客运专线隧道设计与施工课件.pptx

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1、2隧道的种类 按不同的分类方式不同的分类方法：按不同的分类方式不同的分类方法：土质隧道石质隧道按所处的地质条件浅埋隧道深埋隧道按隧道的埋置深度h(22.5)hq山岭隧道城市隧道按所处的地理位置 水底隧道第1页/共107页铁路隧道公路隧道地下铁道人行通道交通类隧道引水隧道尾水隧道导流隧道泄洪隧道水工隧道给水隧道排水隧道管路隧道市政隧道采矿巷道运输巷道矿山隧道按隧道的用途人防隧道第2页/共107页第3页/共107页10km以上的长大铁路隧道举例：秦岭隧道18.4km TBM成功应用 大瑶山隧道14.295km新奥法成功应用 乌鞘岭隧道20.05km高地应力；软岩大变形 太行山隧道27.8km石太客

2、运专线 第4页/共107页 一、我国客运专线隧道的概况一、我国客运专线隧道的概况 二、客运专线隧道的特点二、客运专线隧道的特点 三、客运专线隧道的设计三、客运专线隧道的设计 四、客运专线的施工四、客运专线的施工 五、客运专线隧道施工机械配套五、客运专线隧道施工机械配套 六、典型工程实例六、典型工程实例主要内容主要内容第5页/共107页一、我国客运专线隧道的概况一、我国客运专线隧道的概况根据国务院批准的根据国务院批准的根据国务院批准的根据国务院批准的中长期铁路网规划中长期铁路网规划中长期铁路网规划中长期铁路网规划：(已更新已更新已更新已更新)到到到到2020202020202020年全国铁路营业

3、里程达到年全国铁路营业里程达到年全国铁路营业里程达到年全国铁路营业里程达到10101010万公里万公里万公里万公里(12(12(12(12万万万万公里以上公里以上公里以上公里以上)，其中客运专线营业里程，其中客运专线营业里程，其中客运专线营业里程，其中客运专线营业里程1.21.21.21.2万公里万公里万公里万公里(1.6(1.6(1.6(1.6万万万万公里公里公里公里)。第一节第一节 客运专线设计施工概况客运专线设计施工概况第6页/共107页据不完全统计，我国客运专线隧道的修建数量将超据不完全统计，我国客运专线隧道的修建数量将超据不完全统计，我国客运专线隧道的修建数量将超据不完全统计，我国客

4、运专线隧道的修建数量将超过过过过1000km1000km1000km1000km。武广客运专线武广客运专线武广客运专线武广客运专线 165km 165km 165km 165km 甬温福厦甬温福厦甬温福厦甬温福厦 280km280km280km280km 京沪高速京沪高速京沪高速京沪高速 15km 15km 15km 15km 石太客专石太客专石太客专石太客专 76km76km76km76km 郑州西安客专郑州西安客专郑州西安客专郑州西安客专 74km 74km 74km 74km 武汉合肥武汉合肥武汉合肥武汉合肥 80km80km80km80km 武汉成都武汉成都武汉成都武汉成都 300km

5、 300km 300km 300km 客运专线隧道的数量客运专线隧道的数量第7页/共107页客运专线隧道的分类客运专线隧道的分类序号序号序号序号 类别标准类别标准类别标准类别标准 线线线线 别别别别1 1 1 1200km/h200km/h200km/h200km/h客运专线客运专线客运专线客运专线城际客运系统城际客运系统城际客运系统城际客运系统2 2 2 2200km/h200km/h200km/h200km/h近期客货共线近期客货共线近期客货共线近期客货共线 胶济、遂渝、徐郑胶济、遂渝、徐郑胶济、遂渝、徐郑胶济、遂渝、徐郑3 3 3 3250km/h250km/h250km/h250km/

6、h近期客货共线近期客货共线近期客货共线近期客货共线 石太石太石太石太4 4 4 4250km/h250km/h250km/h250km/h近期双箱运输近期双箱运输近期双箱运输近期双箱运输 甬温福厦、合武、合宁甬温福厦、合武、合宁甬温福厦、合武、合宁甬温福厦、合武、合宁5 5 5 5350km/h350km/h350km/h350km/h客运专线客运专线客运专线客运专线京沪、武广、郑西京沪、武广、郑西京沪、武广、郑西京沪、武广、郑西第8页/共107页二、客运专线隧道的特点二、客运专线隧道的特点l空气动力学效应空气动力学效应l可靠性和结构耐久性要求高可靠性和结构耐久性要求高l更加重视对环境的影响更

7、加重视对环境的影响l防灾救援要求高防灾救援要求高第9页/共107页空气动力学效应空气动力学效应隧道微气压波的发生第10页/共107页高速列车在隧道内运行引起的问题高速列车在隧道内运行引起的问题 1.1.由于瞬变压力造成旅客及乘务人员耳膜不适，由于瞬变压力造成旅客及乘务人员耳膜不适，舒适度降低，并对铁路员工和车辆产生危害；舒适度降低，并对铁路员工和车辆产生危害；2.2.高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生微气高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生微气压波，发出轰鸣声，使附近房屋门窗嗄啦嗄啦作响，压波，发出轰鸣声，使附近房屋门窗嗄啦嗄啦作响，引起扰民问题；引起扰民问题；3.3.行车阻力增大，使运营能

8、耗增大，并要求机车行车阻力增大，使运营能耗增大，并要求机车动力增大；动力增大；第11页/共107页高速列车在隧道内运行引起的问题高速列车在隧道内运行引起的问题 4.4.形成空气动力学噪声（与车速的形成空气动力学噪声（与车速的6 68 8次方成次方成正比）；正比）；5.5.列车风加剧，影响隧道维修养护人员的正常列车风加剧，影响隧道维修养护人员的正常作业；作业；6.6.列车克服阻力所作的功转化为热量，在洞内列车克服阻力所作的功转化为热量，在洞内积聚引起温度升高等。积聚引起温度升高等。因此，在高速铁路设计时，应从车辆及隧道两方因此，在高速铁路设计时，应从车辆及隧道两方面采取措施，以减缓空气动力学效应

9、。面采取措施，以减缓空气动力学效应。第12页/共107页空气动力学效应空气动力学效应 空气动力学效应的因素：空气动力学效应的因素：车辆的因素车辆的因素 隧道的因素隧道的因素 列车速度列车速度 隧道横断面积隧道横断面积 列车横断面积列车横断面积 隧道长度隧道长度 列车长度列车长度 隧道道床类型隧道道床类型 列车头部形状列车头部形状 洞口结构洞口结构第13页/共107页可靠性和耐久性可靠性和耐久性可靠性可靠性：结构在规定的时间内，在正常规定的条：结构在规定的时间内，在正常规定的条件下，完成预定功能的能力，包括安全性、适用件下，完成预定功能的能力，包括安全性、适用性和耐久性。当以概率来度量时，成为结

10、构的可性和耐久性。当以概率来度量时，成为结构的可靠度。靠度。耐久性：耐久性：在使用过程中经受（抵抗）各种破坏因在使用过程中经受（抵抗）各种破坏因素的作用（破坏力）而能保持其使用功能的能力。素的作用（破坏力）而能保持其使用功能的能力。耐久性设计：耐久性设计：通过控制内因即砼材料、钢筋性质通过控制内因即砼材料、钢筋性质和周围状态、砼施工使用过程、砼受力状态，以和周围状态、砼施工使用过程、砼受力状态，以满足接触环境作用下耐久性的要求。如满足接触环境作用下耐久性的要求。如5050年或年或100100年等年等第14页/共107页环境的影响环境的影响环境包括：环境包括：生态环境、自然环境和周边人文环境生态

11、环境、自然环境和周边人文环境噪声的影响噪声的影响-减振降噪：减振降噪：轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学噪声。轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学噪声。第15页/共107页防灾救援问题防灾救援问题影响列车安全运行的因素：影响列车安全运行的因素：突发性的：火灾、撞车、列车脱轨突发性的：火灾、撞车、列车脱轨经常性的：隧道病害经常性的：隧道病害第16页/共107页三、客运专线隧道的技术要求三、客运专线隧道的技术要求l建筑限界和隧道内净空面积建筑限界和隧道内净空面积l洞门型式及缓冲结构洞门型式及缓冲结构 l衬砌支护类型和支护参数衬砌支护类型和支护参数 l防水和排水措施防水和排水措施 l环境保

12、护环境保护l防灾救援方案防灾救援方案第17页/共107页隧道有效内净空面积隧道有效内净空面积隧道净空面积的影响因素：隧道净空面积的影响因素：隧道净空面积的影响因素：隧道净空面积的影响因素：隧道建筑限界隧道建筑限界隧道建筑限界隧道建筑限界 线间距线间距线间距线间距 应预留的空间：安全空间、救援通道、工程技应预留的空间：安全空间、救援通道、工程技应预留的空间：安全空间、救援通道、工程技应预留的空间：安全空间、救援通道、工程技术作业空间、内部配件空间等术作业空间、内部配件空间等术作业空间、内部配件空间等术作业空间、内部配件空间等 考虑空气动力学影响所需的空间建筑限界和隧考虑空气动力学影响所需的空间建

13、筑限界和隧考虑空气动力学影响所需的空间建筑限界和隧考虑空气动力学影响所需的空间建筑限界和隧道内净空面积道内净空面积道内净空面积道内净空面积第18页/共107页客运专线隧道限界客运专线隧道限界第19页/共107页我国客运专线隧道内净空面积我国客运专线隧道内净空面积序号序号 类别标准类别标准单线单线双线双线1200km/h客专近期客货客专近期客货共线共线52.86m285.8m22200km/h客专近期双箱客专近期双箱运输运输 56.67m292.94m2 3250km/h近期客货共线近期客货共线58m290.16m2 4250km/h近期双箱运输近期双箱运输58m295.06m2 5350km/

14、h客运专线客运专线70m2100m2第20页/共107页洞门型式及缓冲结构洞门型式及缓冲结构设计原则设计原则：早进晚出、确保安全、因地制早进晚出、确保安全、因地制宜、保护环境、简约实用宜、保护环境、简约实用缓冲结构缓冲结构：双线隧道原则不设缓冲结构，双线隧道原则不设缓冲结构，当洞口位于城市或有密集建筑物时，可采当洞口位于城市或有密集建筑物时，可采取防噪音措施或结合洞门型式适当设置缓取防噪音措施或结合洞门型式适当设置缓冲结构。冲结构。第21页/共107页四、客运专线长大隧道的设计施工原四、客运专线长大隧道的设计施工原则则1 1、设计、施工中必须建立综合超前、设计、施工中必须建立综合超前预报系统作

15、为工序并列入预算之中。预报系统作为工序并列入预算之中。2 2、设计必须采取动态信息化设计和、设计必须采取动态信息化设计和信息化施工，以及信息化动态管理。信息化施工，以及信息化动态管理。第22页/共107页3 3、从环境保护出发，尤其在岩溶地区隧、从环境保护出发，尤其在岩溶地区隧道防排水设计原则，必须将以排为主改道防排水设计原则，必须将以排为主改为以堵为主，限排为辅。为以堵为主，限排为辅。4 4、取消洞门或设计简易洞门、取消洞门或设计简易洞门 洞门应设在早进晚出地段，按不受力洞门应设在早进晚出地段，按不受力洞门设计，挡墙式洞门，必造成大的刷洞门设计，挡墙式洞门，必造成大的刷坡而破坏洞顶环境，在桥

16、隧相联处，陡坡而破坏洞顶环境，在桥隧相联处，陡壁处可不设洞门，洞口易选在鼻梁上，壁处可不设洞门，洞口易选在鼻梁上，洞口处取消深路堑。洞口处取消深路堑。第23页/共107页第24页/共107页几种洞门型式第25页/共107页第26页/共107页第27页/共107页 5 5、5km5km以上隧道设置平行导坑是确保安全、以上隧道设置平行导坑是确保安全、质量、进度的重要措施，也是今后运营隧质量、进度的重要措施，也是今后运营隧道所必须。道所必须。6 6、长隧道的开挖方法、长隧道的开挖方法 (1)(1)全断面钻爆法。全断面钻爆法。(2)(2)导洞超前后部扩大钻爆法，导洞可超导洞超前后部扩大钻爆法，导洞可超

17、前前5-6m5-6m争取临孔面，为后部扩大加快速度，争取临孔面，为后部扩大加快速度，节约炸药，减少超欠挖、减少振速提供条节约炸药，减少超欠挖、减少振速提供条件，导洞超前也可利用平导投入正洞只打件，导洞超前也可利用平导投入正洞只打导坑而不增设工作面，反而更快，为推荐导坑而不增设工作面，反而更快，为推荐方法。方法。第28页/共107页 (3)(3)小直径小直径TBMTBM（3-4m3-4m）加钻爆法扩大，）加钻爆法扩大，为推荐方法，以提高科技含量。为推荐方法，以提高科技含量。(4)(4)软弱地层段，采用正台阶开挖加超前软弱地层段，采用正台阶开挖加超前支护进行。支护进行。（5 5）有轨运输、无轨装碴

18、。）有轨运输、无轨装碴。（6 6）长隧施工通风方法）长隧施工通风方法 采用压入式和射流正洞式通风，可实采用压入式和射流正洞式通风，可实现左、右洞调节，通风效果很好。现左、右洞调节，通风效果很好。第29页/共107页一、隧道施工方法一、隧道施工方法第二节第二节隧道施工隧道施工 隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择施工技术和施工管理的总称

19、。隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。技术水平等因素综合考虑研究确定。技术水平等因素综合考虑研究确定。技术水平等因素综合考虑研究确定。(一一)隧道施工基本概念隧道施工基本概念 第30页/共107页传统矿山法传统矿山法传统矿山法传统矿山

20、法隧道施工方法隧道施工方法隧道施工方法隧道施工方法山岭隧道山岭隧道山岭隧道山岭隧道施工方法施工方法施工方法施工方法浅埋及软土浅埋及软土浅埋及软土浅埋及软土隧道施工方法隧道施工方法隧道施工方法隧道施工方法水底隧道水底隧道水底隧道水底隧道施工方法施工方法施工方法施工方法矿山法（钻爆法）矿山法（钻爆法）矿山法（钻爆法）矿山法（钻爆法）掘进机法掘进机法掘进机法掘进机法新奥法新奥法新奥法新奥法地下连续墙法地下连续墙法地下连续墙法地下连续墙法盖挖法盖挖法盖挖法盖挖法明挖法明挖法明挖法明挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法盾构法盾构法盾构法盾构法沉埋法沉埋法沉埋法沉埋法盾构法盾构法盾构法盾构法隧道施

21、工方法可按以下方式分类：隧道施工方法可按以下方式分类：隧道施工方法可按以下方式分类：隧道施工方法可按以下方式分类：第31页/共107页(二二)山岭隧道的常规施工方法山岭隧道的常规施工方法 山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。将采用山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。将采用山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。将采用山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的传统的传统的传统的矿山法矿山法矿山法矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方；而将采用钻

22、爆开挖加锚喷支护的施工方；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为法称之为法称之为法称之为“新奥法新奥法新奥法新奥法”。1 1、矿山法、矿山法 是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久性支护的施工方法。砌作为永久性支护的施工方法。砌作为永久性支护的

23、施工方法。砌作为永久性支护的施工方法。第32页/共107页2 2、新奥法、新奥法 新奥法即奥地利隧道施工新方法新奥法即奥地利隧道施工新方法新奥法即奥地利隧道施工新方法新奥法即奥地利隧道施工新方法(New Austrian New Austrian Tunnelling methodTunnelling methodNATMNATM)，是以喷射混凝土锚，是以喷射混凝土锚，是以喷射混凝土锚，是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，便于充分发挥围岩的

24、自承能力的施工方法。便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。由于锚喷支护技术的应用和发展，导致隧道及由于锚喷支护技术的应用和发展，导致隧道及由于锚喷支护技术的应用和发展，导致隧道及由于锚喷支护技术的应用和发展，导致隧道及地下洞室工程理论步入到现代理论的新领域，也使地下洞室工程理论步入到现代理论的新领域，也使地下洞室工程理论步入到现代理论的新领域，也使地下洞室工程理论步入到现代理论的新领域，也使隧道及地下洞室工程的设计和施工更符合地下工程隧道及地下洞室工程的设计和施工更符合地下工程隧道及地下洞室工程的设计和施工更符合地下工

25、程隧道及地下洞室工程的设计和施工更符合地下工程实际，即设计理论施工方法结构实际，即设计理论施工方法结构实际，即设计理论施工方法结构实际，即设计理论施工方法结构(体系体系体系体系)工作状工作状工作状工作状态态态态(结果结果结果结果)的一致。的一致。的一致。的一致。第33页/共107页(一一)新奥法施工程序新奥法施工程序 施施施施工工工工准准准准备备备备确确确确定定定定施施施施工工工工方方方方案案案案开开开开挖挖挖挖初初初初期期期期支支支支护护护护量量量量测测测测监监监监控控控控是是是是否否否否符符符符合合合合管管管管理理理理基基基基准准准准？防防防防水水水水隔隔隔隔离离离离层层层层二二二二次次次

26、次支支支支护护护护竣竣竣竣工工工工是是是是修修修修改改改改施施施施工工工工方方方方案案案案改改改改变变变变开开开开挖挖挖挖方方方方法法法法和和和和顺顺顺顺序序序序修修修修正正正正支支支支护护护护参参参参数数数数否否否否二、新奥法的基本概念二、新奥法的基本概念 第34页/共107页(二二)新奥法施工的基本原则新奥法施工的基本原则 少扰动少扰动少扰动少扰动开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。扰动强度

27、、扰动范围和扰动持续时间。早支护早支护早支护早支护开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。的变形进入受控制状态。的变形进入受控制状态。的变形进入受控制状态。勤量测勤量测勤量测勤量测指以直观、可靠的量测方法和量测数据指以直观、可靠的量测方法和量测数据指以直观、可靠的量测方法和量测数据指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩来准确评价围岩来准确评价围岩来准确评价围岩(或围岩加支护或围岩加支护或围岩加支护或围岩加支护)的稳定状态，或判断的稳定状态，或判断的稳定状态，或判断的稳

28、定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法 紧封闭紧封闭紧封闭紧封闭一方面指采取喷射混凝土等防护措施，一方面指采取喷射混凝土等防护措施，一方面指采取喷射混凝土等防护措施，一方面指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。一方面指要适时对围岩

29、施作封闭形支护。一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。第35页/共107页三、开挖方法三、开挖方法 隧道开挖的基本原则隧道开挖的基本原则隧道开挖的基本原则隧道开挖的基本原则是：在保证围岩稳定或减是：在保证围岩稳定或减是：在保证围岩稳定或减是：在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。方法和掘进方式，并应尽量

30、提高掘进速度。在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进行区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进行区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进行区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进行综合分析，采用恰当的开挖方法。综合分析，采用恰当的开挖方法。综合分析，采用恰当的开

31、挖方法。综合分析，采用恰当的开挖方法。第36页/共107页 按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等。为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等。为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等。为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等。(一一)全断面开挖法全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然全断面开挖法就是按照设计轮廓一

32、次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。后修建衬砌的施工方法。后修建衬砌的施工方法。后修建衬砌的施工方法。第37页/共107页适用条件适用条件 (1)I(1)I(1)I(1)I IVIVIVIV级级级级围围围围岩岩岩岩，在在在在用用用用于于于于级级级级围围围围岩岩岩岩时时时时，围围围围岩岩岩岩应应应应具具具具备备备备从从从从全全全全断断断断面面面面开开开开挖挖挖挖到到到到初初初初期期期期支支支支护护护护前前前前这这这这段段段段时时时时间间间间内内内内，保保保保持持持持其其其其自自自自身身身身稳定的条件。稳定的条件。稳定的条件。稳定的条件。(2)(2)(2)(2)有有有有钻钻钻钻孔孔孔孔台台台台车车

33、车车或或或或自自自自制制制制作作作作业业业业台台台台架架架架及及及及高高高高效效效效率率率率装装装装运运运运机机机机械械械械设备。设备。设备。设备。(3)(3)(3)(3)隧隧隧隧道道道道长长长长度度度度或或或或施施施施工工工工区区区区段段段段长长长长度度度度不不不不宜宜宜宜太太太太短短短短，根根根根据据据据经经经经验验验验一一一一般般般般不不不不应应应应小小小小于于于于lkmlkmlkmlkm，否否否否则则则则采采采采用用用用大大大大型型型型机机机机械械械械化化化化施施施施工工工工，其其其其经经经经济性较差。济性较差。济性较差。济性较差。隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表隧道机械化施工，

34、有三条主要作业线，见表隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表第38页/共107页作业线作业线作业线作业线 采用的大型机械设备采用的大型机械设备采用的大型机械设备采用的大型机械设备开挖作业线开挖作业线开挖作业线开挖作业线 钻钻钻钻孔孔孔孔台台台台车车车车、装装装装药药药药台台台台车车车车、装装装装载载载载机机机机配配配配合合合合自自自自卸卸卸卸汽汽汽汽车车车车（无无无无轨轨轨轨运运运运输输输输时时时时）、装装装装渣渣渣渣机机机机配配配配合合合合矿矿矿矿车车车车及及及及电电电电瓶瓶瓶瓶车车车车或或或或内内内内燃燃燃燃机机机机车车车车（有有有有轨轨轨轨运输时）运

35、输时）运输时）运输时）喷锚作业线喷锚作业线喷锚作业线喷锚作业线 混混混混凝凝凝凝土土土土喷喷喷喷射射射射机机机机、混混混混凝凝凝凝土土土土喷喷喷喷射射射射机机机机械械械械手手手手、喷喷喷喷锚锚锚锚作作作作业业业业平平平平台台台台进料运输设备及锚杆灌浆设备进料运输设备及锚杆灌浆设备进料运输设备及锚杆灌浆设备进料运输设备及锚杆灌浆设备模筑衬砌作业线模筑衬砌作业线模筑衬砌作业线模筑衬砌作业线 混混混混凝凝凝凝土土土土拌拌拌拌和和和和作作作作业业业业厂厂厂厂、混混混混凝凝凝凝土土土土输输输输送送送送车车车车及及及及输输输输送送送送泵泵泵泵、施施施施作作作作防水层作业平台、衬砌钢模台车防水层作业平台、衬

36、砌钢模台车防水层作业平台、衬砌钢模台车防水层作业平台、衬砌钢模台车全断面法施工特点全断面法施工特点(1)(1)(1)(1)开挖断面与作业空间大、干扰小；开挖断面与作业空间大、干扰小；开挖断面与作业空间大、干扰小；开挖断面与作业空间大、干扰小；(2)(2)(2)(2)有条件充分使用机械，减少人力；有条件充分使用机械，减少人力；有条件充分使用机械，减少人力；有条件充分使用机械，减少人力；(3)(3)(3)(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；(4)(4)(4)(4

37、)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。第39页/共107页(二二)台阶法台阶法 根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法和微台阶法三种。和微台阶法三种。和微台阶法三种。和微台阶法三种。施工中采用哪一种台阶法，要根据两个条件来决施工中采用哪一种台阶法，要根据两个条件来决施工中采用哪一种台阶法，要根据两个条件来决施工中采用哪一种台阶法

38、，要根据两个条件来决定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求，定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求，定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求，定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施工场地大小的要求。工场地大小的要求。工场地大小的要求

39、。工场地大小的要求。第40页/共107页1 1、长台阶法、长台阶法 长长长长台台台台阶阶阶阶法法法法开开开开挖挖挖挖断断断断面面面面小小小小，有有有有利利利利于于于于维维维维持持持持开开开开挖挖挖挖面面面面的的的的稳稳稳稳定定定定，适适适适用用用用范范范范围围围围较较较较全全全全断断断断面面面面法法法法广广广广，一一一一般般般般适适适适用用用用于于于于地地地地质质质质条条条条件件件件较差的较差的较差的较差的、V V V V级围岩级围岩级围岩级围岩 长台阶法长台阶法长台阶法长台阶法1 12 2 5 5L L L L1 12 2L L第41页/共107页2 2、短台阶法、短台阶法 1 12 2L

40、L1 12 2(11.5)(11.5)L L短台阶法短台阶法短台阶法短台阶法 短短短短台台台台阶阶阶阶法法法法适适适适用用用用于于于于地地地地质质质质条条条条件件件件差差差差的的的的、V V V V级级级级围围围围岩岩岩岩，台台台台阶阶阶阶长长长长度度度度定定定定为为为为10101010 15m15m15m15m，即即即即1 1 1 1 2 2 2 2倍倍倍倍开开开开挖挖挖挖宽宽宽宽度度度度，主主主主要要要要是是是是考考考考虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜过短。虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜过短。虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜过短。虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长

41、度不宜过短。短短短短台台台台阶阶阶阶法法法法可可可可缩缩缩缩短短短短支支支支护护护护闭闭闭闭合合合合时时时时间间间间，改改改改善善善善初初初初期期期期支支支支护护护护的的的的受受受受力力力力条条条条件件件件，有有有有利利利利于于于于控控控控制制制制围围围围岩岩岩岩变变变变形形形形。缺缺缺缺点点点点是是是是上上上上部部部部出出出出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。第42页/共107页1 12 235m35m微台阶法微台阶法微台阶法微台阶法1 12 2L L

42、3 3、微台阶法、微台阶法 适适适适用用用用于于于于，级级级级围围围围岩岩岩岩，一一一一般般般般为为为为3 3 3 3 5m5m5m5m的的的的台台台台阶阶阶阶长度。长度。长度。长度。微微微微台台台台阶阶阶阶法法法法上上上上下下下下断断断断面面面面相相相相距距距距较较较较近近近近，机机机机械械械械设设设设备备备备集集集集中中中中，作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。第43页/共107页(三三)分部开挖法分部开挖法 分分分分部部部部开开开开挖挖挖挖法法法法包包包包括

43、括括括环环环环形形形形开开开开挖挖挖挖预预预预留留留留核核核核心心心心土土土土法法法法、双双双双侧侧侧侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。1 1、环形开挖留核心土法、环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法常用于环形开挖留核心土法常用于环形开挖留核心土法常用于环形开挖留核心土法常用于级围岩单线和级围岩单线和级围岩单线和级围岩单线和V V V V 级围岩双线隧道掘进。级围岩双线隧道掘进。级围岩双线隧道掘进。级围岩双线隧道掘进。第44页/共107页施工要求：施工要求：施工要求：施工要求：环形开挖进尺一般为环形开挖进

44、尺一般为环形开挖进尺一般为环形开挖进尺一般为0.50.50.50.5 2.0m2.0m2.0m2.0m；开开开开挖挖挖挖后后后后应应应应及及及及时时时时施施施施作作作作喷喷喷喷锚锚锚锚支支支支护护护护、安安安安设设设设钢钢钢钢架架架架支支支支撑撑撑撑，每每每每两两两两榀钢架之间采用连续钢筋连接，并加锁脚锚杆；榀钢架之间采用连续钢筋连接，并加锁脚锚杆；榀钢架之间采用连续钢筋连接，并加锁脚锚杆；榀钢架之间采用连续钢筋连接，并加锁脚锚杆；当当当当围围围围岩岩岩岩地地地地质质质质条条条条件件件件差差差差，自自自自稳稳稳稳时时时时间间间间较较较较短短短短时时时时，开开开开挖挖挖挖前前前前在在在在拱拱拱拱

45、部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护特点：特点：特点：特点：开挖工作面稳定性好开挖工作面稳定性好开挖工作面稳定性好开挖工作面稳定性好施工干扰大、工效低施工干扰大、工效低施工干扰大、工效低施工干扰大、工效低第45页/共107页2 2、侧壁导坑法、侧壁导坑法 根据侧壁导坑开挖的个数，分为单侧壁导坑根据侧壁导坑开挖的个数，分为单侧壁导坑根据侧壁导坑开挖的个数，分为单侧壁导坑根据侧壁导坑开挖的个数，分为单侧壁导坑法及双侧壁导坑法。法及双侧壁导坑法。法及双侧壁导坑法。法及双侧壁导坑法。单侧壁导坑法单侧壁导

46、坑法单侧壁导坑法单侧壁导坑法 单侧壁导坑法一般将断面分成三块：侧壁导坑、单侧壁导坑法一般将断面分成三块：侧壁导坑、单侧壁导坑法一般将断面分成三块：侧壁导坑、单侧壁导坑法一般将断面分成三块：侧壁导坑、上台阶、下台阶。上台阶、下台阶。上台阶、下台阶。上台阶、下台阶。侧壁导坑宽度不宜超过侧壁导坑宽度不宜超过侧壁导坑宽度不宜超过侧壁导坑宽度不宜超过0.50.5倍洞跨，高度以到起倍洞跨，高度以到起倍洞跨，高度以到起倍洞跨，高度以到起拱线为宜。导坑与台阶的距离没有硬性规定，一拱线为宜。导坑与台阶的距离没有硬性规定，一拱线为宜。导坑与台阶的距离没有硬性规定，一拱线为宜。导坑与台阶的距离没有硬性规定，一般以施

47、工互不干扰为原则。般以施工互不干扰为原则。般以施工互不干扰为原则。般以施工互不干扰为原则。第46页/共107页 由由由由于于于于单单单单侧侧侧侧壁壁壁壁导导导导坑坑坑坑法法法法每每每每步步步步开开开开挖挖挖挖的的的的宽宽宽宽度度度度较较较较小小小小，而而而而且且且且封封封封闭闭闭闭型型型型的的的的导导导导坑坑坑坑初初初初期期期期支支支支护护护护承承承承载载载载能能能能力力力力大大大大，所所所所以以以以它它它它适适适适用用用用于于于于断断断断面面面面跨跨跨跨度度度度大大大大，地地地地表表表表沉沉沉沉陷陷陷陷难难难难于于于于控控控控制制制制的的的的软软软软弱弱弱弱松松松松散散散散围岩中。围岩中。围

48、岩中。围岩中。第47页/共107页双侧壁导坑法双侧壁导坑法双侧壁导坑法双侧壁导坑法 v适用于适用于适用于适用于V V V V级围岩双线或多线隧道掘进。级围岩双线或多线隧道掘进。级围岩双线或多线隧道掘进。级围岩双线或多线隧道掘进。v具具具具有有有有控控控控制制制制地地地地表表表表沉沉沉沉陷陷陷陷好好好好，施施施施工工工工安安安安全全全全等等等等优优优优点点点点，但但但但进进进进度度度度慢，成本高。慢，成本高。慢，成本高。慢，成本高。第48页/共107页 施工要求：施工要求：施工要求：施工要求：v侧壁导坑高度以到起拱线为宜；侧壁导坑高度以到起拱线为宜；侧壁导坑高度以到起拱线为宜；侧壁导坑高度以到起

49、拱线为宜；v侧侧侧侧壁壁壁壁导导导导坑坑坑坑形形形形状状状状应应应应近近近近于于于于椭椭椭椭圆圆圆圆形形形形断断断断面面面面，导导导导坑坑坑坑断断断断面面面面为为为为整个断面的整个断面的整个断面的整个断面的1/31/31/31/3；v侧侧侧侧壁壁壁壁导导导导坑坑坑坑领领领领先先先先长长长长度度度度一一一一般般般般为为为为3030303050m50m50m50m，以以以以开开开开挖挖挖挖一一一一侧侧侧侧导导导导坑坑坑坑所所所所引引引引起起起起的的的的围围围围岩岩岩岩应应应应力力力力重重重重分分分分布布布布不不不不影影影影响响响响另另另另一一一一侧侧侧侧导坑为原则；导坑为原则；导坑为原则；导坑为原

50、则；v导导导导坑坑坑坑开开开开挖挖挖挖后后后后应应应应及及及及时时时时进进进进行行行行初初初初期期期期支支支支护护护护，并并并并尽尽尽尽早早早早封封封封闭闭闭闭成环。成环。成环。成环。第49页/共107页3 3、中洞法、中洞法 中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法 。第50页/共107页 施工要求：施工要求：施工要求：施工要求：v中中中中洞洞洞洞法法法法