新奥法隧道施工.ppt

第第6 6章章 隧道隧道施工方法（施工方法（3 3）新奥法技术与监控量测新奥法技术与监控量测本节主要内容本节主要内容6.11 新奥法的施工技术6.12 新奥法的监控量测033226.11 新奥法的施工技术新奥法的施工技术（一）施工程序（一）施工程序3（二）施工基本原则（二）施工基本原则新奥法施工的基本原则可扼要地概况为：“少扰动、早支护、勤量测、紧封闭少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”（三）喷射混凝土（三）喷射混凝土1.1.喷射混凝土的特点喷射混凝土的特点 u 充填裂隙加固围岩 u 封闭围岩壁面防止风化 u 喷射混凝土与围岩组成共同承载体系42.2.喷射混凝土的优缺点喷射混凝土的优缺点 优点：u 柔性支护u 支护及时u 不用模板、拱架u 施工工艺简单缺点：回弹量大、止水性弱53.3.喷射混凝土的喷射方式喷射混凝土的喷射方式1）干喷：干喷是将砂、石、水泥按一定比例干拌均匀投入喷射机，同时加入速凝剂，用高压空气将混合料送到喷头，再在该处与高压水混合后以高速喷射到岩面上。62）湿喷：湿喷是将砂、石料预加水，使其浸润成潮湿状，再加水泥拌均匀，从而降低上料合喷射时的粉尘，其工艺流程同干喷。74.4.喷射混凝土的机械喷射混凝土的机械(具具)设备设备 喷射作业的机械(具)设备主要包括：混凝土喷射机、上料机、搅拌机、机械手、混凝土运送搅拌车、混凝土喷射三联机等。81）混凝土喷射机（1）双罐式混凝土喷射机 （2）转体式混凝土喷射机 92）机械手10（四）喷射混凝土的施工工艺（四）喷射混凝土的施工工艺1.1.喷射混凝土的施工准备喷射混凝土的施工准备 u材料、机械(具)的准备 u施喷场地准备 2.2.施喷作业施喷作业风压：风源风压应稳定在0.40.65MPa。水压：规定喷射作业区的系统水压应大于0.4MPa。11 （五）锚杆（五）锚杆1.1.锚杆的支护效应锚杆的支护效应（1）悬吊效应（2）组合梁效应 12（3）加固效应132.2.锚杆的种类锚杆的种类 1）机械式锚固锚杆 142）粘结式锚固锚杆 153）摩擦式锚固锚杆 当隧道通过软弱围岩等地段时，机械式锚杆锚固容易失效，粘结式砂浆锚杆施工不便，而采用摩擦式锚杆则可以收到良好的支护效果。163.3.锚杆的布置锚杆的布置 锚杆的布置分为局部布置和系统布置 1）局部布置 锚杆局部布置的原则：u 拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉。u 拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。172）系统布置 18锚杆系统布置的原则：u 锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置，对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置u 在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵横间距为0.61.5m。u 系统锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在、级围岩中，锚杆间距宜为0.51.2m。194.4.锚杆的尺寸锚杆的尺寸 1）锚杆直径 锚杆一般采用16Mn或5号钢，条件不具备时可用3号钢。对于端部锚固的锚杆，其抗拉力大于或等于设计锚固力，即：则锚杆直径d：常用的锚杆直径一般为1822mm。202）锚杆长度u 起悬吊作用的锚杆：长度须穿透不稳定块体并在坚硬稳定岩体内有一定锚固长度。u 软弱围岩中系统布置的锚杆：岩体视为单一塑性体，锚杆的长度应穿过塑性区。按施工经验来确定锚杆长度：中等以上硬质围岩：软弱围岩：215.5.锚杆的质量检查锚杆的质量检查 锚杆质量检查，包括长度、间距、角度、方向、抗拔力等。其中主要是抗拔力试验，对于重要工程可增作灌浆密度试验。如抗拔力不符合要求时，一般可用加密锚杆予以补强。22（六）钢架（六）钢架u 对于自稳时间很短的、级围岩隧道；u 浅埋偏压隧道；u 隧道处于粉细砂、大面积淋水等地段；u 为了抑制围岩过大的变形。使用条件：架设后立即受力，且强度和刚度均较大，可承受开挖时引起的松动压力。钢架的最大特点：钢架可分为：型钢钢架和格栅网构钢架两种类型。231.1.型钢钢架型钢钢架 工程上采用的型钢钢架有：工字型钢、H型钢、槽钢、U型钢、钢管及钢轨等材料。缺点：u 钢架较重，架设困难；u 不便于加工制作；u 钢架与喷射混凝土结合不良，粘结力较小。目前现场只有十分必要时才使用。24工字型钢拱架工字型钢拱架252.2.格栅网构钢架格栅网构钢架 特点：u 质量轻，制作容易，架设方便，省工省料；u 与喷射混凝土结合良好，能形成整体钢筋混凝土结构；u 易与锚杆、超前小导管形成整体。钢架的纵向间距应根据所支护的围岩而定，一般为0.751.2m，两榀钢架之间设置直径为2022mm的纵向钢拉杆。26格栅网构钢架格栅网构钢架 276.12 新奥法的监控量测新奥法的监控量测（一）（一）目的目的u为设计和修正支护结构形式和参数提供依据；u正确选择开挖方法和支护施作时间；u为隧道施工和长期使用提供安全信息；u是研究新奥法力学机理和设计理论的重要途径。28（二）监控量测的内容和方法（二）监控量测的内容和方法1.1.基本要求基本要求 u 尽快埋设测点；u 进行一次量测的时间宜尽量短；u 传感元件要有较好的防震、防冲击波的能力，且能长期有效；u 测设的数据要求直观、正确、可靠；u 测试仪器要有足够的精度。292.2.量测内容和方法量测内容和方法 1）工程地质与支护状况的观察2）隧道地表沉降量测 30地表沉降观测地表沉降观测 31地表沉降观测地表沉降观测 323.3.隧道净空收敛量测隧道净空收敛量测 33 洞周收敛量测洞周收敛量测 34 洞周收敛量测洞周收敛量测 测点3536374.4.拱顶下沉量测拱顶下沉量测 38395.5.围岩内部位移量测围岩内部位移量测 围岩内部相对位移的测孔，一般与周边位移测线相应布置，以便使两项测试结果能够互相验证，协同分析和应用。围岩内部位移测孔布置40 围岩内部位移量测围岩内部位移量测 416.6.钢支撑应力量测钢支撑应力量测 42 钢支撑应力量测钢支撑应力量测 43 钢筋计测格栅应力钢筋计测格栅应力447.7.喷层应力量测喷层应力量测 45喷层应力测点的布置468.8.二衬应力量测二衬应力量测 47 二衬应力量测二衬应力量测48（三）监控量测数据处理与应用（三）监控量测数据处理与应用1.1.量测数据的处理与分析量测数据的处理与分析492.2.围岩稳定性判据围岩稳定性判据 如果位移时态曲线始终保持 ，说明位移速率不断下降，这是稳定的标志。当位移时间曲线出现反弯点，也即位移出现反常的急剧增长现象时()，表明围岩和支护已呈不稳定状态或危险状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。503.3.量测数据的反馈量测数据的反馈 信息反馈的目的，就是进行施工管理和调整支护设计，以确保施工的安全性和设计的经济性。量测的动态管理分为“量”和“质”2个方面，凡可以用数字大小表述的量测项目，归结为“量”的管理，如周边位移、拱顶下沉、锚杆轴力等。1）施工管理51u施工方法变更的建议；u施工工序的更改；u预留变形量的修改或确认；u设计参数的修改或确认；u采用辅助施工措施的建议。3）反分析计算2）信息反馈修正设计信息反馈修正设计的内容：52思考题：1.喷射混凝土的特点和优缺点？3.监控量测的主要内容？2.锚杆支护的原理表现在那些方面？53