浅埋暗挖隧道设计与施工课件.ppt

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1、2012年11月浅埋暗挖隧道的设计与浅埋暗挖隧道的设计与施工施工目目 录录一、与施工有关的勘测设计问题一、与施工有关的勘测设计问题二、暗挖隧道施工技术二、暗挖隧道施工技术三、软弱围岩施工三、软弱围岩施工四、暗挖隧道辅助工法四、暗挖隧道辅助工法五、超前地质预报五、超前地质预报六、关于隧道风险评估六、关于隧道风险评估七七、机械化发展、机械化发展2设计施工理念设计施工理念设计施工理念设计施工理念矿山法山法【mine tunnelling method】是一种是一种传统的施工方法。它的基本原理的施工方法。它的基本原理是，利用具有足是，利用具有足够强度和度和刚度的度的结构去抵抗由于隧道开挖而形成的地构去

2、抵抗由于隧道开挖而形成的地层地地层松松弛荷弛荷载。新奥法新奥法【New Austrian Tunneling Method;NATM】是是应用岩体力学理用岩体力学理论，以以维护和利用和利用围岩的自承能力岩的自承能力为基点，采用基点，采用锚杆和杆和喷射混凝土射混凝土为主要支主要支护手段，手段，及及时的的进行支行支护，控制，控制围岩的岩的变形和松弛，使形和松弛，使围岩成岩成为支支护体系的体系的组成部分，成部分，并通并通过对围岩和支岩和支护的量的量测、监控来指控来指导隧道施工和地下工程隧道施工和地下工程设计施工的方法施工的方法和原和原则。新意法，即岩土控制新意法，即岩土控制变形分析法形分析法，是在是

3、在围岩的岩的压力拱理力拱理论和新奥法施工理和新奥法施工理论的基的基础上提出来，其基点是上提出来，其基点是注重掌子面前方超前核心注重掌子面前方超前核心围岩的岩的稳定。意大利全断定。意大利全断面面预加固隧道施工工法适用于加固隧道施工工法适用于软弱地弱地层，大断面隧道开挖及用于浅埋隧道控制，大断面隧道开挖及用于浅埋隧道控制地面沉降和地面沉降和挤压地地层的深埋隧道开挖，在特殊地的深埋隧道开挖，在特殊地质中施工具有很大的中施工具有很大的优势。隧道设计理念的发展和传承隧道设计理念的发展和传承隧道结构设计方法隧道结构设计方法 目前我国隧道的设计方法与国外基本一致，一般采用标准设计、类比设目前我国隧道的设计方

4、法与国外基本一致，一般采用标准设计、类比设计及解析设计三种方法，从地下工程设计现状看，计及解析设计三种方法，从地下工程设计现状看，多数采用经验设计多数采用经验设计。有些学者提出隧道工程是门艺术，这门有些学者提出隧道工程是门艺术，这门“艺术艺术”指的就是实践。指的就是实践。隧道结构的设计方法隧道结构的设计方法标准设计标准设计：依据围岩的分级，采用标准断面进行结：依据围岩的分级，采用标准断面进行结构设计（大量工程实践总结的结构模式）构设计（大量工程实践总结的结构模式）类比设计：类比设计：根据类似工程地理位置、环境、工程实根据类似工程地理位置、环境、工程实例，选定施工方法、安全对策和结构体系。例，选

5、定施工方法、安全对策和结构体系。解析设计解析设计：通过理论计算确实隧道结构体系，常用：通过理论计算确实隧道结构体系，常用的方法有结构力学方法和岩石力学方法。的方法有结构力学方法和岩石力学方法。常用的衬砌支护结构常用的衬砌支护结构整体式衬砌：整体式衬砌：适用盾构和部分适用盾构和部分TBM施工的管片衬砌。传统施工的管片衬砌。传统矿山法用的的混凝土衬砌，砌块等。矿山法用的的混凝土衬砌，砌块等。复合式衬砌：复合式衬砌：即隧道开挖后采用喷锚为主，进行初次支护，即隧道开挖后采用喷锚为主，进行初次支护，混凝土衬砌为二次衬砌，两者间主要设防水板。混凝土衬砌为二次衬砌，两者间主要设防水板。喷锚衬砌：喷锚衬砌：地

6、质条件好的隧道中使用，挪威法，新奥法地质条件好的隧道中使用，挪威法，新奥法地铁设计规范 GB50157-2003围岩分级围岩分级见见施工期隧道工程围岩分级指导意见施工期隧道工程围岩分级指导意见.docx初期支护和衬砌的设计依据是勘测阶段的围岩分级初期支护和衬砌的设计依据是勘测阶段的围岩分级地铁设计规范地铁设计规范（GB50157-2003）第10.1.2条规定规定:“暗暗挖结构的围岩分级按现行挖结构的围岩分级按现行铁路隧道设计规范铁路隧道设计规范确定确定”。铁路围岩分级和荷载最初来源对1000多次坍方空腔高度的统计浅埋隧道的界定铁路、公路隧道设计规范的分界思路假定在一定围岩类别条件下承载拱和坍

7、落体存在,且要保证承载拱稳定,分界标准是坍落体高度的2025倍。简易推断：覆盖层H为隧道开挖跨度B的2025倍浅埋隧道的界定城市浅埋隧道的问题更复杂,除了埋深、围岩条件的关系外，还有隧道表面的荷载传递的问题深埋应定义为隧道衬砌结构所受围岩压力为形变压力,浅埋隧道衬砌结构所受围岩压力为松动压力初期支护TB10003-2005铁路隧道设计规范初期支护的设计主要是工程经验和工程统计，关键是施工过初期支护的设计主要是工程经验和工程统计，关键是施工过程中的修正程中的修正初期支护关于初期支关于初期支护的的刚度度初期支护是一种柔性支护，允许和围岩一起变形围岩的变形压力在山岭隧道中往往大于松散压力，对围岩变形

8、约束越大，需要的结构刚度和强度越大。对于地铁隧道而言，由于埋藏浅，初始地应力很小，荷载是地层松散压力。地铁隧道多采用格栅钢架+喷射混凝土，对于易坍方的地段，宜采用型钢钢架，以快速形成支护能力关于初关于初喷和复和复喷的的问题开挖后初喷可以迅速使开挖后圆顺，避免切向应力集中关关键是迅速是迅速闭合成合成环在形成静定或超静定结构前，初期支护的承载能力很弱围岩稳定的时空效应影响各工序与掌子面距离当仰拱完成后，一般不会发生隧道内的坍塌关注地下水的影响关注地下水的影响地面的塌陷与隆起暗挖暗挖隧道施工隧道施工方法方法按破岩机理分按破岩机理分钻爆法爆法 非爆开挖非爆开挖按开挖断面分按开挖断面分全断面法全断面法

9、分部开挖法分部开挖法分部开挖法：分部开挖法：台台阶法法（上下台（上下台阶法、三台法、三台阶法、三台法、三台阶预留核心土留核心土环形七步开挖法、三形七步开挖法、三台台阶临时仰拱法等）仰拱法等）双双侧壁壁导坑法、中隔壁法（坑法、中隔壁法（CD)、交叉中隔壁法（、交叉中隔壁法（CRD)其他：其他：导洞法洞法中中导洞法（双洞法（双连拱隧道）拱隧道）顶管法管法 钻爆法是最常爆法是最常规的暗挖隧道开挖方法，其关的暗挖隧道开挖方法，其关键是是钻爆爆设计和光面爆破和光面爆破暗挖隧道分部开挖示意图台阶法台阶法该工法一般适合于该工法一般适合于级围岩，要级围岩，要求台阶长度不大于求台阶长度不大于1 1倍洞径，仰拱倍

10、洞径，仰拱距掌子面距离不大于距掌子面距离不大于2 2倍洞径。倍洞径。环形导坑环形导坑(预留核心土预留核心土)法法该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开挖仰拱。该工法步骤多，工艺要求高。挖仰拱。该工法步骤多，工艺要求高。CDCD法（中隔壁法）法（中隔壁法）该工法适合于浅埋地段或穿越建（构）筑物工法适合于浅埋地段或穿越建（构）筑物时采用，以减少沉降，采用，以减少沉降，防止坍方。防止坍方。该工法是将隧道分工法是将隧道分为左右两部分左右两部分进行开挖，先在一行开挖，先在一侧采用采用台台阶法分法分层开挖及支开挖及支

11、护，再开挖隧道另一，再开挖隧道另一侧。每台。每台阶纵向向长度度35m。初期支初期支护仰拱仰拱紧跟下台跟下台阶，封，封闭成成环。CRDCRD法（交叉中隔壁法）法（交叉中隔壁法）该工法在特殊条件下采用。工法在特殊条件下采用。该工法是将大断面隧道上、下、左、右分工法是将大断面隧道上、下、左、右分块开开挖，并施作初期支挖，并施作初期支护和和临时横撑（横撑（临时仰拱），每台仰拱），每台阶纵向向长度度35m，步步，步步封封闭成成环。CRDCRD工法、双侧壁导坑开挖照片工法、双侧壁导坑开挖照片隧道施工安全步距要求隧道施工安全步距要求铁建设2010 120号文7.隧道、级围岩地段、隧道浅埋、下穿建筑物及邻近既

12、有线地段施工开挖应按照爆破安全规程采用控制爆破,或采用非爆破方法。8.软弱围岩隧道、级地段采用台阶法施工时,应符合以下规定:(1)上台阶每循环开挖支护进尺、级围岩不应大于1榀钢架间距,级围岩不得大于2榀钢架间距 (2)边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀。(3)仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆,每循坏开挖进尺不得大于3m。(4)隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环,、级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。18 软弱围岩及不良地质铁路隧道的二次衬砌应及时施作,二次衬砌距掌子面的距离:级围岩不得大于90m,、级围岩不得大于70m。关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知(建技2010352

13、号)增加了时间要求关于光面爆破光面爆破是岩质隧道技术管理的源头安全质量效益影响光面爆破的因素围岩整体性爆破参数周边眼的数量间距钻孔质量（方向）隧道断面大小和开挖长度合理的临空面一般是拱部好于边墙预留光爆层光面爆破关光面爆破关键在于管理在于管理铣挖法是近年来兴起的一种新的施工方法，将铣挖机安装在任何类型的液压铣挖法是近年来兴起的一种新的施工方法，将铣挖机安装在任何类型的液压挖掘机上，高效替代挖斗、破碎锤、液压剪等通用配置，应用于隧道掘进及挖掘机上，高效替代挖斗、破碎锤、液压剪等通用配置，应用于隧道掘进及轮廓修正、铣挖机为隧道开挖提供了一种崭新的施工方法，适用于软岩隧道。轮廓修正、铣挖机为隧道开挖

14、提供了一种崭新的施工方法，适用于软岩隧道。兰渝和合福（闽赣）都有应用。兰渝和合福（闽赣）都有应用。关于非钻爆技术关于非钻爆技术铣挖法铣挖法横向横向铣挖机铣挖机纵向纵向铣挖机铣挖机铣挖头铣挖头预切槽技术用特制的链式机械切刀沿断面周边连续切割出一条厚约数十厘米，深数米的窄槽，同时应用与切刀一体化的混凝土灌注设备注入混凝土，形成一个连续的，起预先支护作用的混凝土拱壳。然后在“拱壳”支护下进行工作面的全断面机械挖掘关于隧道场地布置洞内三管两线布置图1.洞外场地布置以洞内的需求为洞外场地布置以洞内的需求为宗旨宗旨2.场地布置以场地布置以大宗物流运送为主大宗物流运送为主线，兼顾动力供应线，兼顾动力供应，保

15、证运输线，保证运输线路通畅。路通畅。3.因地制宜因地制宜 科学安排科学安排（经计算分析）（经计算分析）4.注意留够新风距离注意留够新风距离5.供水宜采用变频增压技术供水宜采用变频增压技术关于监控量测目目测是隧道是隧道监控量控量测的一个重的一个重要要项目目要求有严格的安全值班制度和良好的照明条件l应根据根据设计文件安排量文件安排量测项目目主要包括拱顶下沉和水平收敛，浅埋段应进行地表沉降量测l目前采用有尺量目前采用有尺量测的的较多。由于多。由于隧道断面大，采取有尺量隧道断面大，采取有尺量测时，施工干施工干扰大、耗大、耗时长。应大力推广采用全站仪利用贴片反射进行量测。软弱围岩定义一般公路、铁路级以下

16、围岩为软弱围岩。城市隧道由于埋藏较浅，围岩多为、甚至级。地铁设计规范（GB50157-2003）规定:“暗挖结构的围岩分级按现行铁路隧道设计规范确定”。因此，目前地铁、轨道交通围岩分级应依照现行铁路隧道设计规范确定。表3 铁路隧道围岩基本分级级别岩体特征土体特征围岩弹性纵波速度p(km/s)极硬岩，岩体破碎；硬岩，岩体较破碎或破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整或较破碎；软岩，岩体完整或较完整具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土，一般钙质、铁质胶结的粗角砾土、粗圆砾土、碎石土、卵石土、大块石土、黄土（Q1、Q2）1.53.0软岩，岩体破碎至极破碎；全部极软岩及全部极破碎岩（包括

17、受构造影响严重的破碎带）一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍湿、潮湿的碎石土、卵石土、粗圆砾土、细圆砾土、粗角砾土、细角砾土、粉土及黄土（Q3、Q4）1.02.0受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带软塑状黏性土，饱和的粉土、砂类土等1.0（饱和状态的土1.5）由于埋深关系，地铁隧道以土质软弱围岩居多(一一)软弱围岩主要工程地质特点软弱围岩主要工程地质特点 软弱围岩一般是指岩质软弱、承载力低、节理裂隙发育、结构破碎的围岩，工程地质特点有：(1)岩体破碎松散、粘结力差：一般为土层、岩体全风化层、挤压破碎带等构成的围岩，由于结构破碎松散，岩体间的粘结力差，开挖洞室后，仅靠颗粒间的

18、摩擦效应和微弱胶结作用成拱，这类岩体极不稳定，尤其是在浅埋地段容易发生坍塌冒顶。(2)围岩强度低、遇水易软化：一般以页岩、泥岩、片岩、炭质岩、千枚岩等为代表的软质岩地层，由于其强度低、稳定性差，开挖暴露后易风化、遇水易软化，尤其是深埋地段受高应力影响容易发生塑性变形，造成洞室内挤。(3)岩体结构面软弱、易滑塌：主要是存在于受结构面切割影响严重的块状岩体中，由于结构面的粘结强度较低，开挖后周边岩体极易沿结构面产生松弛、滑移和坠落等变形破坏现象。1.变形量大2.变形集中发生在工序转换期3.一旦大变形形成，就难以控制。土质浅埋隧道变形特征土质浅埋隧道变形特征软弱围岩变形由三部分组成：一是，隧道正前方

19、掌子面的水平位移，表现为掌子面的水平鼓出;二是，掌子面前方围岩下沉，浅埋隧道表现为地表下沉，形成沉降槽;三三是，刚开挖的隧道洞壁出现收敛变形，表现为拱顶下沉和边墙内移;掌子面鼓出/地表沉降槽拱顶下沉和边墙内移P37针对不同的软弱围岩变形特征，从针对不同的软弱围岩变形特征，从支护参数支护参数、断面形式断面形式、施工工法施工工法以及以及施工设备施工设备等几个方等几个方面考虑控制变形的手段：面考虑控制变形的手段：软岩加固技术软岩加固技术P381）长锚杆加固塑性圈长锚杆加固塑性圈：根据塑性区范围及软质片根据塑性区范围及软质片岩厚度，锚杆长度岩厚度，锚杆长度812m不等，锚杆采用不等，锚杆采用R32N自

20、进式锚杆，间距自进式锚杆，间距11.2m，结合锚杆向围，结合锚杆向围岩中压注水泥浆液；岩中压注水泥浆液；长锚杆加固塑性圈长锚杆加固塑性圈软岩加固技术软岩加固技术P392）提高支护刚度）提高支护刚度：初期支护是受力：初期支护是受力主体，它要求有一定的强度、刚度主体，它要求有一定的强度、刚度以抑制围岩的变形。通常采用以抑制围岩的变形。通常采用格栅格栅钢架钢架I16型钢钢架型钢钢架I18型钢型钢钢架钢架I20 型钢钢架型钢钢架H175型型钢钢架钢钢架等手段逐级进行加强试验，等手段逐级进行加强试验，以控制围岩的变形。以控制围岩的变形。刚性支性支护措施措施软岩加固技术软岩加固技术P403）分层加强支护分

21、层加强支护，逐步控，逐步控制变形：支护结构形式为制变形：支护结构形式为“第一层初期支护第二层加第一层初期支护第二层加强支护强支护+模筑衬砌模筑衬砌”的双层的双层支护体系。支护体系。分分层支支护措施措施软岩加固技术软岩加固技术模筑衬砌模筑衬砌 在铁路隧道中在铁路隧道中衬砌承受全部围岩压力衬砌承受全部围岩压力P414）优化开挖断面，改善化开挖断面，改善结构受力条件构受力条件图图 原有断面原有断面 图图 优化断面优化断面-I乌鞘岭乌鞘岭F4大变形段断面大变形段断面软岩加固技术软岩加固技术常见的控制拱脚下沉技术有：常见的控制拱脚下沉技术有：（1 1）锁脚锚管技术）锁脚锚管技术 锁脚锚管当它作为承载结构

22、时，主要是传递来自于上部初期支护的压力，因此，应尽量沿拱脚切线方向设置。若施作不到位，将降低锚管作用效果。图 锁脚锚管控制拱脚沉降控制拱脚沉降P43 2）临时仰拱技术临时仰拱技术 临时仰拱在台阶法开挖的软岩大断面隧道中经常使用，能让上台阶临时封闭成环，有效地控制上半段面支护的沉降，保证下台阶开挖的安全。图 台阶法临时仰拱控制拱脚沉降控制拱脚沉降（3 3）扩大拱脚技术）扩大拱脚技术 扩大拱脚是通过展宽基础，减小地基压力的方法，实现控制支护沉降的又一种有效的技术手段。其关键是基础要有足够的宽度，设计宽度一般为0.81.0m。施作时，若拱脚宽度不够，将造成沉降过大，达不到设计要求。图 扩大拱脚控制拱

23、脚沉降控制拱脚沉降常见的隧道坍方类型可以归纳为两类：常见的隧道坍方类型可以归纳为两类：一是掌子面水平变形过大，发生掌子面挤出坍方；另一类是支护下沉过大，出现整体失稳坍方。图 掌子面挤出坍方 图 整体失稳坍方关于塌方关于塌方关于塌方关于塌方软弱弱围岩隧道施工的核心是岩隧道施工的核心是“控制控制变形、防止坍方形、防止坍方”巩固前方巩固前方 稳定后方定后方喷射混凝土封闭掌子面防止塌方扩大加快完成后方的仰拱和衬砌（即使初支变形，也要完成仰拱）对于变形侵限的初支“先支后先支后换”密切关注地表，做好应急回填通过塌体一般需注浆加固关于塌方关于塌方塌方隧道地面坍坑塌方隧道地面坍坑P48（1）洞口大管棚）洞口大

24、管棚长度不足、度不足、质量欠缺；量欠缺；（2）超前小超前小导管施做不到位，施工方法管施做不到位，施工方法选择不当；不当；（3）初期支初期支护强度不足，度不足，钢架架连接不可靠、接不可靠、锁脚不脚不稳固，落底固，落底钢架架悬空榀数空榀数过多，工序失衡、封多，工序失衡、封闭不及不及时；（4）监控量控量测不到位；不到位；（5）超前地超前地质预报不及不及时、不准确，掌子面地、不准确，掌子面地质素描有欠缺、素描有欠缺、隐患未患未发现；（6）现场施工施工对围岩特性岩特性认识不足，支不足，支护措施不到位，台措施不到位，台阶落底两落底两侧同同时开挖，仰拱开挖不符合要求；开挖，仰拱开挖不符合要求；（7）停工后初

25、支暴露停工后初支暴露时间过长，二，二衬严重滞后等。重滞后等。关于施工中宜发生问题的环节主要的辅助工法（见表2）超前预支护管棚小导管锚杆注浆帷幕注浆深孔注浆旋喷竖直旋喷桩水平旋喷桩降水排水洞外井点降水洞内真空降水表表2 常用辅助工法及其原理简介常用辅助工法及其原理简介工法原理简介应用举例1管棚法(Piperoofing/Umbrella Method)开挖之前将一个伞形的金属保护棚架预先安放在隧道二衬拱圈的外弧线上，该棚架由一定间距排列的大惯性力矩的钢管构成，起到保护下部地层开挖的作用。先用钻机打一定深度的钻孔，然后插入金属钢管，再用注浆机压入水泥砂浆或混合浆液。待其凝固后就可以开挖。马塞地铁2

26、号工程、第一福田尾隧道、中梁山隧道工程、北京第三使馆区的供热管线工程的暗挖隧道施工等。2压缩空气法或气压室法被开挖地层的稳定性往往取决于地层是否充分排水，在地层透水性差时水对开挖影响不大，但在地层透水性好时如砂层，水就会对开挖产生较大的影响。这时一般用排水井和压缩空气控制地下水。后者利用压缩空气的压力(0.lMPa左右)来抑制地下水不流出，并对开挖面产生支护作用，减小地面沉降。慕尼黑和维也纳的地铁工程己经取得了成功。3冷冻法（冷结施工法）采用冷冻机和循环泵将氟利昂(CaCl2)或低温液化气通过冷冻管注入隧道前方地层中使地层孔隙水冻结而得到强化，一般按30m一段进行土木施工的方法。但要考虑解冻后

27、的地面下沉(5cm左右)。可适用于重载地铁、上下水逆工程和交通隧道等的施工。Frankfurt的Main河底地铁、秘鲁的帕哈隧道Zurich的Milchbuck公路隧道(均为软弱岩石)和日本神户的布引隧道(风化花岗岩)。4顶盖法（Karntner Top Cover Method）1983年由Beton und Monierbau Wix Liesenhoff und Philipp Holgmann组合公司提出，其主要步骤是：明挖壕沟到隧逆拱顶；利用切入隧迢开挖轮廓的泥土作为建造隧道顶盖的土模板；浇注混凝士拱后回填壕沟；在顶盖保护下结合必要的临时支护来开挖隧道。优点是能有效控制地面沉降，工期

28、短。德国波鸿市的韦斯特坦根特公路隧道的施工。表表2 常用辅助工法及其原理简介常用辅助工法及其原理简介5预衬砌法（Prelining Method）沿开挖而周围用机械(链锯)切割围岩，形成环形沟槽，立即用速凝混凝土填充以在开挖而前方形成一个类似拱壳的锥形衬砌连续体，离开挖中间部分。混凝土拱壳加固前方地层，并用作初期支护来保持地层弹性，防止崩塌和地层沉降。软岩中称预筑拱法。曾用于巴黎地铁泥灰土段施工。6预切施工法(Precutting Method)沿开挖面周围用机械(链锯)切割围岩，再用爆破法开挖内部岩体。可保证不超挖，开挖周边光滑，应力集中小，爆破作业不影响洞外围岩，耗药量低，地面爆震小。硬岩

29、中称预切施工法，曾用于巴黎地铁石灰岩段施工。7ECL法挤压混凝土衬砌法（Extruded Concrete Lining Method）：边掘进边向地层灌注混凝土使之与地层紧密结合的新型混凝土衬砌法。掘进速度快，最高可达340m/月。日木信浓川水电站第二水工隧洞、Akima隧道8高压悬喷灌注桩法(High Pressure Jet-Grouting)以低于2040Mpa的高压将水泥浆强行喷入地层中，借助于钻杆转动和不断提升将地层改良成承载柱体或成为地下挡墙或隔水幕墙，在拟开挖隧道轮廓上方形成喷灌柱体顶拱，再进行隧道开挖的施工法。适于无粘聚力的砂层或砾石，不适于有粘性和不透水的地层。Usuito

30、ge隧道9预制管片施工法开挖后喷射混凝土（可加钢支撑）支护围岩，用安装机装配管片，再在喷层和管片之间压注沙浆。美国帕克斯肯输水隧洞、巴黎地铁广泛应用P53采用先进的施工设备。如采用先进的施工设备。如采用采用PST-60摇臂钻机和摇臂钻机和SM-14钻机钻机进行水平旋喷加固以及掌子面玻璃纤维锚固技术进行水平旋喷加固以及掌子面玻璃纤维锚固技术图图 进行超前预加固施工进行超前预加固施工辅助工法辅助工法关于水平旋喷关于水平旋喷P54水平旋喷桩的桩径效果水平旋喷桩的桩径效果P55施工中采用的降水方法：施工中采用的降水方法：垂直深井降水、超前真空深孔降水、垂直深井降水、超前真空深孔降水、轻型井点降水型井点

31、降水。辅助工法辅助工法 关于降水关于降水 多级轻型井点降水管网 集水井P56掌子面泥化掌子面泥化现象明象明显，稳定性定性较差，基底呈稀糊状，隧道差，基底呈稀糊状，隧道变形大，支形大，支护破坏乃至坍塌，施工破坏乃至坍塌，施工进度度缓慢，施工慢，施工难度和度和风险极高。极高。桃桃树坪隧道坪隧道降水前降水前 掌子面砂层溜塌情况 粉细砂流动 P57兰兰渝渝铁铁路路桃桃树树坪坪隧隧道道三三级降降水水系系统完完成成后后，在在掌掌子子面面后后方方布布置置6台台真真空空降降水水泵，其其中中单台台水水泵最最大大抽抽水水量量约在在6 m3/h，平平均均日日抽抽水水量量约在在600800m3/d。通通过水水平平真真

32、空空降降水水结合合大大口口井井降降水水后后，上上、中中、下下台台阶在开挖在开挖过程中均达到无水作程中均达到无水作业，降水效果良好。，降水效果良好。大口井降水大口井降水 真空降水管路真空降水管路P59 地质超前预报有地质调查法、超前钻探法、物探法和超前导坑法。地质超前预报有地质调查法、超前钻探法、物探法和超前导坑法。1）地质调查法地质调查法：包括隧道地表补充地质调查、掌子面和洞身地质：包括隧道地表补充地质调查、掌子面和洞身地质编录，地质作图等。编录，地质作图等。2）超前钻探法超前钻探法：包括超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内摄像。：包括超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内摄像。3）物探法物探法：弹性波

33、反射法弹性波反射法；电磁波反射法电磁波反射法；红外探测红外探测；高分辨直流电法高分辨直流电法等。等。4）超前导坑法超前导坑法：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法等。：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法等。地质超前预报的方法地质超前预报的方法城市地铁隧道以施工期的补充钻探为主城市地铁隧道以施工期的补充钻探为主P60TSP地质超前预报系统地质超前预报系统：TSP203系系统统工作原理工作原理图图TSP地质超前预报系统数据处理图地质超前预报系统数据处理图常用方法常用方法TSP地质超前预报系统地震反射法预报目前常用的方法目前常用的方法 P61地震反射法预报地震反射法预报：地震反射法原理示意地震反射法原

34、理示意图图地震反射法数据地震反射法数据处处理理图图P62地质超前预报可采用长距离预报、中距离预报和短距离预报。地质超前预报可采用长距离预报、中距离预报和短距离预报。1）长距离预报长距离预报：预报长度：预报长度100m以上。采用地质调查法、地震波以上。采用地质调查法、地震波反射法及反射法及100m以上的超前钻探等。以上的超前钻探等。2）中距离预报中距离预报：预报长度：预报长度30100m以上。采用地质调查法、弹以上。采用地质调查法、弹性波反射法及性波反射法及30100m以上的超前钻探等。以上的超前钻探等。3）短距离预报短距离预报：预报长度：预报长度30m以内。采用地质调查法、弹性波反以内。采用地

35、质调查法、弹性波反射法、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测及小于射法、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测及小于30m的超的超前钻探等。前钻探等。地质超前预报的距离地质超前预报的距离P63电法电法图图2.4-6 乌乌鞘岭隧道鞘岭隧道V8不同高程不同高程CSAMT二二维维反演反演图图隧道风险评估体系国际隧协 Guidelines for tunnelling risk management 隧道风险管理指南-2004铁道部铁路隧道风险评估与管理暂行规定铁建设2007200号关于印发铁路建设工程安全风险管理暂行办法的通知铁建设2010162号关于铁路高风险隧道安全管理工作的实施意见工管质20

36、1136号交通部 公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南中华人民共和国住房和城乡建设部城市轨道交通地下工程建设风险管理规范(GB 50652-2011)2012-01-01实施主要内容主要内容目录：1总则2术语3基本规定4工程建设风险等级标准5规划阶段风险管理6可行性研究风险管理7勘察与设计风险管理8招标、投标与合同签订风险管理9施工风险管理附录本规范用词说明附:条文说明现场施工风险管理实施工作，主要包括：1 施工中的风险辨识和评估。2 风险评估报告应以正式文件发送给工程建设各方，并经风险交流后形成现场风险管理实施文件记录。3 施工对邻近建（构）筑物影响风险分析。4 施工风险动态跟踪管理。5 施工风险预警预报。6 施工风险通告。7 现场重大事故上报及处置。P69加加强矿山法施工中的机械配套山法施工中的机械配套提高机械化、信息化施工水平提高机械化、信息化施工水平P70急需研究解决的急需研究解决的设备钻孔台车锚杆台车 管棚钻机喷射机械手钢架安装设备防水布安装作业平台仰拱栈桥水平旋喷设备P71加加强矿山法施工中的机械配套山法施工中的机械配套P72加加强矿山法施工中的机械配套山法施工中的机械配套水平旋水平旋喷 PST-60摇臂臂钻机和机和SM-14钻机机73日本矿岩RPD-180C多功能钻机最大扭矩8000Nm，钻进速度1520m/h