区间隧道施工方法.ppt

隧道施工方法 几种施工方法 一 新奥法 二 盾构法 三 TBM 四 浅埋暗挖法 新奥法 新奥法新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，原文是New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM，新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹（L.V.RABCEW ICZ）教授于 50 年代提出的，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法。原理：新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。新奥法隧道模型锚杆二次衬砌施工过程基本原则（1）充分保护围岩，减少对围岩的扰动。（2）充分发挥围岩的自承能力。（3）尽快使支护结构闭合。（4）加强监测，根据监测数据指导施工。测量断面大小及位置台阶法环形开挖预留核心土法中洞法交叉中隔壁法中隔壁法双侧壁导坑法盾构法盾构机（软土层掘进机）于1847年发明，它是一种带有护罩的专用设备。利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。软土层掘进机原理盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构机既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。土压平衡盾构工作原理盾构推进时，其前端刀盘旋转掘削地层土体，切削下来的土体进入土舱。当土体充满土舱时，其被动土压与掘削面上的土压、水压基本平衡，使得掘削面与盾构面处于平衡状态(即稳定状态)。示意图如图所示。由图可知，这类盾构靠螺旋输送机将碴土(即掘削弃土)排送至土箱，运至地表。由装在螺旋输送机排土口处的滑动闸门或旋转漏斗控制出土量，确保掘削面稳定。土压平衡盾构机结构图刀盘盾尾施工1.在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个竖井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的竖井；2.盾构在始发竖井内安装就位；3.依靠盾构千斤顶推力（作用在竖井后壁或新拼装好的衬砌上）将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；4.盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土（泥）和安装衬砌管片；5.及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；6.盾构进入到达竖井并被拆除，如施工需要，也可穿越竖井再向前推进。工作示意图竖井施工竖井施工盾构机安装安装就位推进沙土搬运和管片运输沙土搬运衬砌衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利渠道中。衬砌简单说来就是内衬，常见的就是用砌块衬砌，可以是预应力高压灌浆素混凝土衬砌。二次衬砌二次衬砌是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌。模筑衬砌模筑衬砌指立拱架或模板后修筑的隧道衬砌。在全断面开挖隧道灌筑整体混凝土衬砌时，可实行综合机械预制装配式衬砌预制装配式衬砌是将若干在工厂或现场预制的构件运入坑道内，用机械拼装而成，一经装配，即可承受围岩压力。一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力；一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力；大量构件可以在工厂成批生产，在洞内进行机械化拼装，从而改善了劳动条件，节省了劳动力；拼装时，不需要临时支护如拱架、模板等，从而节省了大量的支撑材料及劳动力；拼装速度因采用了机械化而提高，缩短了工期，还可能降低造价。缺点，在坑道内需要足够的拼装空间，制备构件的尺寸要求有一定的精度，接缝多，防水较困难等，由于以上原因，在我国铁路上未能推广使用。挤压混凝土衬砌挤压混凝土衬砌可以是素混凝土，也可以是钢筋混凝土，但应用的最多的是钢纤维混凝土。挤压混凝土的衬砌一次成型，内表面光滑，衬砌背后无空隙，故无需注浆，且对控制地层移动特别有效。但因挤压混凝土衬砌需要较多的施工设备，其中包括混凝土成型用的框模，拼拆框模的系统，混凝土配制车、泵、阀、管等组成的混凝土配送系统。而且，混凝土制备、配送、钢筋架立等工艺较为复杂，在渗漏性较大的土层中要达到要求尚有困难。故挤压混凝土衬砌的应用尚不广泛。管片管片运输管片运输管片运输管片拼装管片拼装盾构到达竖井 TBM TBMTBM发展历史简介发展历史简介u隧隧道道掘掘进进机机(Tunnel Tunnel Boring Boring Machine Machine)是是一一种种用用机机械械破破碎碎岩岩石石、出出碴碴与与支支护护实实行连续作业的综合设备，它是由盾构技术发展而来的。行连续作业的综合设备，它是由盾构技术发展而来的。u18181818年英国布鲁诺年英国布鲁诺(Brunel)(Brunel)受蛀虫钻孔启示，最早提出盾构雏形与施工方法。受蛀虫钻孔启示，最早提出盾构雏形与施工方法。u18461846年意大利人年意大利人MausMaus发明隧道掘进机发明隧道掘进机(盾构盾构)。u18511851年美国人查理士年美国人查理士威尔逊研制出威尔逊研制出TBMTBM试用于花岗岩掘进未获成功。试用于花岗岩掘进未获成功。u18811881年年波波蒙蒙特特开开发发出出压压缩缩空空气气式式TBMTBM，成成功功用用于于英英吉吉利利海海峡峡隧隧道道直直径径2.1m2.1m的的勘勘探导坑。探导坑。u美美国国罗罗宾宾斯斯(Robbins)(Robbins)公公司司19521952年年研研制制出出第第一一台台软软岩岩TBMTBM，19561956年年又又成成功功研研制制中中硬岩硬岩TBMTBM。2024/5/13 周一532024/5/13 周一54 TBM法的概述与应用 掘掘进进机机（Tunnel Tunnel Boring Boring MachineMachine），简简称称TBMTBM，是是一一种种修修建建岩岩质质隧隧道道的的工工厂厂化化施施工工技技术术。在在机机械械施施工工中中很很长长一一段段时时期期，把把在在土土质质隧隧道道中中采采用用的的机机械械称称为为盾盾构构，而而把把在在岩岩质质隧隧道道中中施施工工的的机机械械称称为为掘掘进进机机，或或岩岩石石掘掘进进机机。由由于于机机械械制制造造技技术术的的快快速速发发展展，这这种种区区分分越越来来越越不不明显，因此目前多把掘进机和盾构并称为盾构掘进机明显，因此目前多把掘进机和盾构并称为盾构掘进机。2024/5/13 周一55TBM主要制造商n美国罗宾斯n德国海瑞克公司n德国威尔特公司n加拿大拉法特n日本三菱公司Robbins2024/5/13 周一56TBM刀盘结构示意图TBMTBM破岩方式主要有：挤压式与切削式破岩方式主要有：挤压式与切削式1.1.挤压式挤压式 主主要要是是通通过过水水平平推推进进油油缸缸使使刀刀盘盘上上的的滚滚刀刀强强行行压压入入岩岩体体，并并在在刀刀盘旋转推进过程中联合挤压与剪切作用破碎岩体。盘旋转推进过程中联合挤压与剪切作用破碎岩体。滚刀类型：圆盘型、楔齿形、球齿型滚刀类型：圆盘型、楔齿形、球齿型2.2.切削式切削式主主要要利利用用岩岩石石抗抗弯弯、抗抗剪剪强强度度低低(仅仅为为抗抗压压强强度度的的510%)510%)的的特特点点靠铣削靠铣削(即剪切即剪切)与弯断破碎岩体。与弯断破碎岩体。在在两两种种破破岩岩方方式式总总的的破破岩岩体体积积中中，大大部部分分并并不不是是由由刀刀具具直直接接切切割割下下来来的的，而而是是由由后后进进刀刀具具剪剪切切破破碎碎的的，先先形形成成破破碎碎沟沟或或切切削削槽槽是是先决条件先决条件TBM破岩方式与原理破岩方式与原理2024/5/13 周一58TBM的优缺点优点：优点：快速快速-约为钻爆法的约为钻爆法的4646倍；倍；优质优质-洞壁光滑，超挖量少洞壁光滑，超挖量少 ；高效高效-节约衬砌，节约人工劳动；节约衬砌，节约人工劳动；安全安全-安全性加大，作业环境安全；安全性加大，作业环境安全；环保环保-非爆破开挖，尘土、气体、噪音非爆破开挖，尘土、气体、噪音 污染少，污染少，减少辅助洞室，减少地表破坏；减少辅助洞室，减少地表破坏；自动化、信息化程度高。自动化、信息化程度高。2024/5/13 周一59缺点：缺点：1 1、设备购置及使用成本大；、设备购置及使用成本大；2 2、施工途中不能改变开挖半径；、施工途中不能改变开挖半径；3 3、地质适应性较差、地质适应性较差;4 4、断面适应性较差、断面适应性较差;5 5、运输困难。、运输困难。TBMTBM施施工工法法始始于于二二十十世世纪纪三三十十年年代代，限限于于机机械械技技术术水水平平，其其应应用用实实例例甚甚少少。五五六六十十年年代代随随着着机机械械工工业业与与掘掘进进机机技技术术水水平平的的不不断断提提高高发发展展较较快快。迄迄今今为为止止，世世界界上上采采用用TBMTBM施施工工的的隧隧道道超超过过10001000座座，总总长长度度超超过过4000km4000km，以以逐逐步步成成为为长长大隧道修建的主要施工方法之一。大隧道修建的主要施工方法之一。1.1.国外典型应用国外典型应用英吉利海峡隧道英吉利海峡隧道由由2 2条条外外径径8.6m8.6m单单线线铁铁路路隧隧道道与与1 1条条外外径径5.6m5.6m辅辅助助隧隧道道组组成成。全全长长48.5km48.5km，海海底底段段长长37.5km37.5km，隧隧道道最最深深处处在在海海平平面面下下100m100m，全全部部采采用用TBMTBM施施工工。英英国国侧侧6 6台台，岸岸边边段段3 3台台海海底底段段3 3台台(单单向向推推进进21.2km)21.2km)。法法国国侧侧5 5台台，岸岸边边段段2 2台台海海底底段段3 3台台。最深处需承受最深处需承受10atm10atm水压力，平均月进尺水压力，平均月进尺1000m/1000m/月。月。隧隧道道建建成成标标志志着着TBMTBM施施工工技技术术的的最最高高水水平平，也也是是融融合合英英、美美、法法、德德等等国国TBMTBM施工技术于一体的最高成就。施工技术于一体的最高成就。国内外应用概况国内外应用概况2.2.国内应用国内应用国国内内TBMTBM研研发发制制造造始始于于二二十十世世纪纪六六十十年年代代中中期期，共共生生产产1010余余台台直直径径2.55.8m2.55.8m的的TBMTBM，先先后后用用于于下下列列水水电电与与煤煤矿矿井井巷巷工工程程。国国产产机机型月均进尺型月均进尺20300m20300m，累计总掘进长度，累计总掘进长度12km12km。u云南西洱河水电站引水隧道云南西洱河水电站引水隧道u引滦入津新王庄隧道陡河电站的引水隧道引滦入津新王庄隧道陡河电站的引水隧道u引大入秦总干渠引大入秦总干渠3838号隧道号隧道u北京落坡岭水电工程北京落坡岭水电工程u贵州猫跳河水电站引水隧道贵州猫跳河水电站引水隧道u福建龙门滩引水隧道福建龙门滩引水隧道u江西萍乡、山西怀仁、山西古交、云南羊场煤矿江西萍乡、山西怀仁、山西古交、云南羊场煤矿 4.4.楔齿型与球齿型滚刀破岩原理楔齿型与球齿型滚刀破岩原理最最初初由由楔楔齿齿尖尖端端在在滚滚刀刀转转动动情情况况下下产产生生切切向向张张力力破破坏坏岩岩石石的的表表面面，切切人人深深度度为为。然然后后由由齿齿尖尖的的楔楔入入力力继继续续引引起起剪剪切切破破坏坏，楔楔入入深深度度为为h h。由由于于各各齿齿环环的的齿齿节节是是不不同同的的，因因此此加加大大了了楔楔齿齿的的破破岩岩效效果果。球球齿齿型型滚滚刀刀的的破破岩岩原原理理与与楔楔齿型滚刀相同，适用于硬岩掘进。齿型滚刀相同，适用于硬岩掘进。2024/5/13 周一63 TBM的结构类型，构造和工作原理一、全断面一、全断面TBMTBM TBMTBM基本构造基本构造TBMTBM由由破破岩岩机机构构、推推进进机机构构、岩岩碴碴装装运运机机构构、导导向向调调向向机机构构及及吸吸尘尘、通通风风装置等几部分组成。装置等几部分组成。1.1.破岩机构破岩机构滚刀或削刀在强大轴推力的作用下旋转，切削与剪切破碎岩石。滚刀或削刀在强大轴推力的作用下旋转，切削与剪切破碎岩石。2.2.推进机构推进机构主支撑鞋顶撑洞壁以支承和推进机身。副支撑鞋控制振动与方向。主支撑鞋顶撑洞壁以支承和推进机身。副支撑鞋控制振动与方向。3.3.出碴机构出碴机构破破岩岩形形成成的的片片状状石石碴碴，由由安安装装在在刀刀盘盘上上的的铲铲碴碴斗斗铲铲起起，铲铲斗斗旋旋转转到到顶顶部部卸卸入集料斗，经皮带机装车运出洞外。入集料斗，经皮带机装车运出洞外。4.4.导向及调向机构导向及调向机构导导向向机机构构是是用用来来指指示示和和校校核核掘掘进进机机推推进进的的方方向向，使使其其保保证证符符合合设设计计的的轴轴线线和坡度的要求。和坡度的要求。5.5.通风及吸尘装置通风及吸尘装置掘掘进进机机工工作作时时将将产产生生大大量量的的热热量量与与粉粉尘尘。故故对对通通风风、降降尘尘要要求求较较高高。一一般般在在刀刀盘盘头头部部安安装装有有吸吸尘尘设设备备和和喷喷水水装装置置，掘掘进进时时连连续续喷喷水水降降尘尘。机机房房内内专专设通风降温设备。设通风降温设备。全断面全断面TBMTBM分类分类u开开敞敞式式TBMTBM：配配置置钢钢拱拱架架安安装装器器与与喷喷锚锚等等辅辅助助设设备备。常常用用于于硬硬岩岩，采取有效支护手段后也可应用于软岩隧道。采取有效支护手段后也可应用于软岩隧道。u双双护护盾盾TBMTBM：适适用用于于各各种种地地质质，既既能能适适应应软软岩岩，也也能能适适应应硬硬岩岩或或软软硬岩交互地层硬岩交互地层。u单单护护盾盾TBMTBM：常常用用于于劣劣质质地地层层。单单护护盾盾TBMTBM推推进进时时利利用用管管片片作作支支撑撑，其其原原理理类类似似于于盾盾构构。与与双双护护盾盾TBMTBM相相比比，掘掘进进与与安安装装管管片片不不能能同同时时进行。进行。u微型微型TBMTBM：0.253.00m0.253.00mu中型中型TBMTBM：3.08.0m3.08.0mu巨型巨型TBMTBM：大于大于8.0m8.0mSingle Shield TBM 护盾；护盾；液压推进油缸；液压推进油缸；管片；管片；刀盘；刀盘；装渣斗；装渣斗；皮带输送机皮带输送机Double Shield TBM 可伸缩护盾；可伸缩护盾；刀盘；刀盘；活动支撑鞋；活动支撑鞋；辅助推进油缸；辅助推进油缸；管片管片Gripper TBM支撑鞋；支撑鞋；钢支架举升器；钢支架举升器；锚杆安装机构；锚杆安装机构；钢筋网举升器钢筋网举升器2024/5/13 周一70自由断面自由断面TBMTBM2024/5/13 周一71自由断面TBM的优缺点优点：开挖断面形状自由；开挖断面形状自由；易于适应地质条件的变化；易于适应地质条件的变化；开挖速度快；开挖速度快；围岩松弛少；围岩松弛少；噪声、振动少；噪声、振动少；轻量、小型、机动性好；轻量、小型、机动性好；人员少，安全性高；人员少，安全性高；机械购置费用低。机械购置费用低。2024/5/13 周一72缺点：地质条件的适用范围小；地质条件的适用范围小；发生粉尘；发生粉尘；有涌水时易于泥化；有涌水时易于泥化；TBM法隧道的施工流程、技术要点和辅助工法1 1TBMTBM施工主要流程施工主要流程施施工工准准备备全全断断面面开开挖挖与与出出渣渣外外层层管管片片式式衬衬砌砌或或初初期期支支护护TBMTBM前前推推管片外灌浆或二次衬砌管片外灌浆或二次衬砌2 2RobbinsRobbins开敞式开敞式TBMTBM循环作业流程循环作业流程STEP STEP 1:1:作作业业开开始始。主主支支撑撑前前位位撑撑紧紧洞洞壁壁，后后支支撑撑腿腿提提起起。刀刀盘盘转转动动，推推进进油油缸缸伸出，伸出，TBMTBM前部前移一个作业行程前部前移一个作业行程STEP 2:STEP 2:准备换步。刀盘停转，后支撑腿抵住仰拱承重准备换步。刀盘停转，后支撑腿抵住仰拱承重STEP 3:STEP 3:主支撑回缩。推进油缸回缩将自由态主支撑前拉回位主支撑回缩。推进油缸回缩将自由态主支撑前拉回位STEP STEP 4:4:主主支支撑撑回回位位后后伸伸出出支支撑撑鞋鞋抵抵紧紧岩岩壁壁，后后支支撑撑提提起起，TBMTBM定定位位找找正正，坡坡道道上上必要时先定坡度。必要时先定坡度。STEP 5:STEP 5:返回第一步，返回第一步，TBMTBM准备下一循环掘进。准备下一循环掘进。掘进机法施工技术要求掘进机法施工技术要求1 1基本原则基本原则TBMTBM掘掘进进断断面面大大可可达达10m10m以以上上，小小仅仅为为1.8m1.8m。由由于于TBMTBM与与辅辅助助施施工工技技术术日日臻臻完完善善以以及及现现代代高高科科技技成成果果(液液压压新新技技术术、电电子子技技术术与与材材料料科科学学技技术术等等)的的应应用用大大大大提提高高了了TBMTBM对对各各种种困困难难条条件件的的适适应应性性，因因此此简简单单从从开开挖挖可可能能性性来来考考虑虑TBMTBM的适用范围是不全面的。的适用范围是不全面的。1.1.判定依据判定依据隧道围岩的抗压强度、裂缝状态、涌水状态等岩性条件隧道围岩的抗压强度、裂缝状态、涌水状态等岩性条件机械构造、机械构造、TBMTBM直径等机械条件；直径等机械条件；隧道断面、长度、位置状况、地址条件等。隧道断面、长度、位置状况、地址条件等。2.2.TBMTBM工法选用流程工法选用流程(参见下页流程图参见下页流程图)初步调查初步调查 地质构造分析地质构造分析 地表调查地表调查弹性波速度弹性波速度阻抗试验阻抗试验钻孔调查钻孔调查开挖直径开挖直径刀具直径与数量刀具直径与数量马达刀具转速马达刀具转速后续设备等后续设备等循环、支护辅助循环、支护辅助工法、临时设计工法、临时设计 与钻爆法比较与钻爆法比较 线路决定线路决定 地质调查地质调查 当地条件当地条件 TBM规格决定规格决定 施工计划施工计划 经济分析经济分析 实施计划实施计划 变更线路变更线路 其他方法其他方法 NoYesTBM工工法法研研究究流流程程框框图图2挤出性挤出性膨胀性围岩膨胀性围岩2 4轻微挤出性轻微挤出性地压大的围岩地压大的围岩4 10地压大地压大有地压的围岩有地压的围岩10几乎无地压的围岩几乎无地压的围岩 二、工程地质条件二、工程地质条件主要调查影响主要调查影响TBM使用的地质条件。使用的地质条件。1.影响影响TBM选用的地质因素选用的地质因素隧道地压。是否存在塑性地压？隧道地压。是否存在塑性地压？指标：围岩强度比指标：围岩强度比(软岩软岩)；围岩抗剪强度比；围岩抗剪强度比(似砂土软岩似砂土软岩)围岩强度比围岩强度比断层破碎带、软弱泥岩以及蛇纹岩等膨胀性岩层掘进困难断层破碎带、软弱泥岩以及蛇纹岩等膨胀性岩层掘进困难涌涌水水状状态态。涌涌水水范范围围、大大小小与与压压力力会会造造成成工工作作面面崩崩塌塌与与承载力低下，应慎用。承载力低下，应慎用。机械条件机械条件TBMTBM不仅受地质条件约束，还受到开挖直径、开挖机构的约束。不仅受地质条件约束，还受到开挖直径、开挖机构的约束。在硬岩中开挖大直径隧道很是困难。日本实例的最大直径仅为在硬岩中开挖大直径隧道很是困难。日本实例的最大直径仅为5m5m左右。左右。目目前前TBMTBM多多数数是是单单轴轴回回转转式式。若若开开挖挖直直径径越越大大，刀刀头头内内周周与与外外周周的的周周差速越大，将对刀头产生种种不良影响。差速越大，将对刀头产生种种不良影响。随随着着开开挖挖直直径径的的增增大大，需需要要增增大大推推力力，支支撑撑靴靴也也要要增增大大，将将导导致致运运输输困难与承载力问题。困难与承载力问题。4 4开挖长度开挖长度uTBMTBM进进场场需需经经历历运运输输、组组装装等等过过程程。根根据据其其直直径径与与型型式式、运运输输途途径、组装基地状况等不同，需准备径、组装基地状况等不同，需准备1212个月。个月。uTBMTBM后后续续设设备备长长100200m100200m，为为正正规规地地进进行行掘掘进进也也需需先先筑筑一一段段长长200m200m左右的隧道。左右的隧道。u隧隧道道长长度度小小于于1000m1000m时时，其其运运行行成成本本急急剧剧增增大大。达达3000m3000m左左右右时时的成本大致是一定的。的成本大致是一定的。u国国外外在在断断面面1030m1030m2 2、长长1000km1000km以以上上的的隧隧道道开开挖挖，优优先先考考虑虑采采用用TBMTBM施工。施工。u最佳开挖长度为最佳开挖长度为3000km3000km以上，短隧道慎用。以上，短隧道慎用。五五.工程所在地的道路设施工程所在地的道路设施uTBMTBM的的运运输输与与组组装装要要求求注注意意工工程程所所在在地地的的基基础础设设施施条条件件。搬搬运运计计划划应应考考虑虑道道路路宽宽度度、高高度度与与重重量量等等限限制制，根根据据组组装装条条件件充充分分调调查查运运输输时时的的分分割割方方法法(即最小分割尺寸与重量即最小分割尺寸与重量)。uTBMTBM一一般般在在工工厂厂试试组组装装、试试运运输输后后分分割割。分分割割重重量量约约为为35t35t，断断面面3.53.5m3.53.5m左右。左右。uTBMTBM施施工工电电耗耗较较高高，约约为为同同规规模模其其他他工工法法施施工工的的双双车车道道隧隧道道的的1.51.5倍倍，规规划划时应充分考虑。时应充分考虑。6 6TBMTBM选用应考虑的条件选用应考虑的条件工程规模：隧道形状、长度、直径、埋深、走向；工程规模：隧道形状、长度、直径、埋深、走向；地地质质情情况况：岩岩石石类类型型与与强强度度、节节理理分分布布与与发发育育程程度度、断断层层、暗暗河河、溶溶洞洞、地下水分布、已有地表建筑、河流等地下水分布、已有地表建筑、河流等基础设施：交通运输能力、水电来源、进出洞口场地基础设施：交通运输能力、水电来源、进出洞口场地施工进度与企业能力施工进度与企业能力(制造维修、经济、施工管理与习惯制造维修、经济、施工管理与习惯)掘进机法施工要点掘进机法施工要点1 1TBMTBM施工管理措施施工管理措施TBMTBM工工厂厂化化施施工工是是一一项项管管理理系系统统工工程程。施施工工与与设设备备管管理理水水平平的的提提高高是是其其高高效效率率与与高高效效益益的的保保证证。在在一一般般地地质质条条件件下下，国国外外掘掘进进机机净净掘掘进进时时间间在在4040 5050左右左右。1.1.提高设备完好率，强调预防性维修。提高设备完好率，强调预防性维修。2.2.选择合理掘进系数，定时检查、更换与调换刀具选择合理掘进系数，定时检查、更换与调换刀具3.3.配件储备与供应配件储备与供应4.4.定岗定责，标准化作业定岗定责，标准化作业5.5.地质超前预报地质超前预报6.6.控制测量与施工测量精度控制测量与施工测量精度7.7.电力专供电力专供8.8.洞口平纵面条件、作业场地、大型临时工程等施工准备洞口平纵面条件、作业场地、大型临时工程等施工准备2 2衬砌施工技术要点衬砌施工技术要点衬衬砌砌结结构构一一般般是是由由临临时时或或初初期期支支护护以以及及二二次次衬衬砌砌组组成成。在在隧隧道道设设计计时时，就就应应确确定定基基本本支支护护形形式式。引引水水隧隧道道大大都都采采用用护护盾盾式式TBMTBM进进行行管管片片衬衬砌砌的的结结构构形形式式；公公、铁铁隧隧道道除除进进行行临临时时支支护护外外，一一般般视视地地质质情情况况采采用用二二次次喷喷射射混混凝凝土或二次模注混凝土作为永久衬砌。土或二次模注混凝土作为永久衬砌。1.1.管片式衬砌管片式衬砌护护盾盾式式TBMTBM一一般般采采用用圆圆形形全全周周管管片片式式衬衬砌砌。该该类类衬衬砌砌适适合合于于软软弱弱围围岩岩。管管片间应安装止水条，并在管片外圆与洞壁间隙间压入豆石与注浆。片间应安装止水条，并在管片外圆与洞壁间隙间压入豆石与注浆。2.2.二次模筑混凝土衬砌二次模筑混凝土衬砌开开敞敞式式掘掘进进机机一一般般随随开开挖挖先先施施作作临临时时支支护护，再再进进行行二二次次模模注注混混凝凝土土衬衬砌砌。亦可采用二次喷射混凝土作为永久衬砌，加钢筋网或钢纤维。亦可采用二次喷射混凝土作为永久衬砌，加钢筋网或钢纤维。国国产产首首台台自自主主知知识识产产权权敞敞开开式式TBMTBM长长沙沙下下线线 直直径径8 8米米达达到到世世界界先先进进水平水平一一个个多多世世纪纪以以来来，其其核核心心技技术术长长期期被被国国外外垄垄断断，甚甚至至直直到到今今年年1010月月前，国内的前，国内的TBMTBM还全部依赖进口。还全部依赖进口。国产首台敞开式TBM下线现场国产首台敞开式TBM下线现场浅埋暗挖法定义浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行施工，称之为浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。继1984年王梦恕院士在军都山隧道黄土段试验成功的基础上，又于1986年在具有开拓性、风险性、复杂性的北京复兴门地铁折返线工程中应用，在拆迁少、不扰民、不破坏环境下获得成功。同时，结合中国特点及水文地质系统，创造了小导管超前支护技术、8字型网构钢拱架设计、制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术和变位进行反分析计算的方法，提出了“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18字方针，突出时空效应对防塌的重要作用，提出在软弱地层快速施工的理念。由此形成了浅埋暗挖法，创立了适用于软弱地层的地下工程设计、施工方法。基本原理浅埋暗挖法沿用新奥法(New Austrian Tunneling Method)基本原理，初次支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时，同时采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩的自承能力；并采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多种综合配套技术优点由于造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点，浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。施工原则管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测管超前严注浆短开挖强支护快封闭勤测量施工步骤施工方法全断面 全断面开挖法施工操作比较简单，全断面一次钻孔，并进行装药连线，再起一次爆破成型，同时施作初期支护，铺设防水隔离层，进行二次筑模衬砌。这种开挖的优点是全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，且工序少，便于施工组织的管理。缺点是由于开挖面较大，围岩稳定性降低，且每个循环工作量较大;另外深孔爆破引起的震动较大，因此要求进行精心的钻爆设计，并严格控制爆破作业。台阶法台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，分步开挖。根据地层条件和机械配套情况，台阶法又可分为正台阶法、多台阶法等。台阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。台阶法开挖的优点是灵活多变，适用性强，具有足够的作业空间和较快的施工速度。缺点是上下部作业互相干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响，还应注意台阶开挖会增加围岩扰动的次数等。中隔墙法中隔墙法也称CD工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD工法仍不能满足要求时，可在CD工法的基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔墙法(也称CRD工法)。CRD工法的最大特点是将大断面施工化成小断面施工，各个局部封闭成环的时间短，控制早期沉降好，每个步序受力体系完整。因此，结构受力均匀，形变小。另外，由于支护刚度大，施工时隧道整体下沉微弱，地层沉降量不大，而且容易控制。CDCRD双侧壁法导坑法双侧壁导坑法，又称双侧壁导洞法或眼镜工法。开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭园，周边轮廓园顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形。建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。洞桩法洞桩法，即是利用水位线以上的地层开设小导洞，在小导洞内施工钻孔桩，然后经过一系列的受力转换来实现三拱两柱结构。中洞法安全性高，灵活性好，可操作性强，机械化程度低，出土效率高，工序间干扰较少等。北京地铁四号线石榴庄隧道工程中采用了中洞法施工技术，工程将中洞法施工划分成 13 个步骤，遵照“小分块、短台阶、早成环、环套环”的原则，先进行中洞施工，然后两侧洞同步采用正台阶法自上而下分部掘进成环施工，有效地控制了地面沉降，保证了施工安全。侧洞法开挖方法编辑在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭圆，周边轮廓圆顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架或型钢钢架、挂钢筋网片、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形。建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全侧洞法放映结束 谢谢此课件下载可自行编辑修改，供参考！此课件下载可自行编辑修改，供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！