二级建造师复习之隧道工程.doc

2B310000 公路工程施工技术
课件14： 2B314000 公路隧道工程
2B314010 隧道工程
一、 隧道的结构与组成
(一）概念及分类
隧道作地下通道的工程建筑物。
按地层:岩石（软岩、硬岩)隧道、土质隧道
按所处位置:山岭隧道、城市隧道、水底隧道
按施工方法:矿山法、明挖法、盾构法
按埋置深度：浅埋、深埋隧道
按断面形式：圆形、马蹄形、矩形隧道
按国际隧道协会定义断面数值：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㎡）
按车道数：单车道、双车道、多车道
按长度：特长隧道L＞3000m，长隧道1000m≤L≤3000m,
中隧道：500＜L＜1000m，短隧道L≤500m
按隧道间距：连拱、小净距、分离式
隧道组成

主体构造物
保持岩体的
稳定性和行车安全
附属构造物
通风、照明、安全、
供配电、应急设施
洞身衬砌
洞门构造物
（二）组成
1、衬砌：衬砌的断面由隧道的几何设计确定,断面轴线形状和厚度由衬砌计算决定。
衬砌形式 按隧道断面分：曲墙、直墙、圆形、矩形和喇叭口衬砌；
按支护理论分：整体式衬砌、复合式衬砌、喷锚衬砌。
2、洞门：常见的洞门有:端墙式、翼墙式、环框式、遮光式洞门
洞门构造：1) 洞门仰坡地脚至洞门墙背应有不小于1。5m的水平距离；洞门端墙与仰坡之间的水沟的沟底与衬砌拱顶外缘的高度不应小于1。0m,洞门墙顶高出仰坡脚0。5m以上；
2） 洞门墙根据情况设伸缩缝、沉降缝和泄水孔;
3) 洞门墙基础必须埋置稳定地基上，埋入土质地基深度不应小于1。0m，嵌入岩石地基不应小于0。5m；
4） 地基为冻胀土层时,要求基底设在冻结线一下不小于0.25m。
3、明洞：拱式明洞：（荷载分布）路堑对称型、路堑偏压型、半路堑偏压型和半路堑单压型
棚式明洞；（构造）墙式、刚架式、柱式等
明洞：公路隧道的明洞顶的填土厚度不小于2m.
4、附属设施：隧道的附属设施是为确保交通安全和舒适而设置的通风设施、照明设施、安全设施、供配电设施、应急设施；长度大于100m的隧道应设照明设施。
二、 隧道的施工
（一）隧道施工方法
1、新奥法 新奥地利隧道施工方法的简称。是采用喷锚技术、监控量测与岩石力学理论构成一个体系而形成新的施工方法。
基本原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭
2、传统矿山法 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 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 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.
5、明挖法
6、盖挖法 由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余下部工程在封闭的顶盖下进行，主体结构可以顺作、也可逆作.
7、浅埋暗挖法 参考新奥法基本原理，充分调动危岩的自承能力，刊物后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。
8、地下连续墙 混凝土地下墙、连续地中墙。将分段施工单元连接成连续的地下墙体.替代传统的木桩、钢桩、混凝土桩。
（二）山岭隧道施工技术
1、山岭隧道的洞口、明洞、浅埋段施工技术
1） 洞口施工
当洞口可能出现地层滑坡、崩塌、偏压时，应采用相应的预防措施.
洞门衬砌拱墙应与洞内连接的拱墙同时施工,连城整体。
2) 明洞施工
＊ 边坡能暂时稳定时，可采用先墙后拱法；
＊ 边坡稳定性差，但拱脚承载力较好，能保证拱圈稳定时,采用先拱后墙法；拱脚承载力不好，则待起拱线以上挖成后,采用跳槽挖井法，先浇筑部分边墙,再做拱圈，后做其余边墙。
＊ 半路堑式明洞施工,拱墙交替法，先做外侧边墙，继做拱圈，再做内侧边墙;
3） 浅埋段施工
＊ 根据围岩及周围环境条件，优先采用单侧壁导坑法，双侧壁导坑法、留核心土开挖法，围岩较好采用多台阶开挖,严禁采用全断面法开挖。
＊ 开挖后尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑.
＊ 锚喷支护或构件支撑,尽量靠近开挖面，其距离应小于1倍洞跨;
＊ 浅埋段地质情况较差时，宜采用地表锚杆、管棚、超前小导管、注浆加固围岩等辅助方法施工。
2、山岭隧道洞身开挖施工技术
一般采用新奥法施工技术；岩石隧道的爆破应采用光面爆破或预裂爆破技术。
3、山岭隧道洞身支护和衬砌施工技术
选择支护时,优先采用锚杆、喷射混凝土或锚喷联合作为临时支护。在软弱围岩中采用锚喷支护时，根据地质条件采取合适的超前支护形式。施做二衬时，应采用模板台车。
例:山岭隧道浅埋段施工中,严禁采用的施工方法是(2010二建 ）（p80)。
A．全断面开挖法 B．单侧壁导坑法
C.多台阶开挖法 D．双侧壁导坑法
4、山岭隧道的防排水施工技术
1） 施工防排水
当洞内有大面积渗漏水时，采用钻孔将水集中汇流引入排水沟;其钻孔的位置、数量、孔径、深度、方向和渗水量应作详细记录，以便在衬砌时确定拱墙背后排水设施位置.洞内涌水和地下水位较高时，采用井点降水和深井降水措施。
2) 结构防排水施工
A．洞内永久性防排水结构施工时，防排水结构物的断面形状、尺寸、位置和埋设深度应符合设计要求;
衬砌背后设置设置排水暗沟、盲沟和引水管时，根据隧道的渗水部位和开挖情况选择排水设施位置，配合衬砌进行施工；
衬砌背后压注水泥砂浆防水,压浆地段混凝土衬砌强度达到70％时，方可进行压浆，如遇流砂或含水土质地层，不宜采用水泥砂浆作防水层。
B．衬砌的施工缝和沉降缝采用橡胶止水带或塑料止水带，止水带不得被刺破；在固定止水带和浇筑混凝土过程中，应防止止水带偏移；加强混凝土振捣，排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。
C．复合式衬砌防水层施工：防水层应在初期支护变形基本稳定后，二次衬砌施工前进行。
三、 隧道围岩分级
（一）公路隧道围岩分级
I 级：坚硬岩，岩体完整、巨整体状或巨厚状结构；围岩基本质量指标＞550Mpa
VI级：软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土
（二）围岩分级判定方法
定性因素：岩石的坚硬程度和岩石的完整程度
定量岩石：围岩基本质量指标
围岩详细分级时,如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标进行修正
1、 有地下水
2、 围岩稳定性受软弱结构面的影响,且有一组起控制作用
3、 存在高初始应力.
2B314020 隧道施工测量和监控量测技术
1、隧道施工控制测量的精度以中误差衡量；最大误差(极限误差）规定为中误差的两倍；
2、隧道竣工后应在直线段每50m、曲线段每20m测绘以路线中线为准的隧道实际净空、标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度；
3、隧道施工监控的目的：
1) 掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业;
2） 通过围岩和支护的变位、应力量测。修改支护系统设计；
3) 分析各项量测信息、确认或修正设计参数。
4、隧道施工监控量测的主要内容：
1） 必测项目：地质和支护状况;周边位移;拱顶下沉；锚杆或锚索的内力及抗拔力
2) 选测项目：地表下沉；围岩体内位移；围岩压力及两层支护间压力；钢支撑内力及外力；支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝情况；
例：公路隧道明洞顶的填土厚度应不小于（B)m（2009、二建）.
A．1．0
B．2．0
C．3．0
D．4．0
例：在隧道施工监控量测中，收敛计是用来量测（D）（2009、二建)。
A．拱顶下沉
B．地表下沉
C．围岩体内位移
D．围岩周边位移
例：公路隧道按照长度可划分为（ABCD)（2009、二建）。
A．特长隧道
B．长隧道
C．中隧道
D．短隧道
E．特短隧道
例：山岭隧道复合式衬砌中防水层的施工时间应在（D).(2009、一建）
A．初期支护变形基本稳定前
B．二次衬砌施工作业后
C．初期支护变形和二次衬砌施工期间
D．初期支护变形基本稳定后，二次衬砌施工前
例：复合式衬砌隧道现场监控量测的必测项目包括( ABD ）(2009、一建)，
A．周边位移 B．拱顶下沉
C．钢支撑内力及外力 D．地质和支护状况观察 E．围岩弹性波测试
例：采用盾构法施工隧道时，一次掘进的长度相当于装配式衬砌一环的（    ）。(2006、一建）
　　A。宽度    　B。厚度
　　C.高度  　　D。长度