高铁隧道施工控制.pptx

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1、会计学1高铁隧道施工控制高铁隧道施工控制第1页/共142页一、前言n n按照按照20082008年调整的年调整的中长期铁路网规划中长期铁路网规划，到，到20202020年，中年，中国铁路营业里程将达到国铁路营业里程将达到1212万公里以上，其中客运专线达到万公里以上，其中客运专线达到1.61.6万公里以上。目前在建和今后几年我国将要修建超过万公里以上。目前在建和今后几年我国将要修建超过50005000公里的铁路隧道，其中特长隧道、穿江过河隧道、穿公里的铁路隧道，其中特长隧道、穿江过河隧道、穿越地质复杂区域隧道占有一定比例，解决好隧道的建设问越地质复杂区域隧道占有一定比例，解决好隧道的建设问题是

2、能否搞好铁路建设的关键问题之一。为了确保安全质题是能否搞好铁路建设的关键问题之一。为了确保安全质量，注重环境保护，提高我国铁路隧道施工技术水平，今量，注重环境保护，提高我国铁路隧道施工技术水平，今后，在特长隧道、穿江过河隧道、城市隧道建设中，将有后，在特长隧道、穿江过河隧道、城市隧道建设中，将有可能采用隧道掘进机法施工，但传统的钻爆法施工技术仍可能采用隧道掘进机法施工，但传统的钻爆法施工技术仍将作为一项基本的隧道施工技术在大多数的隧道施工中应将作为一项基本的隧道施工技术在大多数的隧道施工中应用。用。第2页/共142页当前铁路隧道建设特点及存在的主要问题当前铁路隧道建设特点及存在的主要问题当前铁

3、路隧道建设特点及存在的主要问题当前铁路隧道建设特点及存在的主要问题n n数量多、规模大、长度长n n技术难度大n n高风险隧道较多n n安全形式严峻n n设计、施工、建设管理人员相对欠缺n n其他（如：受拆迁等因素影响工期紧张）第3页/共142页二、客运专线隧道的特点 1 1、客运专线隧道的特点：、客运专线隧道的特点：n n由于列车高速运行引起的空气动力学问题；由于列车高速运行引起的空气动力学问题；n n隧道断面积大（如在隧道断面积大（如在350km/h350km/h速度的条件下，隧道有效净速度的条件下，隧道有效净空面积为空面积为100m2100m2，开挖断面积达，开挖断面积达170m2170

4、m2）；）；n n由于开挖断面积的增大，施工难度也急剧增加，特别是在由于开挖断面积的增大，施工难度也急剧增加，特别是在浅埋和不良地质条件下的施工难度很大；浅埋和不良地质条件下的施工难度很大；n n列车高速运行，对洞内轨道（包括基底结构，如仰拱或铺列车高速运行，对洞内轨道（包括基底结构，如仰拱或铺底）的影响增大，需要加强基底结构；底）的影响增大，需要加强基底结构；n n100100年使用年限和混凝土的耐久性要求；年使用年限和混凝土的耐久性要求；n n新型的洞门形式和更高的洞口环保要求；新型的洞门形式和更高的洞口环保要求；n n高标准的防水要求（一级防水标准）；高标准的防水要求（一级防水标准）；n

5、 n长大隧道的防灾救援和运营通风；长大隧道的防灾救援和运营通风；n n工后沉降观测的要求。工后沉降观测的要求。第4页/共142页二、客运专线隧道的特点2.2.2.2.国内隧道设计理念国内隧道设计理念国内隧道设计理念国内隧道设计理念n n隧道设计规范：隧道设计规范：隧道设计规范：隧道设计规范：“复合式衬砌复合式衬砌按破损阶段法和允许应力法设计，计算复合式衬砌时，按破损阶段法和允许应力法设计，计算复合式衬砌时，初期支护应按主要承载结构计算。初期支护应按主要承载结构计算。二次衬砌在二次衬砌在 级围岩可作为安级围岩可作为安全储备，按构造要求设计；在全储备，按构造要求设计；在 级围岩，应按承载结构设计级

6、围岩，应按承载结构设计。”n n初期支护要有适当的刚度和强度，保证施工期间的安全，承受二衬施初期支护要有适当的刚度和强度，保证施工期间的安全，承受二衬施作前施工期间的荷载，初期支护目前一般按支护与围岩共同作用来计作前施工期间的荷载，初期支护目前一般按支护与围岩共同作用来计算（支护约束围岩的变形，承受围岩传递的变形压力）算（支护约束围岩的变形，承受围岩传递的变形压力）;二次衬砌与初二次衬砌与初期支护共同承受永久荷载（按比例分担期支护共同承受永久荷载（按比例分担,分配比例目前按各自经验，没分配比例目前按各自经验，没有定论），二次衬砌按松散荷载有定论），二次衬砌按松散荷载荷载结构模型计算。荷载结构模

7、型计算。第5页/共142页隧道结构受力示意图松散压力和形变压力第6页/共142页二、客运专线隧道的特点3.3.3.3.新奥法的定义新奥法的定义新奥法的定义新奥法的定义n n新奥地利隧道修建方法（简称新奥法）遵循这样一个原理新奥地利隧道修建方法（简称新奥法）遵循这样一个原理,即即主动主动主动主动地地地地使隧道围岩（岩土体）成为环状使隧道围岩（岩土体）成为环状承载承载承载承载“结构结构结构结构”的一部分。的一部分。奥地利国家地下空间委员会奥地利国家地下空间委员会 19801980n n铁路隧道新奥法指南（铁道部基建总局，铁路隧道新奥法指南（铁道部基建总局，铁路隧道新奥法指南（铁道部基建总局，铁路隧

8、道新奥法指南（铁道部基建总局，19881988年）：年）：年）：年）：n n新奥法新奥法新奥法新奥法应用岩体力学理论应用岩体力学理论应用岩体力学理论应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点，以维护和利用围岩的自承能力为基点，以维护和利用围岩的自承能力为基点，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，及时地进行支护，控制围采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩岩的变形

9、和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩岩的变形和松弛，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、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。（应好好理解，所有设计施工的理论根据都基于此）（应好好理解，所有设计施工的理论根据都基于此）（应好好理解，所有设计施工的理论根据都基于此）（应好好理解，所有设计施工的理论根据都基于此）n n基本

10、特点：光面和预裂爆破，及时施作密贴于围岩的喷锚支护，充基本特点：光面和预裂爆破，及时施作密贴于围岩的喷锚支护，充分利用时间和空间效应，断面及早闭合，超前地质预报，监控量测分利用时间和空间效应，断面及早闭合，超前地质预报，监控量测及时反馈及时变更设计、动态管理。及时反馈及时变更设计、动态管理。第7页/共142页二、客运专线隧道的特点4 4、新奥法与矿山法的区别、新奥法与矿山法的区别工程项目工程项目新奥法新奥法矿山法矿山法开挖光面爆破或预裂爆破无光爆要求支护 复合式衬砌的组成部分，永久性结构，主要受力 单元，工艺要求高多采用棚架支护和临时支撑，非结构受力单元衬砌 复合式衬砌的组成部分，应力储备单元

11、，结构厚度薄（3055cm)，全断面浇筑 主要结构受力单元，结构厚度80200cm 先墙后拱法或先拱后墙法施工结构防水要求标准高无附加防水设计监控量测 通过监控量测指导设计和施工无监控量测第8页/共142页三、钻爆法施工控制钻爆法施工控制 1.1.1.1.超前地质预报超前地质预报超前地质预报超前地质预报n n受目前勘察手段、时间、费用以及判释水平等因素限制，在勘察设受目前勘察手段、时间、费用以及判释水平等因素限制，在勘察设计阶段尚不能完全准确地探明隧道所穿越的地层及洞身周边的地质计阶段尚不能完全准确地探明隧道所穿越的地层及洞身周边的地质情况，特别是存在的对隧道施工安全有很大威胁的岩溶、断层、富

12、情况，特别是存在的对隧道施工安全有很大威胁的岩溶、断层、富水裂隙、暗河等也不能准确判释和提示，因此施工中进行超前地质水裂隙、暗河等也不能准确判释和提示，因此施工中进行超前地质预测预报是确保施工安全必不可少的手段。预测预报是确保施工安全必不可少的手段。n n铁建设铁建设铁建设铁建设20072007 8888号文：号文：号文：号文：隧道施工应进行超前地质预报，超前地质隧道施工应进行超前地质预报，超前地质隧道施工应进行超前地质预报，超前地质隧道施工应进行超前地质预报，超前地质预报应纳入正常施工工序。工程地质、水文地质复杂的长隧道和特预报应纳入正常施工工序。工程地质、水文地质复杂的长隧道和特预报应纳入

13、正常施工工序。工程地质、水文地质复杂的长隧道和特预报应纳入正常施工工序。工程地质、水文地质复杂的长隧道和特长隧道，可能存在诱发重大地质灾害的隧道，地下水活跃、围岩软长隧道，可能存在诱发重大地质灾害的隧道，地下水活跃、围岩软长隧道，可能存在诱发重大地质灾害的隧道，地下水活跃、围岩软长隧道，可能存在诱发重大地质灾害的隧道，地下水活跃、围岩软弱、含富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力的隧道，可能发生突水、弱、含富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力的隧道，可能发生突水、弱、含富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力的隧道，可能发生突水、弱、含富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力的隧道，可能发生突水、突泥的隧道，可委托专业

14、队伍，采用新技术、新设备、新方法，开突泥的隧道，可委托专业队伍，采用新技术、新设备、新方法，开突泥的隧道，可委托专业队伍，采用新技术、新设备、新方法，开突泥的隧道，可委托专业队伍，采用新技术、新设备、新方法，开展第三方超前地质预报工作展第三方超前地质预报工作展第三方超前地质预报工作展第三方超前地质预报工作。第9页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点1.1.1.1.超前地质预报超前地质预报超前地质预报超前地质预报（1 1 1 1）预报内容）预报内容）预报内容）预报内容n n地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报。

15、土的预测预报。n n地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。体完整性的构造发育情况的预测预报。n n不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体及高地应力、高地温等情况的预测预报。气体及高地应力、高地温等情况的预测预报。n n地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴、地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴、富水岩层接触带及其它富水地层等的预测预报。富水岩层接触带及其它富水地层等的预测预报。第10页/共142页三、铁路隧道钻爆

16、法施工作业监控要点1.1.1.1.超前地质预报超前地质预报超前地质预报超前地质预报（2 2 2 2）预报方法）预报方法）预报方法）预报方法n n主要有地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法主要有地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法 地质分析法：包括地质素描、地层分界线及构造线、地下和地表相地质分析法：包括地质素描、地层分界线及构造线、地下和地表相 关性分析、地质作图等。关性分析、地质作图等。钻探法：包括深孔水平钻探、钻探法：包括深孔水平钻探、5 58m8m加深炮孔探测及孔内摄影。加深炮孔探测及孔内摄影。物探法：包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法、红外探物探法：包括地震波反射法、声波反

17、射法、电磁波反射法、红外探 测法、直流电法等。测法、直流电法等。超前导坑法：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。超前导坑法：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。n n超前地质预报按预报长度可分为长距离预报（大于超前地质预报按预报长度可分为长距离预报（大于150m150m）、中长距离）、中长距离预报（预报（3030200m200m）和短距离预报（小于）和短距离预报（小于30m30m）。）。n n超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报。超前地质预报。第11页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点1

18、.1.超前地质预报超前地质预报（3 3 3 3）预报分级）预报分级）预报分级）预报分级 根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下三级。三级。n nA A级级：工程地质及水文地质条件复杂，存在储水构造、导：工程地质及水文地质条件复杂，存在储水构造、导水断层、岩溶、有害气体、膨胀岩土、软弱岩体等地质问水断层、岩溶、有害气体、膨胀岩土、软弱岩体等地质问题，隧道施工中易发生突（涌）水、突（涌）泥、瓦斯、题，隧道施工中易发生突（涌）水、突（涌）泥、瓦斯、大坍方、大变形等地质灾害，风险程度高的地段。大坍方、大变形等地质灾害，风险程度高的地段。n nB B

19、级级：工程地质及水文地质条件较复杂，隧道施工中发生：工程地质及水文地质条件较复杂，隧道施工中发生突（涌）水、突（涌）泥、瓦斯、坍方等地质灾害风险程突（涌）水、突（涌）泥、瓦斯、坍方等地质灾害风险程度较高的地段。度较高的地段。n n C C级级：地层岩性单一、地质构造不发育，基本上不存在不：地层岩性单一、地质构造不发育，基本上不存在不良地质和特殊岩土，工程地质条件简单，隧道施工中发生良地质和特殊岩土，工程地质条件简单，隧道施工中发生地质灾害可能性不大的地段。地质灾害可能性不大的地段。第12页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点1.1.超前地质预报超前地质预报 不同地质风险地段的预报方式

20、为：n nA级风险地段采用地质素描、两种及以上物探方法、多孔超前钻探、超前炮眼进行综合预报，必要时增加超前导坑方法；n nB级风险地段两种以上的方法综合预报；n nC级风险地段可采用一种和两种方法进行预报。第13页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点1.1.1.1.超前地质预报超前地质预报超前地质预报超前地质预报（4 4 4 4）预报要点）预报要点）预报要点）预报要点:n n研究区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘和勘探，研究区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘和勘探，对整个地区地质情况做到比较全面和深刻的认识，对整个地区地质情况做到比较全面和深刻的认识，分析主要

21、工程地质分析主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，制定预报预案制定预报预案。n n根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同地段地质预报分级，不同类型和级别的地段采取不同的预报手段。地段地质预报分级，不同类型和级别的地段采取不同的预报手段。n n隧道施工前制定好不良地质地段应急预案，采用浅孔钻探发现地质隧道施工前制定好不良地质地段应急预案，采用浅孔钻探发现地质突变或含水等异常时，立即采取处理措施。突变或含水等异常时，立即采取处理

22、措施。n n配备先进仪器设备，由具有丰富经验的地质技术人员、施工人员进配备先进仪器设备，由具有丰富经验的地质技术人员、施工人员进行综合分析论证，行综合分析论证，提高地质判释准确度提高地质判释准确度,提高作业效率提高作业效率 。目前，采用目前，采用深孔水平钻探和深孔水平钻探和5 58m8m超前钎探超前钎探,效果效果很很好好，进行一定量的地质取芯进行一定量的地质取芯,以准确判定充填型溶洞和高压富水断层界面及规模。以准确判定充填型溶洞和高压富水断层界面及规模。n n要特别注意开挖后对洞身周边地探察，防止掌子面后方发生突泥突要特别注意开挖后对洞身周边地探察，防止掌子面后方发生突泥突水、坍塌等事故。水、

23、坍塌等事故。第14页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点1.1.1.1.超前地质预报超前地质预报超前地质预报超前地质预报（5 5 5 5）监控要点）监控要点）监控要点）监控要点:n n内业：超前地质预报方案，方案的合理性，方案的执行；内业：超前地质预报方案，方案的合理性，方案的执行；各种预报手段的原始记录，预报分析成果与实际揭示验证；各种预报手段的原始记录，预报分析成果与实际揭示验证；超前预报与设计地质不符时采取的措施；预报有不良地质超前预报与设计地质不符时采取的措施；预报有不良地质时所制定的处理预案。时所制定的处理预案。n n现场：各种超前预报设备到场及使用；超前水平钻孔和加现场：

24、各种超前预报设备到场及使用；超前水平钻孔和加深炮孔实际检查；不良地质处理预案现场准备情况。深炮孔实际检查；不良地质处理预案现场准备情况。n nTZ231-2007TZ231-2007TZ231-2007TZ231-2007铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：根据需铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：根据需铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：根据需铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：根据需要采取要采取要采取要采取1 1 1 15 5 5 5孔超前水平钻探（局部孔超前水平钻探（局部孔超前水平钻探（局部孔超前水平钻探（局部7 7 7 7孔），其终孔位置一孔），其终孔位置一孔），其终孔位置一孔），其终孔位置一

25、般要超出开挖轮廓线般要超出开挖轮廓线般要超出开挖轮廓线般要超出开挖轮廓线3 3 3 35m5m5m5m，长度宜在，长度宜在，长度宜在，长度宜在3030303050m50m50m50m之间；之间；之间；之间；两次两次两次两次循环的超前水平钻搭接长度不小于循环的超前水平钻搭接长度不小于循环的超前水平钻搭接长度不小于循环的超前水平钻搭接长度不小于5m5m5m5m。第15页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.超前支护超前支护n n超前支护是针对软弱不良地层而采取的辅超前支护是针对软弱不良地层而采取的辅助工法助工法，施工前需根据围岩条件、施工方法、进度要求、机械配套及工程所处环境等情况

26、，选择简单方法或同时采用几种综合辅助施工方法来加固地层，确保不塌方、少沉陷。通常辅助施工方法有：地表加固地层、洞内加固地层（或工作面）、洞内防排水等。第16页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护n n工程实践证实，在地质不良的地段，掌子面失稳引起事故较多。工程实践证实，在地质不良的地段，掌子面失稳引起事故较多。如何如何控制掌子面的稳定性，减少和预防掌子面出现坍塌控制掌子面的稳定性，减少和预防掌子面出现坍塌，是极为重要的。，是极为重要的。n n掌子面失稳有多种方式：掌子面失稳有多种方式：掌子面挤出；掌子面挤出；掌子面拱部坍塌；掌子面拱部坍

27、塌；上半断面拱脚下沉；上半断面拱脚下沉；底部鼓起等。底部鼓起等。n n预防和减少上述风险发生的主要方法。预防和减少上述风险发生的主要方法。超前支护；超前支护；扩大拱脚、设置拱脚锚杆或锚管；扩大拱脚、设置拱脚锚杆或锚管；正面喷射混凝土和锚杆；正面喷射混凝土和锚杆；底脚锚杆或锚管等。底脚锚杆或锚管等。n n这里主要介绍下面几种常用的方法。这里主要介绍下面几种常用的方法。第17页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（1 1 1 1）注浆加固）注浆加固）注浆加固）注浆加固n n注浆加固注浆加固是利用注浆设备把配制好的具有凝胶性能的浆液注入地层，

28、是利用注浆设备把配制好的具有凝胶性能的浆液注入地层，浆液凝胶后充填裂隙和胶结土砂颗粒，形成整体，提高岩体的自稳能浆液凝胶后充填裂隙和胶结土砂颗粒，形成整体，提高岩体的自稳能力，稳定开挖面和止水，保证隧道施工安全。力，稳定开挖面和止水，保证隧道施工安全。n n常用的注浆方式主要有全断面帷幕注浆、周边半封闭帷幕注浆、径向常用的注浆方式主要有全断面帷幕注浆、周边半封闭帷幕注浆、径向注浆、小导管注浆、局部注浆等注浆、小导管注浆、局部注浆等，施工时应根据注浆目的和工程地质，施工时应根据注浆目的和工程地质条件等因素综合选择。条件等因素综合选择。n n全断面帷幕注浆：钻孔分布在开挖面内及轮廓线外一定范围，注

29、浆形全断面帷幕注浆：钻孔分布在开挖面内及轮廓线外一定范围，注浆形成整体，适用于无排水条件的软弱破碎地层、断层破碎带、充填性溶成整体，适用于无排水条件的软弱破碎地层、断层破碎带、充填性溶洞等隧道工程。洞等隧道工程。n n周边半封闭帷幕注浆：沿开挖面周边布孔，浆液在开挖轮廓线形成封周边半封闭帷幕注浆：沿开挖面周边布孔，浆液在开挖轮廓线形成封闭壳，适用于有排水条件、掌子面具有自稳能力的隧道工程。闭壳，适用于有排水条件、掌子面具有自稳能力的隧道工程。n n径向注浆：隧道开挖支护后在隧道径向进行注浆止水和加固。径向注浆：隧道开挖支护后在隧道径向进行注浆止水和加固。n n局部注浆：在出水口周围一定范围内布

30、孔注浆，先外后内，最后顶水局部注浆：在出水口周围一定范围内布孔注浆，先外后内，最后顶水注浆封堵水，适用于集中涌水处。注浆封堵水，适用于集中涌水处。第18页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（1 1 1 1）注浆加固）注浆加固）注浆加固）注浆加固n n施工要点：施工要点：施工要点：施工要点：n n应有注浆方案，包括：注浆目的、段落、准备工作（劳动力、机械设应有注浆方案，包括：注浆目的、段落、准备工作（劳动力、机械设备、材料）、注浆孔布置图、注浆材料及配比、注浆施工工艺、参数、备、材料）、注浆孔布置图、注浆材料及配比、注浆施工工艺、参数、

31、注浆效果检查评定方法、进度安排、安全质量保证措施等。注浆效果检查评定方法、进度安排、安全质量保证措施等。n n根据注浆方案配备高效注浆设备，如钻机、注浆泵、注浆管等。钻孔根据注浆方案配备高效注浆设备，如钻机、注浆泵、注浆管等。钻孔孔径一般选用孔径一般选用7070130mm130mm，注浆泵最大压力应达到设计注浆压力的，注浆泵最大压力应达到设计注浆压力的1.51.52.02.0倍。倍。n n掌子面围岩破碎，应先设置掌子面围岩破碎，应先设置止浆墙和孔口管止浆墙和孔口管，孔口管埋入止浆墙深度，孔口管埋入止浆墙深度根据最大注浆压力而定。根据最大注浆压力而定。n n钻机准确定位，钻进中检查校正钻杆方向，

32、孔底偏差应符合有关规定钻机准确定位，钻进中检查校正钻杆方向，孔底偏差应符合有关规定要求。要求。n n注浆顺序先内后外，先无水孔后有水孔注浆顺序先内后外，先无水孔后有水孔。n n当进浆量大，压力长时间不升高时，应调整浆液材料、浓度及配合比，当进浆量大，压力长时间不升高时，应调整浆液材料、浓度及配合比，缩短凝胶时间，也可采用间歇式注浆，间歇时间不能超过浆液凝胶时缩短凝胶时间，也可采用间歇式注浆，间歇时间不能超过浆液凝胶时间。间。第19页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（1 1 1 1）注浆加固）注浆加固）注浆加固）注浆加固n n施工要点

33、施工要点施工要点施工要点n n超前帷幕注浆每一循环长度不超过超前帷幕注浆每一循环长度不超过30m30m。浆液有效注入范围为开挖轮。浆液有效注入范围为开挖轮廓线外廓线外5 58m8m，钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工，孔口，钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工，孔口设注浆管，埋设牢固，并有良好的止浆设施。设注浆管，埋设牢固，并有良好的止浆设施。n n局部注浆堵水，单孔扩散半径局部注浆堵水，单孔扩散半径2m2m，注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相，注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相交，注浆压力大于交，注浆压力大于0.5Mpa0.5Mpa。注浆压力较大时，应先钻引水孔泄压，再。注浆压力较大时，应

34、先钻引水孔泄压，再对裂隙注浆，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵。对裂隙注浆，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵。n n现场注浆试验：注浆施工前，应选取一定数量注浆孔，以定压注浆原现场注浆试验：注浆施工前，应选取一定数量注浆孔，以定压注浆原则进行注浆试验，以验证注浆参数并及时调整。则进行注浆试验，以验证注浆参数并及时调整。n n应根据地层条件制定注浆结束条件。应根据地层条件制定注浆结束条件。应特别注意：在没有进行全面的应特别注意：在没有进行全面的应特别注意：在没有进行全面的应特别注意：在没有进行全面的注浆效果检查和评定前严禁进行掘进作业。注浆效果检查和评定前严禁进行掘进作业。注浆效果检查和评定

35、前严禁进行掘进作业。注浆效果检查和评定前严禁进行掘进作业。第20页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（1 1 1 1）注浆加固）注浆加固）注浆加固）注浆加固n n监控要点监控要点监控要点监控要点n n内业：注浆方案，调整方案，试验孔总结，钻孔注浆原始记录，注浆内业：注浆方案，调整方案，试验孔总结，钻孔注浆原始记录，注浆效果检查和评定资料。效果检查和评定资料。n n外业：设备配备和使用，钻孔布设，钻机定位，注浆效果检查。外业：设备配备和使用，钻孔布设，钻机定位，注浆效果检查。第21页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.

36、2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（2 2 2 2）超前小导管）超前小导管）超前小导管）超前小导管n n超前小导管是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外按一定角度打入直径为超前小导管是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外按一定角度打入直径为3270mm3270mm，长度，长度35m35m的带孔钢管，利用钢管注浆，并与钢架连成一体进行围的带孔钢管，利用钢管注浆，并与钢架连成一体进行围岩加固的超前支护方式。岩加固的超前支护方式。n n施工要点施工要点施工要点施工要点 根据地质条件、隧道断面及支护结构型式确定超前小导管参数。根据地质条件、隧道断面及支护结构型式确定超前小导管参数。超前小导管沿隧道周边布

37、设，环向间距不宜大于超前小导管沿隧道周边布设，环向间距不宜大于40cm40cm，外插角控制在，外插角控制在10151015。钻至孔深后，用吹管吹出碎碴清孔，防止孔位坍塌。钻至孔深后，用吹管吹出碎碴清孔，防止孔位坍塌。两环小导管间两环小导管间两环小导管间两环小导管间搭接不宜小于搭接不宜小于搭接不宜小于搭接不宜小于1m1m。顶入加工好的注浆管，小导管周圈缝隙用塑胶泥封堵，并用棉纱将孔口堵顶入加工好的注浆管，小导管周圈缝隙用塑胶泥封堵，并用棉纱将孔口堵塞，喷射混凝土封闭工作面，孔口露出喷射混凝土面塞，喷射混凝土封闭工作面，孔口露出喷射混凝土面15cm15cm。钢管顶入钻孔长。钢管顶入钻孔长度应不小于

38、度应不小于9090管长。管长。连接注浆管路，进行压水试验，然后注浆，注浆压力要达到设计要求，观连接注浆管路，进行压水试验，然后注浆，注浆压力要达到设计要求，观察工作面及管路漏浆情况，并及时封堵。当进浆量大，压力长时间不升高时，察工作面及管路漏浆情况，并及时封堵。当进浆量大，压力长时间不升高时，应调整浆液材料、浓度及配合比，缩短凝胶时间。应调整浆液材料、浓度及配合比，缩短凝胶时间。根据地质情况可选择单液浆、双液浆或化学浆液（慎用）根据地质情况可选择单液浆、双液浆或化学浆液（慎用）检查确认注浆浆液固结体达到设计规定强度后，再进行隧道开挖。检查确认注浆浆液固结体达到设计规定强度后，再进行隧道开挖。第

39、22页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护小导管示意图及施工第23页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（2 2 2 2）超前小导管）超前小导管）超前小导管）超前小导管n n监控要点监控要点监控要点监控要点:n n内业：实施方案（小导管参数、注浆配比、注浆内业：实施方案（小导管参数、注浆配比、注浆参数等），注浆原始记录（钻孔记录、注浆记录、参数等），注浆原始记录（钻孔记录、注浆记录、检查记录，调整参数记录）。检查记录，调整参数记录）。n n现场：施工设备到场及使用，小导管材料、间

40、距、现场：施工设备到场及使用，小导管材料、间距、长度、倾角、与钢架连接情况及搭接长度，注浆长度、倾角、与钢架连接情况及搭接长度，注浆效果。效果。第24页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（3 3 3 3）大管棚）大管棚）大管棚）大管棚n n大管棚是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外利用钻机或大管棚是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外利用钻机或夯管按一定角度打入直径大于夯管按一定角度打入直径大于70mm70mm，长度大于，长度大于15m15m的钢管，的钢管，通过钢管注浆预加固隧道拱部岩体，并将钢管内采用砂浆通过钢管注浆预加固隧道拱部岩体，并

41、将钢管内采用砂浆充填密实，以减少岩体沉降的超前地层加固方式。充填密实，以减少岩体沉降的超前地层加固方式。大管棚大管棚适用于浅埋、极破碎岩体、地表沉降控制严格的地段，如适用于浅埋、极破碎岩体、地表沉降控制严格的地段，如堆积体、坍方体、砂土质地层、断层破碎带及穿越公路、堆积体、坍方体、砂土质地层、断层破碎带及穿越公路、铁路、地表建筑物等。根据使用地点，可分为洞口大管棚铁路、地表建筑物等。根据使用地点，可分为洞口大管棚和洞内大管棚。和洞内大管棚。第25页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护（3 3 3 3）大管棚）大管棚）大管棚）大管棚n n

42、施工要点：施工要点：施工要点：施工要点：小直径大管棚通常用钻机成孔，大直径大管棚可用夯管或顶管方式小直径大管棚通常用钻机成孔，大直径大管棚可用夯管或顶管方式布设。布设。管棚环向间距管棚环向间距30503050，超浅埋地带或特殊地层也可采用密排方式，超浅埋地带或特殊地层也可采用密排方式，沿隧道周边轮廓线布设，外倾沿隧道周边轮廓线布设，外倾1313，连续使用大管棚，要有一定的搭连续使用大管棚，要有一定的搭连续使用大管棚，要有一定的搭连续使用大管棚，要有一定的搭接，搭接长度一般不应小于接，搭接长度一般不应小于接，搭接长度一般不应小于接，搭接长度一般不应小于3m3m。控制钻机立轴方向，钻进中经常采用测

43、斜仪量测钢管钻进的偏斜度，控制钻机立轴方向，钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。发现偏斜超过设计要求，及时纠正。管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6 6，节长，节长36m36m。接头。接头宜采用宜采用丝扣连接，丝扣连接，丝扣长丝扣长1515，隧道纵向同一截面内接头数不大于，隧道纵向同一截面内接头数不大于50%50%，相，相邻钢管的接头至少应错开邻钢管的接头至少应错开1 1米。米。注浆初压应控制在注浆初压应控制在0.51.0MPa0.51.0MPa以内，终压应控制在以内，终压应控制在2.0MPa2.0MPa以内。以内。洞内施作大

44、管棚时设置导向墙，安设导向管，导向管长度洞内施作大管棚时设置导向墙，安设导向管，导向管长度1 12m2m，直径大于管棚直径直径大于管棚直径202030mm30mm。第26页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.超前支护超前支护（3 3）大管棚）大管棚n n监控要点：监控要点：n n内业：大管棚实施方案，施工原始记录。n n现场：施工设备到场及使用情况，管棚材料、加工、间距、搭接情况，注浆情况和效果，管棚是否侵限，工作平台是否牢固。第27页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点2.2.2.2.超前支护超前支护超前支护超前支护几种超前支护方式第28页/共142页三、铁路隧道

45、钻爆法施工作业监控要点3.3.3.3.隧道开挖方法隧道开挖方法隧道开挖方法隧道开挖方法n n隧道开挖方法主要有隧道开挖方法主要有全断面法、台阶法全断面法、台阶法（以及由（以及由台阶法派生的环形开挖预留核心土法、弧形导坑台阶法派生的环形开挖预留核心土法、弧形导坑左右台阶错开开挖支护法）、左右台阶错开开挖支护法）、中隔壁法（中隔壁法（CDCD法）法）、交叉中隔壁法（交叉中隔壁法（CRDCRD法）法）、双侧壁导坑法双侧壁导坑法（眼（眼镜工法）；还有意大利研究使用的岩土控制变形镜工法）；还有意大利研究使用的岩土控制变形法，以及法，以及TBMTBM、盾构、铣挖法等非钻爆法等施工、盾构、铣挖法等非钻爆法等

46、施工方法。方法。n n要根据地质条件、断面大小、结构形式、机械配要根据地质条件、断面大小、结构形式、机械配备等因素合理选择开挖方法。备等因素合理选择开挖方法。n n主要介绍以下几种方法：主要介绍以下几种方法：第29页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点3.3.隧道开挖方法隧道开挖方法（1 1）全断面法）全断面法n n全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做初支和二次衬砌的隧道开挖方法，一般适用在地质条件较好的级围岩，也可用在单线铁路隧道级围岩地段。n n全断面法可采用大型机械作业，施工进度快，一般在150180m/月。第30页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点3

47、.3.3.3.隧道开挖方法隧道开挖方法隧道开挖方法隧道开挖方法（1 1 1 1）全断面法）全断面法）全断面法）全断面法n n施工要点：施工要点：施工要点：施工要点：n n配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，缩短循环作业配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。n n根据围岩条件和机具配备等施组情况，可利用深孔钻爆增加循环进根据围岩条件和机具配备等施组情况，可利用深孔钻爆增加循环进尺。尺。n n及时施作初期支护，围岩条件变化时，及时调整施工方法。及时施作初期支护，围岩条件变化时，

48、及时调整施工方法。n n有条件时采用导洞超前的开挖方法，增加临空面，控制周边眼角度，有条件时采用导洞超前的开挖方法，增加临空面，控制周边眼角度，改善光面爆破效果，减少超欠挖，减少对围岩的扰动，保证隧道施工改善光面爆破效果，减少超欠挖，减少对围岩的扰动，保证隧道施工安全。安全。n n二次衬砌及时施作，二次衬砌及时施作，级围岩离掌子面距离级围岩离掌子面距离150150200m200m左右，左右，级围岩级围岩120120150m150m左右。左右。第31页/共142页三、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点3.3.3.3.隧道开挖方法隧道开挖方法隧道开挖方法隧道开挖方法（1 1 1 1）全断面法）全断面法

49、）全断面法）全断面法n nTZ231-2007TZ231-2007TZ231-2007TZ231-2007铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南：n n超挖：允许超挖表（超挖：允许超挖表（超挖：允许超挖表（超挖：允许超挖表（cmcmcmcm）n n欠挖：隧道开挖不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，允许个别突出部分侵入欠挖：隧道开挖不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，允许个别突出部分侵入欠挖：隧道开挖不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，允许个别突出部分侵入欠挖：隧道开挖不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，允许

50、个别突出部分侵入衬砌（每衬砌（每衬砌（每衬砌（每1m1m1m1m2 2 2 2不大于不大于不大于不大于0.1m0.1m0.1m0.1m2 2 2 2、高度不大于、高度不大于、高度不大于、高度不大于5cm5cm5cm5cm）。拱脚和墙脚）。拱脚和墙脚）。拱脚和墙脚）。拱脚和墙脚1m1m1m1m范围内严禁欠挖。范围内严禁欠挖。范围内严禁欠挖。范围内严禁欠挖。开挖部位开挖部位开挖部位开挖部位围岩级别围岩级别围岩级别围岩级别级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩级围岩拱部拱部拱部拱部线性超挖线性超挖线性超挖线性超挖101010101515151510101010最大超挖最大