高速公路隧道施工.ppt

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1、一般施工方法及工艺流程 高速公路隧道n第一章 隧道常用施工方法 隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方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。法、施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌文地质条件，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技术水平等因素综类型、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。根据隧道穿越地层的不同情况合考虑研究确定。根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧道施工方法可按和目前隧道施工方法的发展，隧道

2、施工方法可按以下方式分类：以下方式分类：n第一章 隧道常用施工方法 高速公路隧道施工方法一般首选为矿山法.矿山法中,传统矿山法已不能满足现代施工需要,在传统矿山法基础上发展起来的新奥法已成为山岭隧道施工的主要施工方法.本片主要结合本项目隧道工程讲述新奥法在高速公路隧道中的施工工艺和一般流程.n第一章 隧道常用施工方法n第二章 新奥法简介 新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称 新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原 原 文 文 是 是 New New Austrian Tunnelling Method Austrian Tunnelling Method 简称 简称 NATM,NATM,新奥法概

3、念是 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹 奥地利学者拉布西维兹(L.V.RABCEW ICZ)(L.V.RABCEW ICZ)教授于 教授于 50 50 年代提出的 年代提出的,它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础 础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的 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 一种施工方法,经过一些国家的许多实践和理论研究 经过一些国家的许多实践和理论研究,于 于60 60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获

4、得极为迅速发 美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发 展 展,已成为 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代 现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM NATM 被介绍到我 被介绍到我国 国,七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今 七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今,可以说在 可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开 所有重点难点的地下工程中都离不开NATM NATM。新奥法几乎成。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。新奥法的基本要点可归纳如下：1岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少

5、对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。一、新奥法的基本要点 n第二章 新奥法简介 2 2为了充分发挥岩体的承载能力，应允许为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这

6、样，强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。n第二章 新奥法简介 3为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。n第二章 新奥法简介 4通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。n第二章 新奥法简介 5为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。n

7、第二章 新奥法简介 6二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。n第二章 新奥法简介上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。n第二章 新奥法简介二、新奥法的优点 1 1、及时性、及时性 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空 地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状 效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要

8、的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土 态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。在隧道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制 在隧道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护 止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。的承载，增强了岩层的稳定性。n第二章 新奥法简介 2 2、封闭性、封闭性 由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防

9、止因水和风化作用造成围岩的破坏和 因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。隧道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上 隧道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面，很好的充填围 当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面，很好的充填围岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。同时喷 岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。同时喷锚支护起到了封闭围

10、岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的 锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致 接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定。围岩失去稳定。n第二章 新奥法简介3 3、粘结性、粘结性 喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生 喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：三种作用：联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若 联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联 围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳定，从而造成较大范围的

11、冒顶或片帮。锁反应，相继丧失稳定，从而造成较大范围的冒顶或片帮。开洞后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪 开洞后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活石滑移 强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定性。和坠落，从而保持围岩的稳定性。n第二章 新奥法简介 复和作用，即围岩与支护构成一个复合体复和作用，即围岩与支护构成一个复合体（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可以提高（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时与围岩形围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时与围岩形成了一个共

12、同工作的力学系统，具有把岩石荷载成了一个共同工作的力学系统，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支架消极承担的弱点。架消极承担的弱点。n第二章 新奥法简介 增加作用。开挖后及时继进行喷锚护，增加作用。开挖后及时继进行喷锚护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象，避免过大的应力集面不平引起的应力集中现象，避免过大的应力集中所造成的围岩破坏；另一方面，使隧道周边围中所造成的围岩破坏；另一方面，使隧道周边围岩成双方向受力状态，提高了围岩的粘结力和内岩成双方向受力状态，提

13、高了围岩的粘结力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。摩擦角，也就是提高了围岩的强度。n第二章 新奥法简介 4 4、柔性、柔性 喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起 喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起共同作用，由于喷锚支护具有一定柔性，可以和围岩共同 共同作用，由于喷锚支护具有一定柔性，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能 产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能 有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形 力得以充分发挥。另一方

14、面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制 中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。n第二章 新奥法简介三、新奥法施工要点1 1、新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为隧道围岩是一种荷载，应用厚 新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为隧道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩 柔性、

15、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而 与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。不致松动破坏。新奥法将围岩视为隧道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断 新奥法将围岩视为隧道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少隧道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措 面掘进，以减少隧道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意隧道表面尽可能平滑，施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意隧道表

16、面尽可能平滑，避免局部应力集中。避免局部应力集中。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用 新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩 锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系 支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。n第二章 新奥法简介2 2、保护隧道围岩自身的承载能力、保护隧道围岩自身的承载能力 新奥法施工在隧道开挖后采取了一系列综合性措施：构筑 新奥法施工在隧道开挖后

17、采取了一系列综合性措施：构筑防水层、增加隧道排水；选择合理的断面形状尺寸；给支护留变 防水层、增加隧道排水；选择合理的断面形状尺寸；给支护留变形余量；开挖后及时做好支护、封闭围岩等，都是为保护隧道围 形余量；开挖后及时做好支护、封闭围岩等，都是为保护隧道围岩的自身承载能力，使围岩的扰动影响控制在最小范围内，并加 岩的自身承载能力，使围岩的扰动影响控制在最小范围内，并加固围岩，提高围岩强度。使其与人工支护结构共同承受隧道压力。固围岩，提高围岩强度。使其与人工支护结构共同承受隧道压力。3 3、允许围岩由一定量的变形，以利于发挥围岩的固有强度。同时、允许围岩由一定量的变形，以利于发挥围岩的固有强度。

18、同时隧道的支护结构，也应具有预定的可缩量，以缓和隧道压力。隧道的支护结构，也应具有预定的可缩量，以缓和隧道压力。围岩的变形是控制在一定范围内的，必须避免围岩变形过大，从 围岩的变形是控制在一定范围内的，必须避免围岩变形过大，从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。支护结构具有一定 而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。支护结构具有一定的变形量，允许隧道围岩产生一定的变形，以缓和来自隧道的巨 的变形量，允许隧道围岩产生一定的变形，以缓和来自隧道的巨大压力，更进一步减轻支护荷载。大压力，更进一步减轻支护荷载。n第二章 新奥法简介44、新奥法施工过程中量测工作的特殊性、新奥法施工过程中量测工作的

19、特殊性 由于岩体生成条件与地质作用的复杂性，施工条件由于岩体生成条件与地质作用的复杂性，施工条件的复杂性，以及对工程设计参数的精确要求，得要通过的复杂性，以及对工程设计参数的精确要求，得要通过许多量测手段，在施工过程中对围岩动态和支护结构工许多量测手段，在施工过程中对围岩动态和支护结构工作状态和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果修作状态和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果修改初步设计，指导施工。改初步设计，指导施工。量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据，因而能够预见事故和险情，以便及时采取措施，的依据，因而能够预见事故和险情，以

20、便及时采取措施，防患于未然防患于未然,从而提高施工的安全程度。从而提高施工的安全程度。n第二章 新奥法简介 由上所述，新奥法的支护原则是：围岩不仅是载物体，而且是承载结构；围岩承载圈和支护体组成隧道的统一体，是一个力学体系；隧道的开挖和支护都是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务。n第二章 新奥法简介 具有较长自稳时间的中等岩体；具有较长自稳时间的中等岩体；弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩；弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩；强风化的岩石；强风化的岩石；刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；微裂隙的，但很

21、少粘土的岩体；微裂隙的，但很少粘土的岩体；在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；四、新奥法适用范围n第二章 新奥法简介 在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方相在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方相配合配合 有强烈地压显现的岩体；有强烈地压显现的岩体；膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；等配合；n第二章 新奥法简介在下列场合中应用应慎重

22、在下列场合中应用应慎重 大量涌水的岩体；由于涌水会产生流砂现象的围岩；极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；开挖面完全不能自稳的岩体等。n第二章 新奥法简介五、新奥法的主要缺点 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。作业质量都与每一个人的仔细操作有关。开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地 开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；质人员要亲临现场，

23、以便发现问题；用来控制的施工量测，往往给施工带来不便；用来控制的施工量测，往往给施工带来不便；干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。n第二章 新奥法简介n第三章 新奥法施工顺序 新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力

24、。新奥法的主要工艺流程如下:n第三章 新奥法工艺流程钻爆开挖钻爆开挖初期支护初期支护二次衬砌二次衬砌 开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通 开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，初期支护工作应尽快进行。为保护围岩的自身支撑能力，初期支护工作应尽快进行。为了充分利用围岩的自身支撑能力 为了充分利用围岩的自身支撑能力,开挖应采用光面爆破 开挖应采用光面爆破（或预裂爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，（或预裂爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，地质条件较差时

25、可以采用分块多次开挖。一次开挖长度 地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度 应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条 可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条件下，分块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就 件下，分块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为 要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5 2-2.5米，在软弱地 米，在软弱地层或膨胀性地层中大约为米。层或膨胀性地层中大约为米。n第三章 新奥法工艺流程一、开挖1 1、钻炮布孔、钻炮布

26、孔:（1 1）钻孔采用）钻孔采用YT28 YT28手 手风钻 风钻,空压机通过高压 空压机通过高压风管提供风动力 风管提供风动力,风枪 风枪手分布于钻爆台车顶 手分布于钻爆台车顶部及一、二、三架和 部及一、二、三架和底板。分别负责各部 底板。分别负责各部位的爆破眼打设。位的爆破眼打设。n第三章 新奥法工艺流程一、开挖拱顶钻工一架钻工二架钻工三架钻工底板钻工钻爆台车根据开挖断面及 钻爆台车根据开挖断面及钻爆设计方案现场加工制 钻爆设计方案现场加工制作，主要材料为 作，主要材料为I20 I20工字 工字钢，台车上设风水管及临 钢，台车上设风水管及临时用电接驳口，使用装载 时用电接驳口，使用装载机拖

27、动至工作面（掌子 机拖动至工作面（掌子面），装药完成后，启爆 面），装药完成后，启爆前由装载机拖走至安全地 前由装载机拖走至安全地带。带。台车左右两侧设置可收缩 台车左右两侧设置可收缩的一架、二架、三架三个 的一架、二架、三架三个工作台。工作台。n第三章 新奥法工艺流程一、开挖钻爆前，电工检查台车配电。2 2、布孔、布孔爆破孔根据起爆顺 爆破孔根据起爆顺序分为掏槽孔、辅 序分为掏槽孔、辅助孔、底板孔、周 助孔、底板孔、周边孔（光爆孔），另 边孔（光爆孔），另外，为保证掏槽效 外，为保证掏槽效果，在掏槽孔中间还 果，在掏槽孔中间还设置一定数量的中空 设置一定数量的中空孔。孔。n第三章 新奥法工艺

28、流程一、开挖周边孔（光爆孔）掏槽孔辅助孔底板孔中空孔3 3、起爆：、起爆：起爆网路选择：优 起爆网路选择：优选非电起爆网路，选非电起爆网路，由起爆器激发笔 由起爆器激发笔连接非电毫秒起爆 连接非电毫秒起爆激发雷管，采用多 激发雷管，采用多级起爆。级起爆。钻爆及分段参数见 钻爆及分段参数见右表 右表段别 炮眼名称眼深（cm）眼数每孔药卷数量每孔药量(kg)药量(kg)备注1 中空眼 4 3/1 掏槽眼 4 6 22 3.30 19.80 32mm药卷/150g3 掏槽眼 4 8 22 3.30 26.40 5 辅助眼 4 6 18 2.70 16.20 7 辅助眼 4 8 16 2.40 19.

29、20 9 辅助眼 4 14 13 1.95 27.30 11 辅助眼 4 18 11 1.58 28.35 13 辅助眼 4 26 9 1.35 35.10 13 底板眼 3 18 6 0.90 16.20 15 周边眼 3 42 5*1/2 0.30 12.60 开挖面积(m2)86.90 炮眼个数 149.00 比炮眼数（个/m2)1.71 总装药量（kg）201.15 比耗药量（kg/m3)0.77 说明：全断面开挖按每循环实际进尺2.5-3.0m计算。n第三章 新奥法工艺流程一、开挖4 4、通风排烟、通风排烟爆破后，为降低 爆破后，为降低洞内粉尘及有害 洞内粉尘及有害气体含量，促进 气

30、体含量，促进空气流通，采用 空气流通，采用大功率多挡变速 大功率多挡变速通风机及时进行 通风机及时进行通风，采用压入 通风，采用压入式通风，采用 式通风，采用1200mm 1200mm软管 软管将风送到工作面。将风送到工作面。110KV压入式通风机1200mm通风软管 n第三章 新奥法工艺流程一、开挖5 5、排险、排险通风一段时间后（一般半小时 通风一段时间后（一般半小时左右），安全员及现场施工员首 左右），安全员及现场施工员首先进入工作面（爆破现场）查 先进入工作面（爆破现场）查看拱顶及边墙是否存在危石或 看拱顶及边墙是否存在危石或拱顶是否有塌方的可能，一般 拱顶是否有塌方的可能，一般情况下

31、，危石采用挖机挖除，情况下，危石采用挖机挖除，直至拱顶及边墙都是稳定的岩 直至拱顶及边墙都是稳定的岩体。如果必要，可先喷砼封闭 体。如果必要，可先喷砼封闭拱顶、边墙及掌子面。拱顶、边墙及掌子面。出渣完成后，挖机再进行一次 出渣完成后，挖机再进行一次系统的排险并清理掌子面直至 系统的排险并清理掌子面直至稳定。稳定。出渣前挖机排险出渣后挖机排险、清理底板及掌子面。n第三章 新奥法工艺流程一、开挖装载机端送钻爆台车至工作面出渣采用装载机装车,自卸车无轨运输的方式进行,出渣结束,挖机再次排险至确认安全,并将底板及掌子面清理平整后,装载机拖运台车至掌子面,电工延伸施工用电,风水管同时延伸至工作面,准备测

32、量定位,进行初期支护.n第三章 新奥法工艺流程一、开挖光爆成洞效果n第三章 新奥法工艺流程一、开挖光爆效果n第三章 新奥法工艺流程一、开挖开挖施工要点 开挖施工要点:布眼合理 布眼合理,装药前 装药前严格检查周边眼 严格检查周边眼间距 间距,同时注意底 同时注意底板超挖 板超挖,根据实际 根据实际施工不断调整底 施工不断调整底板眼的打设高度 板眼的打设高度及进钻坡度 及进钻坡度.n第三章 新奥法工艺流程一、开挖初期支护作业包括：喷射混凝土、打锚杆、挂钢筋网、立钢拱架、复喷混凝土。初期支护作业包括：喷射混凝土、打锚杆、挂钢筋网、立钢拱架、复喷混凝土。在隧道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（在隧道

33、开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（3-5cm 3-5cm），为争取时间在较松散的），为争取时间在较松散的围岩掘进中初期支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面 围岩掘进中初期支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。的一次喷射混凝土完成后再出渣。按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩 按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达 面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度

34、（一般为 到设计厚度（一般为10-25cm 10-25cm）,并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混 并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。完成初期支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二 凝土内。完成初期支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三至四小时内完成，分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三至四小时内完成，主要由施工条件决定。主要由施工条件决定。在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风化花岗岩）中开挖隧道，为了延 在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风化花岗岩）中开挖

35、隧道，为了延长围岩的自稳时间，为了给初期支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面 长围岩的自稳时间，为了给初期支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护1 1、拱架加工：、拱架加工：拱架在洞外预制加工工 拱架在洞外预制加工工字钢拱架用冷弯机制作 字钢拱架用冷弯机制作,格栅拱架加工前 格栅拱架加工前,根据 根据设计尺寸 设计尺寸,先放出大样 先放出大样模型 模型,在模型上进行格 在模型上进行格栅架组件焊接制作 栅架组件焊接制作.制 制作完成后 作完成后,安装前进行 安

36、装前进行试拼装 试拼装,检查合格方可 检查合格方可用于施工 用于施工.大样模型组件焊接n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护2 2、架立拱架、架立拱架:出渣完成后，装载机端 出渣完成后，装载机端送台车至工作面 送台车至工作面,人工清 人工清撬拱顶部分挖机未排除 撬拱顶部分挖机未排除的危石。如有必要 的危石。如有必要,先喷 先喷射一层 射一层4-5cm 4-5cm厚的 厚的C20 C20混 混凝土封闭拱顶、边墙及 凝土封闭拱顶、边墙及掌子面。安全处理至确 掌子面。安全处理至确认安全后，人工架立拱 认安全后，人工架立拱架。先初装，再细部调 架。先初装，再细部调整至测量定位点上，相 整至测量定位点上，

37、相对误差不大于 对误差不大于2cm 2cm。n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护3 3、拱架固定：、拱架固定：打设锁脚锚杆后，电焊 打设锁脚锚杆后，电焊将拱架与锚杆焊接在一 将拱架与锚杆焊接在一起，将拱架与围岩紧密 起，将拱架与围岩紧密联结，形成联合受力 联结，形成联合受力体，同时用纵向联接钢 体，同时用纵向联接钢筋将各拱架焊接或套管 筋将各拱架焊接或套管联结，使所有拱架纵向 联结，使所有拱架纵向成为一体，达到初期支 成为一体，达到初期支护的整体性。护的整体性。n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护打设锚杆n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护挂钢筋网 挂钢筋网:钢筋网片可于 钢筋网片可于洞外预制

38、 洞外预制,也可 也可现场焊接 现场焊接,网片 网片与锚杆及拱架 与锚杆及拱架焊接在一起 焊接在一起,尽 尽量贴紧围岩 量贴紧围岩.n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护格栅拱架钢筋网片锚杆n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护喷射混凝土 喷射混凝土:喷浆料于洞外用 喷浆料于洞外用强制式搅拌机拌 强制式搅拌机拌制 制,搅拌时不加 搅拌时不加水 水,将砂石料与 将砂石料与水泥按试验室提 水泥按试验室提供的配合比充分 供的配合比充分搅拌后 搅拌后,运输车 运输车运至工作面 运至工作面,速 速凝剂在喷浆机进 凝剂在喷浆机进料口加入 料口加入.加入速凝剂上料员拌制好的喷浆料喷浆机n第三章 新奥法工艺流程二

39、、初期支护喷嘴与受喷面距 喷嘴与受喷面距离控制在 离控制在0.8 0.8 1.0m 1.0m范围内。范围内。喷射料束运动轨 喷射料束运动轨迹 迹:喷射顺序自 喷射顺序自下而上，先墙角 下而上，先墙角后墙顶，避免死 后墙顶，避免死角。料束呈旋转 角。料束呈旋转轨迹运动，一圈 轨迹运动，一圈压半圈，纵向按 压半圈，纵向按蛇形状施工。蛇形状施工。喷浆手喷嘴受喷面n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护初期支护完成之后的效果n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护初期支护要点:1 1、拱架必须落在实处，拱脚不能悬空，如有必要，可在拱脚加垫块，垫块、拱架必须落在实处，拱脚不能悬空，如有必要，可在拱脚加垫块，垫块

40、可用砼垫块、坚硬的石头、硬木板、钢板等，保证拱架脚踏实地 可用砼垫块、坚硬的石头、硬木板、钢板等，保证拱架脚踏实地。2 2、拱架分段间连接螺栓必须拧紧，保证拱架是一个整体，不存在局部薄弱。、拱架分段间连接螺栓必须拧紧，保证拱架是一个整体，不存在局部薄弱。3 3、锁脚锚杆须有一个向下的倾角，以保证锁脚效果，倾角一般、锁脚锚杆须有一个向下的倾角，以保证锁脚效果，倾角一般10-15 10-15度，局 度，局部软弱岩面可达到 部软弱岩面可达到45 45度，锚杆与拱架的焊接必须牢固，必要时可加钢筋绑焊。度，锚杆与拱架的焊接必须牢固，必要时可加钢筋绑焊。4 4、连接筋与拱架焊接必须牢固，连接筋与连接筋的焊

41、接须满焊，搭接长度单、连接筋与拱架焊接必须牢固，连接筋与连接筋的焊接须满焊，搭接长度单面焊不小于 面焊不小于10d 10d，双面焊不小于，双面焊不小于5d 5d（d d为钢筋直径）。为钢筋直径）。5 5、初支后尽空要满足二衬要求，拱架立好后与测量交底误差不大于、初支后尽空要满足二衬要求，拱架立好后与测量交底误差不大于2cm 2cm。6 6、喷砼严格执行规范要求，保证密实；控制速凝剂的用量，一般每方混凝土、喷砼严格执行规范要求，保证密实；控制速凝剂的用量，一般每方混凝土用量在 用量在20 20公斤到 公斤到35 35公斤左右；控制好回弹量，一般拱顶不大于 公斤左右；控制好回弹量，一般拱顶不大于3

42、0%30%，边墙，边墙不大于 不大于15%15%。n第三章 新奥法工艺流程二、初期支护一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。对于底板不稳，底部隆起变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成封闭式的支护，以达到围岩的稳定。n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌仰拱混凝土及隧底混凝 仰拱混凝土及隧底混凝土填充（有仰拱段）整 土填充（有仰拱段）整平层 平层(无仰拱段 无仰拱段)施工 施工:为保证洞内运输不受影 为保证洞内运输不受影响 响,

43、隧底填充或整平层采 隧底填充或整平层采用半幅施工 用半幅施工,即先施工一 即先施工一半 半,保留另一半作为施工 保留另一半作为施工通道 通道,待先施工的半幅达 待先施工的半幅达到强度可以通车后 到强度可以通车后,再施 再施工另半副 工另半副.施工时预留出 施工时预留出中心水沟位置 中心水沟位置,以便后期 以便后期分段安装中心水沟 分段安装中心水沟.先施工半幅中心水沟边沟及电缆沟n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌铺设防水板 铺设防水板:防水板铺设前先清理铺 防水板铺设前先清理铺设面 设面,割除露于混凝土 割除露于混凝土层外的锚杆头 层外的锚杆头,对不平 对不平整的部位补喷混凝土至 整的部位补喷

44、混凝土至平整 平整.防水板在洞外宽 防水板在洞外宽畅、平整的场地上 畅、平整的场地上裁剪下料，采用双 裁剪下料，采用双焊缝自动焊接机焊 焊缝自动焊接机焊接成幅，汽车运至 接成幅，汽车运至洞内，也可在现场 洞内，也可在现场焊接 焊接.通过防水板 通过防水板铺设台架，采用无 铺设台架，采用无钉孔铺设工艺。钉孔铺设工艺。n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌 小边墙施工 小边墙施工:精确测量放 精确测量放样后，立模，安装二衬钢 样后，立模，安装二衬钢筋，并预留足够长度与拱 筋，并预留足够长度与拱墙部二衬钢筋焊接，预留 墙部二衬钢筋焊接，预留钢筋应尽量错开，尽量保 钢筋应尽量错开，尽量保证与拱墙钢筋搭接

45、不在同 证与拱墙钢筋搭接不在同一断面。一断面。小边墙高度为 小边墙高度为70cm 70cm至 至100cm 100cm，根据台车进行调，根据台车进行调整，保证台车就位后钢模 整，保证台车就位后钢模与小边墙搭接不小于 与小边墙搭接不小于10cm 10cm。施工完的小边墙二衬钢筋防水板n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌已铺设完成的防水板n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌安装预埋件：安装预埋件：二衬前须了解预 二衬前须了解预埋件的设置情 埋件的设置情况，有预埋件 况，有预埋件的部位必须先 的部位必须先安装预埋件。安装预埋件。预埋件的安装 预埋件的安装严格按照设计 严格按照设计执行，测量定 执行，

46、测量定位后按设计图 位后按设计图纸安装。注意 纸安装。注意区分安装是左 区分安装是左侧还是右侧。侧还是右侧。n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌已安装完成的二衬钢筋n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌模板台车就位n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌安装挡头模：安装挡头模：挡头模可采用 挡头模可采用木板或钢板，木板或钢板，用螺栓牢固固 用螺栓牢固固定在台车模板 定在台车模板上，接缝处要 上，接缝处要用棉纱或其它 用棉纱或其它材料填充，保证 材料填充，保证浇筑过程中不出 浇筑过程中不出现漏浆跑浆现 现漏浆跑浆现象。象。挡头模板n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌混凝土浇筑：混凝土浇筑：二衬混凝土由

47、 二衬混凝土由搅拌站统一 搅拌站统一加工，罐车 加工，罐车运输至工作 运输至工作面，输送泵 面，输送泵输送入仓。输送入仓。砼罐车输送泵操作手输送泵输送管浇筑仓n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌二衬施工要点：1、预埋件检查：位置准确，数量准确，焊接质量合格；2、台车就位准确，与测量交底误差不大于1 cm；3、台车支撑牢固，挡头模板严实不存在漏缝。n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌明洞衬砌:明洞衬砌的钢筋绑扎 明洞摸板支撑工作n第三章 新奥法工艺流程三、二次衬砌 本隧道主要使用的辅助施工措施包括：进洞前洞口加固施工、长管棚施工、超前小导管注浆施工、超前锚杆施工、超前注浆预加固地层施工、小导洞出

48、洞预加固洞口、临时支护措施等。除小导洞出洞方案外，其余均为隧道施工中常用的一般常用工艺，下面，结合本工程，简要介绍一些常用的施工工艺。n第三章 新奥法工艺流程四、一般常用工艺1、洞口加固：洞口加固措施包括：边仰坡支护、套拱、超前管棚、超前小导管注浆等。套拱施工前先预埋用于大管棚定位的孔口管，施工采用组合钢模板，人工浇筑混凝土施工。n第三章 新奥法工艺流程四、一般常用工艺边仰坡开挖：按照设计精确放样，对不稳定的土体严格控制坡度。使用挖掘机自上而下进行清理，配合人工清至基岩面出露。对强风化的泥岩、裂隙发达的砂岩必须清理干净，必要时采用光面小爆破清除危石，保证进洞开挖安全。n第三章 新奥法工艺流程四

49、、一般常用工艺边仰坡开挖：在清理出露的基岩面放样，采用光面爆破开挖边仰坡。人工打眼放炮，炮眼间距40cm，严格控制钻眼坡度，炮眼与前排炮眼间距60cm，单孔装药系数0.2，采用间隔装药，毫秒雷管起爆。达到控制超欠挖，减少扰动为目的，开挖面平整光滑。n第三章 新奥法工艺流程四、一般常用工艺边仰坡支护：支护紧跟开挖，边开挖边支护，22砂浆锚杆锚加固坡体，锚固深度3m，间距1.2m菱形布置。钻孔经监理工程师检验合格后进行锚杆安装。锚固用浆体必须按设计配合比配制，采用压浆机压浆。保证浆体饱满，并按规范检验频率留置抗拔力实验锚杆，外露长度30厘米。n第三章 新奥法工艺流程四、一般常用工艺边仰坡支护：8钢

50、筋成网状布设,网格间距按照设计为20cm*20cm,用电焊固定在出露的锚杆头上,并紧贴岩面,可采取10的短钢筋头钩压钢筋网的办法使钢筋网紧帖岩面.喷射10cm的C20砼及时封闭开挖仰坡面,严格按照喷射砼的施工工艺进行。n第三章 新奥法工艺流程四、一般常用工艺施作套拱：进口段设置导向墙，导向墙采用C25钢筋混凝土套拱，套拱在明洞外廓线以外施作，套拱内埋设3榀I14工字钢拱架支撑，钢拱内按照管棚的位置预埋127孔口管，钢拱架与管棚孔口管焊成整体。n第三章 新奥法工艺流程四、一般常用工艺套拱施工流程测量定位 架设底模架立型钢拱架、钢筋绑扎边仰坡开挖支护完成架设背模 浇筑两侧混凝土 浇筑顶部混凝土安装