选择，目前还缺乏一定的理论公式，多是采用经验方法。

为了获得良好的光面爆破效果，可以采取以下技术措施：

①适当加密周边眼。

一般E=（8-18）d，E为孔距，d为炮眼直径。

②合理确定光面爆破层。

光面爆破层，就是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石圈。

光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线。

周边眼间距E与光面爆破层W有着密切关系，通常以周边眼密集系数K表示为K=E/W。

根据国内外大量工程实践经验，取K=0.8左右，光面爆破层厚度W一般取50-90cm。

③合理用药。

用于光面爆破的炸药宜采用低猛度低爆速传爆性能好的炸药，一般采用乳化炸药和硝铵炸药。

④采用小直径药卷不耦合装药结构。

在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的小直径药卷，药卷与炮眼壁间留有间隙，称之为不耦合装药结构。

炮眼直径与药卷直径之比称为不耦合系数，最好大于2。

⑤要为周边眼光面爆破创造临空面。