隧道施工常用方法ppt课件

矿山法矿山法 矿山法因最早应用于矿石开采而得名，它包括传统方法和新奥法。由于这种方法多数情况都需要钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。有时为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将新奥法从矿山法中分出另立系统。一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法 1矿山法 一、公路隧道施工常用方法 1一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法u传统矿山法是人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成型后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。施工中由于支撑撤换工作较麻烦和不安全，且对围岩有所扰动，因此，该方法目前已很少采用，有时应用于不便采用锚喷支护或处理坍方的隧道中。u矿山法施工的基本原则是：少扰动、早支撑、快衬砌。2一、公路隧道施工常用方法传统矿山法是人们在长期的施工实践中发一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法矿山法施工的基本原则矿山法施工的基本原则少扰动，是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和持续时间。采用钢支撑，可以增大一次开挖断面的跨度，减少分部开挖次数，采用预裂爆破技术，从而达到减少对围岩的扰动次数。早支撑，指开挖坑道后应及时施作临时构件及支撑，使围岩不致因变形松弛过度而产生坍塌失稳，并能承受围岩松弛变形产生的压力。并进行定期检查支撑的工作情况，若发现变形严重或出现损坏征兆，应及时增设支撑予以加固和加强。快衬砌，指拆除临时支撑时要及时修筑永久性混凝土衬砌，并使其能尽早承载参与工作。若采用的是钢支撑又不必拆除，或无临时支撑时，亦应尽早施作永久性混凝土衬砌，防止坑道壁裸露时间过长风化侵蚀围岩、强度降低、产生变形过大等情况的发生。3一、公路隧道施工常用方法矿山法施工的基本原则3一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法矿山法施工的工艺流程：矿山法施工的工艺流程：4一、公路隧道施工常用方法矿山法施工的工艺流程：4一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法它与新奥法的根本区别，除了施工原理不同外，在具体作业上还有：传统的矿山法中不强调采用锚喷支护，而大量采用钢、木支撑；不强调要及早闭合支护环；很少采用复合式衬砌，而是大量采用刚度较大的单层衬砌；不进行施工量测等。近年来，由于施工机械的发展，以及传统矿山法明显的不符合岩石力学的基本原理和不经济，已逐渐由新奥法所取代。只有在一些缺少大型机械的中、短隧道中，或不熟悉新奥法的施工单位还采用传统的矿山法。5一、公路隧道施工常用方法它与新奥法的根本区别，除了施工原理不一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法新奥法新奥法新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，是奥地利学者腊布希维兹教授于20世纪50年代提出的。它是以隧道工程施工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，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。目前，新奥法已成为隧道施工最主要的方法，也几乎成为在软弱的破碎围岩地段修建隧道的一种基本施工方法。6一、公路隧道施工常用方法新奥法6一、公路隧道施工常用方法一、公路隧道施工常用方法新奥法与传统的矿山法相比，不仅仅是手段上的不同，更重要的是工程理念、力学概念和设计原理的不同。新奥法是一个体现应用岩体动态性质较完整的力学概念，科学性较强的隧道施工方法。因而不能单纯地将它仅仅看成是一种施工方法或是一种支护方法，也不应片面理解仅用锚喷支护就认为是采用新奥法，新奥法的内容及范围相当广泛、深入，它既包括隧道工程设计，又包括隧道工程施工，还包括隧道和地下工程的科学范畴的大系统工程。新奥法应用岩体力学的理论，以维护和利用新奥法应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚喷为主要支护手段，达围岩的自承能力为基点，采用锚喷为主要支护手段，达到及时控制围岩的变形和松弛，使围岩亦成为支护体系到及时控制围岩的变形和松弛，使围岩亦成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护结构的测量、监控来的组成部分，并通过对围岩和支护结构的测量、监控来及时而正确的指导隧道和地下工程设计施工的方法。及时而正确的指导隧道和地下工程设计施工的方法。7一、公路隧道施工常用方法新奥法与传统的矿山法相比，不仅仅是手新奥法的三种主要设计方法：1、工程类比法；2、现场监控量测法（信息设计法）；3、理论计算验算法：8新奥法的三种主要设计方法：8围岩围岩支护模式支护模式9围岩支护模式9荷载荷载结构模式结构模式10荷载结构模式101111荷载荷载结构模式结构模式12荷载结构模式12工程类比法用得最多；信息设计法比工程类比法更为合理更为可靠；三种方法并用是以后的发展方向。13工程类比法用得最多；信息设计法比工程类比法更为合理更为可靠；新奥法的要点：新奥法的要点：1）围岩体和支护视作统一的承载结构体系，岩体是主）围岩体和支护视作统一的承载结构体系，岩体是主要的承载单元；要的承载单元；2）允许坑道开挖后围岩产生局部有限的应力松弛，也）允许坑道开挖后围岩产生局部有限的应力松弛，也允许作为承载环的支护结构有限制的变形；允许作为承载环的支护结构有限制的变形；3）通过试验、监控量测决定围岩体和支护结构的承载）通过试验、监控量测决定围岩体和支护结构的承载变形变形时间特性；时间特性；4）按）按“预计的预计的”围岩局部应力松弛选择开挖方法和支围岩局部应力松弛选择开挖方法和支护结构；护结构；5）在施工中，通过对支护的量测、监视、信息反馈，）在施工中，通过对支护的量测、监视、信息反馈，改修设计，决定支护措施或第二次衬砌。改修设计，决定支护措施或第二次衬砌。14新奥法的要点：14三、新奥法施工三、新奥法施工采用新奥法施工的公路隧道，应视其规模、地质条件以及安全要求、施工方法，并充分利用现场监控、量测信息来指导施工。严格执行施工程序，不得有任何省略。新奥法的特征之一是采用现场监控、量测信息指导施工，即通过对隧道施工中量测数据和对开挖面的地质观察等进行预测、预报和反馈。并根据已建立的量测数据，对隧道施工方法（包括特殊的、辅助的施工方法）、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等进行合理调整，以保证施工安全、坑道围岩稳定、工程质量和支护结构的经济性等。新奥法施工的基本原则可归纳为：“少扰动、早锚喷、勤量测、紧封闭”。15三、新奥法施工采用新奥法施工的公路隧道，应视其规模、地质条件三、新奥法施工三、新奥法施工u少扰动，是指在进行隧道开挖时，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。因此要求能用机械开挖的就不用钻爆法开挖。采用钻爆法开挖时，要严格地进行控制爆破；尽量采用大断面开挖；根据围岩类别、开挖方法、支护条件选择合理的循环掘进进尺；自稳性差的围岩，循环掘进进尺应短一些；支护要尽量紧跟开挖面，缩短围岩应力松弛时间。u早锚喷，是指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。这样做一方面是为了使围岩不致因变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力。必要时可采取超前预支护措施。16三、新奥法施工少扰动，是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩三、新奥法施工三、新奥法施工u勤量测，是指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（或围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势。以便及时调整支护形式、开挖方法，确保施工安全和施工顺利进行。量测是现代隧道及地下工程理论的重要标志之一，也是掌握围岩动态变化过程的手段和进行工程设计、施工的依据。u紧封闭，一方面是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，尤其是对于易风化的软弱围岩；另一方面更为重要的是指要适时对围岩施作封闭形支护，这样做不仅可以及时阻止围岩变形，面且可以使支护和围岩能进入良好的共同工作状态。17三、新奥法施工勤量测，是指以直观、可靠的量测方法和量测数据来三、新奥法施工三、新奥法施工18三、新奥法施工18三、新奥法施工三、新奥法施工u新奥法按其开挖断面大小及位置，基本上可分为：全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及其若干变化方案。（一）全断面法（一）全断面法（1）概念：）概念：全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做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带。（2）开挖顺序（图）：）开挖顺序（图）：全断面开挖；锚喷支护；浇筑混凝土衬砌。（3）适用环境：）适用环境：全断面法，常适用于级硬岩的石质隧道。该法可采用深孔爆破。19三、新奥法施工新奥法按其开挖断面大小及位置，基本上可分为：全（4）特点：）特点：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，干扰少，便于施工组织和管理。缺点是由于开挖面较大，围岩相对稳定性降低，且每次循环工作量相对较大，故此要求施工单位应具有较强的开挖、出渣、运输及支护能力。全断面法施工开挖工作面大，钻爆施工效率较高，采用深眼爆破可加快掘进速度，且爆破对围岩的震动次数较少，有利于围岩稳定。缺点是每次深孔爆破震动较大，因而要求进行精心的钻爆设计和严格的控制爆破作业。20（4）特点：20全断面开挖法工作面设备布置全断面开挖法工作面设备布置21全断面开挖法工作面设备布置21多功能台架施工 22多功能台架施工 22隧道全断面衬砌 23隧道全断面衬砌 23242425252626三、新奥法施工三、新奥法施工（5 5）全断面开挖法的）全断面开挖法的主要工序主要工序是：是：使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆。使一次爆破成型，出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时进行锚喷支护或先墙后拱衬砌。（6 6）施工工序流程图（图）施工工序流程图（图）27三、新奥法施工（5）全断面开挖法的主要工序是：2728282929（7）施工要点）施工要点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。利用钻孔台车深孔钻爆增加循环进尺，控制钻孔进度，改善光面爆破效果，减少超欠挖。及时对开挖轮廓围岩施做喷射混凝土封闭层。有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。仰拱、铺底超前二次衬砌且一次全幅浇筑，级围岩离掌子面距离120m，级围岩90m。（8）开挖时注意事项）开挖时注意事项见课本69-70页三、新奥法施工三、新奥法施工30（7）施工要点三、新奥法施工30三、新奥法施工三、新奥法施工（二）台阶法（二）台阶法（1）概念）概念台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后，下部再分一到两台阶，采用同时并进的隧道开挖施工方法。（2）台阶法开挖顺序是：）台阶法开挖顺序是：上半部开挖；拱部锚杆喷射混凝土支护；拱部衬砌；下半部中央部分开挖；边墙部分开挖；边墙锚杆喷射混凝土支护及衬砌。31三、新奥法施工（二）台阶法31三、新奥法施工三、新奥法施工32三、新奥法施工32台阶法图示 33台阶法图示 33台阶法施工方式 34台阶法施工方式 34 超前地质预报 爆破设计上、下台阶测量放线上台阶钻眼装药爆破按规定处理并反馈信息反馈良好上台阶检查和爆破效果评价上台阶初期支护监控量测差下台阶钻眼通 风下台阶检查和爆破效果评价良好下台阶初期支护差 施工准备按规定处理并反馈信息反馈初喷后出碴下一循环施工（3）台阶法开挖施工流程图）台阶法开挖施工流程图35 超前地质预报 爆破设计上、下台阶测量放线上台阶钻眼装药爆破3636 （4 4）适用环境：）适用环境：台阶法多适用于级较软而节理发育的围岩中。（5 5）台阶法三种方案：）台阶法三种方案：台阶法可分别采用三种变化方案。其划分一般是根据台阶长度来决定的（图）。至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：A初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；B上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备对施工场地大小的要求。a.a.长台阶法：长台阶法：上、下台阶距离较远，一般上台阶超前50m以上，施工中上下部可配置同类较大型机械并行操作，当机械不足时也可交替作业。当遇短隧道时，可将上部断面全部挖通后，再挖下半断面。优点：该法施工干扰较少，可进行单工序作业。37（4）适用环境：37（C）超短台阶法（b）短台阶法（a）长台阶法38（C）超短台阶法（b）短台阶法（a）长台阶法38三、新奥法施工三、新奥法施工 长台阶法的作业顺序为长台阶法的作业顺序为：对于上半断面对于上半断面：用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破，地层较软时亦可用挖掘机开挖。安设锚杆和钢筋网，必要时加设钢支撑、喷射混凝土。用铲斗为1.6m3的推铲机将石渣推运到台阶下，再由装载机装入车内运至洞外。根据支护结构形成闭合断面的时间要求，必要时在开挖上半断面后，可建筑临时底拱，形成上半断面的临时闭合结构，然后在开挖下半断面时再将临时底拱挖掉。但从经济观点来看，最好不这样做，而改用短台阶法。对于下半断面对于下半断面：用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破。装渣直接运至洞外。安设边墙锚杆（必要时）和喷混凝土。用反铲挖掘机开挖水沟。喷底部混凝土。开挖下半断面时，其炮眼布置方式有两种：平行隧道轴线的水平眼（图3-5）；由上台阶向下钻进的竖直眼，又称插眼。前一种方式的炮眼主要布置在设计断面轮廓线上，能有效地控制开挖断面。后一种方式的爆破效果较好，但爆破时石渣飞出较远，容易打坏机械设备。39三、新奥法施工 长台阶法的作业顺序为：39三、新奥法施工三、新奥法施工 b.b.短台阶法：短台阶法：上台阶长度550m，适用于级围岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件，但施工干扰较大，当遇到软弱围岩时需慎重考虑，必要时应采用辅助开挖措施稳定开挖面，以保证施工安全。短台阶法的作业顺序和长台阶相同。c.c.微台阶法：微台阶法：也称超短台阶法。上台阶仅超前35m，断面闭合较快。此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇软弱围岩时需慎重考虑，必要时应采用辅助施工措施稳定开挖工作面，以保证施工安全。40三、新奥法施工 b.短台阶法：上台阶长度550m，适用于三、新奥法施工三、新奥法施工 超短台阶法施工作业顺序为：超短台阶法施工作业顺序为：用一台停在台阶下的长臂挖掘机或单臂掘进机开挖上半断面至一个进尺。安设拱部锚杆、钢筋网或钢支撑。喷拱部混凝土。用同一台机械开挖下半断面至一个进尺。安设边墙锚杆、钢筋网或接长钢支撑，喷边墙混凝土（必要时加喷拱部混凝土）。开挖水沟、安设底部钢支撑，喷底拱混凝土。灌注内层衬砌。如无大型机械也可采用小型机具交替地在上下部进行开挖，由于上半断面施工作业场地狭小，常常需要配置移动式施工台架，以解决上半断面施工机具的布置问题。41三、新奥法施工 超短台阶法施工作业顺序为：414242三、新奥法施工三、新奥法施工u由于超短台阶法初期支护全断面闭合时间更短，更有利于控制围岩变形。在城市隧道施工中，能更有效地控制地表沉陷。所以，超短台阶法适用于膨胀性围岩和土质围岩，要求及早闭合断面的场合。当然，也适用于机械化程度不高的各类围岩地段。u超短台阶法的缺点是上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰较大，生产效率较低，施工速度较慢。u采用超短台阶法施工时应注意以下问题：在软弱围岩中施工时，应特别注意开挖工作面的稳定性，必要时可采用辅助施工措施，如向围岩中注浆或打入超前水平小钢管，对开挖面进行预加固或预支护。43三、新奥法施工由于超短台阶法初期支护全断面闭合时间更短，更有三、新奥法施工三、新奥法施工（6）台阶法开挖的特点：台阶法开挖的特点：a台阶法开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度。台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。b台阶法开挖的缺点是上下部作业有时互相干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响，台阶开挖会增加对围岩的扰动次数等。c台阶法开挖宜采用轻型凿岩机打眼，而不宜采用大型凿岩台车。44三、新奥法施工（6）台阶法开挖的特点：44（7）施工要点）施工要点根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般应不超过1倍开挖洞径，台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。上台阶施作钢架时，采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时上下台阶分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。下台阶施工时要保证钢架顺接平直，螺栓连接牢靠。仰拱、铺底超前二次衬砌且一次全幅浇筑，级围岩90m，级围岩70m。三、新奥法施工三、新奥法施工45（7）施工要点三、新奥法施工45三、新奥法施工三、新奥法施工 （8）采用台阶法开挖应注意以下事项：）采用台阶法开挖应注意以下事项：a台阶数不宜过多，台阶长度要适当，不宜超过隧道开挖宽度的1.5倍。一般以一个垂直台阶开挖到底，保持平台长至少2.53m为好，易于掌握炮眼深度和减少翻渣工作量，装渣机应紧跟开挖面，减少扒渣距离以提高装渣运输效率。应根据两个条件来确定台阶长度：一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩稳定性愈差，闭合时间要求愈短；二是上半部断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求(前）。b个别破碎地段可配合喷锚支护和挂钢丝网施工。如遇到局部地段石质变坏，围岩稳定性较差时，应及时架设临时支护或考虑变换施工方法，留好拱脚平台，采用先拱后墙法施工，以防止落石和崩塌。46三、新奥法施工 （8）采用台阶法开挖应注意以下事三、新奥法施工三、新奥法施工uc应重视解决上下部半断面作业的相互干扰的问题。微台阶基本上是合为一个工作面进行同步掘进；短台阶上下部作业相互干扰较大，要注意作业施工组织，质量监控及安全管理；长台阶基本上上下部作业面已拉开，干扰较少。ud上部开挖时，因临空面较大，易使爆破面渣块过大，不利于装渣，应适当密布中小炮眼。但采用先拱后墙法施工时，对于下部开挖时，应注意上部的稳定，必须控制下部开挖厚度和用药量，并采取防护措施，避免损伤拱圈及确保施工安全。若围岩稳定性较好，则可以采取分段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。47三、新奥法施工c应重视解决上下部半断面作业的相互干扰的问题三、新奥法施工三、新奥法施工e采用钻爆法开挖石质隧道时，应采用光面爆破或预裂爆破技术，尽量减少扰动围岩的稳定性。图2-3-6 正台阶悬挂工作台车开挖法（尺寸单位：mm）f采用台阶法开挖关键问题是台阶的划分形式。台阶划分要求做到爆破后扒渣量较少，钻眼作业与出渣运输干扰少。因此，一般分成l2个台阶进行开挖，如图2-3-6所示。48三、新奥法施工48三、新奥法施工三、新奥法施工49三、新奥法施工49三、新奥法施工三、新奥法施工g下半断面的开挖（又称落底）应在上半断面初期支护基本稳定，混凝土强度达到设计强度的70%后进行，或采用其它有效措施确保初期支护体系的稳定性；采用单侧落底或双侧交错落底，避免上部初期支护两侧同时悬空；又如，视围岩状况严格控制落底长度，一般采用13m，并不得大于6m。h下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。i量测工作必须及时，以观察拱顶、拱脚和边墙中部位移值，当发现速率增大，应立即进行底（仰）拱封闭，或缩短进尺，加强支护，分割掌子面等。50三、新奥法施工50三、新奥法施工三、新奥法施工（三）分部开挖法（三）分部开挖法 分部开挖法，可分为五种变化方案：台阶分部开挖法、上下导坑法、上导坑超前开挖法、单（双）侧壁导坑法,CD及CRD法。分部开挖这是将隧道开挖断面进行分部开挖逐步成型，并且将某部分超前开挖，故此可称为导坑超前开挖法。51三、新奥法施工（三）分部开挖法51三、新奥法施工三、新奥法施工 台阶分部法（台阶分部法（又称环形开挖留核心土法）（1）概念）概念 环形开挖预留核心土法是先开挖上部导坑断面呈弧形，再开挖下部两侧边墙及中部核心土的隧道开挖方法。用于一般土质或易坍塌软弱围岩地段。铁路上一般适用在单线隧道级围岩，也可用在双线隧道级围岩地带。上部留核心土可以支挡开挖工作面，及时施作拱部初期支护增强开挖工作面的稳定性，核心土及下部开挖在拱部初期支护下进行，施工安全性较好。一般环形开挖进尺为0.51.0m左右，不宜过长，核心土面积应不小于整个断面面积的50%。上下台阶可用单臂掘进机开挖，上部核心土和下台阶的距离，一般为1倍洞跨。52三、新奥法施工 台阶分部法（又称环形开挖留核心土法）52 环形开挖预留核心土法示意图 53 环形开挖预留核心土法示意图 53掌子面开挖效果图 54掌子面开挖效果图 545555三、新奥法施工三、新奥法施工 （2）施工作业顺序为：）施工作业顺序为：用人工或单臂掘进机开挖环形拱部架立钢支撑、喷混凝土在拱部初期支护保护下用挖掘机或单臂掘进机开挖核心土和下台阶，随时接长钢支撑和喷混凝土、封底根据初期支护变形情况或施工安排建造内层衬砌。（3）施工工序流程图（见下页）施工工序流程图（见下页）（4）台阶分部开挖法的主要台阶分部开挖法的主要优点优点是是：与微台阶法相比，台阶可以加长，一般双车道公路隧道为1倍洞跨，单车道隧道为两倍洞跨；而较单(双)侧壁导坑法的机械化程度高，机械化施工可加快施工速度。56三、新奥法施工 （2）施工作业顺序为：用人工或单臂掘进机开57575858（5）施工要点）施工要点环形开挖每循环长度宜为0.51m，开挖后及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑。每两榀钢架之间采用钢筋连接，并设置锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不超过30m。预留核心土面积大小个根据围岩自稳情况，便于施工和满足开挖面的稳定。当围岩地质条件差，自稳时间较短时，开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护。上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开35m进行平行作业。全断面衬砌时间根据监控量测确定，距离掌子面不超过70m。59（5）施工要点59三、新奥法施工三、新奥法施工上下导坑超前开挖法（即上下导坑先拱后墙法）上下导坑超前开挖法（即上下导坑先拱后墙法）此法适用于级围岩，在松软地层开挖坑道，一般宜采用上下导坑超前开挖先拱后墙法。其基本要求是：一次开挖的范围宜小，而且要及时支撑与支护（衬砌），以保持围岩的稳定，所以一般是要求先将上部断面开挖好，随时衬砌拱圈，拱圈混凝土达到设计强度70之后方可进行下部断面的开挖，在拱圈的保护下，开挖下部断面及修建边墙、仰拱。60三、新奥法施工上下导坑超前开挖法（即上下导坑先拱后墙法）66161三、新奥法施工三、新奥法施工u在不稳定地层，采用上下导坑先拱后墙法的优点是：导坑超前开挖，通过提前探明地质情况，便于改变施工方法；在拱圈保护下进行拱下各工序的作业，施工较安全，工作面多，便于拉开工序，适合于多安排劳动力与使用小型机械施工；有上下两个导坑，通风，排水、运输条件（可利用上下导坑之间的漏斗装渣）都较好等。u该方法的缺点是：上下导坑断面较小，则施工速度较慢；边墙与拱脚处混凝土衬砌的整体性较差；开挖边墙马口时，须交错作业，施工不便于大规模的浇筑边墙，容易造成拱圈衬砌下沉和变形；拱部开挖时人工翻渣工作量较大，劳动强度较大；施工工序较多，使施工组织和管理难度增大。62三、新奥法施工在不稳定地层，采用上下导坑先拱后墙法的优点是：三、新奥法施工三、新奥法施工 上导坑法上导坑法 此法适用于级围岩，尤其适用于洞口段辅助开挖。上导坑法要求各工序安排紧凑，支护及时保证施工安全。此法的开挖与支护顺序详见表2-3-1所列。单侧壁导坑法单侧壁导坑法 围岩稳定性较差，隧道跨度较大，地表沉陷难于控制时，采用单侧壁导坑法。此法单侧壁导坑超前，中部和另一侧的断面采用正台阶法施工，故兼有正台阶法和后述双侧壁导坑法的优点且洞跨可随机械设备等施工条件决定。此法的开挖与支护顺序详见表2-3-1所示。63三、新奥法施工 上导坑法63三、新奥法施工三、新奥法施工 单侧壁导坑法的施工作业顺序为：单侧壁导坑法的施工作业顺序为：开挖侧壁导坑，并进行初期支护（锚杆加钢筋网、或锚杆加钢支撑、或钢支撑，喷射混凝土），应尽快使导坑的初期支护闭合开挖上台阶，进行拱部初期支护，使其一侧支承在导坑的初期支护上，另一侧支承在下台阶上开挖下台阶，进行另一侧边墙的初期支护，并尽快建造底部初期支护，使全断面闭合拆除导坑临空部分的初期支护，建造内层衬砌。单侧壁导坑法将断面横向分成3块或4块，每步开挖的宽度较小，而且封闭型的导坑初期支护承载能力大，所以，单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。64三、新奥法施工 单侧壁导坑法的施工作业顺序为：64 双侧壁导坑法双侧壁导坑法（1）概念）概念双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再开挖中部剩余土体的隧道开挖施工方法，铁路上一般适用在单线隧道地质条件为级围岩，双线隧道级围岩。当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的12左右。这种方法一般是将断面分成四块：左、右侧壁导坑1、上部核心土2、下台阶3。导坑尺寸拟定的原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的13。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。此法的优点是施工安全可靠，但施工速度较慢，造价较高。65 双侧壁导坑法65（2）施工工序流程图）施工工序流程图66（2）施工工序流程图6667676868（3）操作要点）操作要点侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度宜为整个断面的1/3。两侧侧壁导坑超前中部1020m，可独立同步开挖初支，中部采用台阶法开发，保持平行作业。导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环。通过监控量测确定临时支护体系稳定后，拆除临时支护，一次拆除长度不超过15m，拆除区间加强监控量测。临时支护拆除完成后，及时施作仰拱并进行二次衬砌。三、新奥法施工三、新奥法施工69（3）操作要点三、新奥法施工69三线大跨双侧壁导坑施工三线大跨双侧壁导坑施工70三线大跨双侧壁导坑施工707171727273737474 中隔壁法（中隔壁法（CD法）法）（1）概念）概念中隔壁法（CD法）是将隧道分为左右两大部分进行开挖，先在隧道一侧采用二或三台阶分层开挖，设立围岩初期支护和中隔板临时支护，再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应围岩初期支护的隧道开挖施工方法。一般适用在地质条件为级围岩，也适用于浅埋地层隧道暗挖。（2）施工工序流程图）施工工序流程图三、新奥法施工三、新奥法施工75 中隔壁法（CD法）三、新奥法施工757676（3）施工要点）施工要点左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定。左、右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m。每台阶开挖长度不大于该分部断面直径，保持开挖面平顺，并及时初期支护。后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖面初期支护连接平顺，保证钢架连接状态良好。根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌。77（3）施工要点77787879798080交叉中隔壁法（交叉中隔壁法（CRD法）法）（1）概念）概念交叉中隔壁法又称CRD工法，是将大断面隧道分块分部开挖，先开挖隧道一侧的一或二部施作封闭的初期支护和临时支撑，再开挖隧道另一侧的一或二部分施作封闭的初期支护和临时支撑，最后分别独立开挖隧道底部，形成隧道初期支护和临时支撑封闭稳定的隧道开挖施工方法，一般适用在级围岩，也可用于浅埋隧道施工。（2）施工工序流程图）施工工序流程图81交叉中隔壁法（CRD法）（1）概念818282（3）施工要点）施工要点隧道按左右部份分块实施开挖，每块小断面开挖高度大致接近。每块小断面开挖长度23m，或不大于该分块断面直径，及时设置临时仰拱封闭、步步成环，尽量缩短成环时间。中隔墙设置为弧形临时支护，隧道左右开挖小断面水平临时支护保持对接一致，螺栓连接牢固。及时进行底部左右小断面开挖封闭支护，并利用回填注浆加固底板。根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌。83（3）施工要点838484CRDCRDCRDCRD工法超浅埋大跨度施工技术工法超浅埋大跨度施工技术工法超浅埋大跨度施工技术工法超浅埋大跨度施工技术85CRD工法超浅埋大跨度施工技术85868687878888主要的三种分部开挖法开挖顺序图主要的三种分部开挖法开挖顺序图89主要的三种分部开挖法开挖顺序图89三、新奥法施工三、新奥法施工 分部开挖时应注意的事项分部开挖时应注意的事项因其工作面多，但作业面较小，相互干扰较大，应实行统一指挥，注意组织协调。应尽量创造条件，减少分部次数，尽可能争取用大断面开挖。因多次开挖对围岩的扰动较大，不利于围岩的稳定，故应特别注意加强对爆破开挖的设计与控制。凡下部开挖，均应注意上部支护或衬砌结构的稳定，减少对上部围岩和支护以及衬砌结构的扰动和破坏，尤其是边傍部开挖时必须采用两侧交错挖马口（开挖两侧边墙部分的岩层）施作，避免上部断面两侧拱脚同时悬空。90三、新奥法施工 分部开挖时应注意的事项90三、新奥法施工三、新奥法施工认真加固拱脚，如采用扩大拱脚，打拱脚锚杆、加强纵向连接等方法，使上部初期支护与围岩形成完整体系；尽量单侧落底或双侧交错落底，落底长度视围岩状况而定。一般采用13m，并不得大于6m。下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按设计规定做好加固与支护；量测工作必须及时，以观察拱顶、拱脚和边墙中部的位移值，当发现速率值增大时，应立即进行仰拱封闭。91三、新奥法施工91三、新奥法施工三、新奥法施工92三、新奥法施工92三、新奥法施工三、新奥法施工93三、新奥法施工93三、新奥法施工三、新奥法施工94三、新奥法施工94三、新奥法施工三、新奥法施工95三、新奥法施工95四、新奥法施工开挖方式选择实例四、新奥法施工开挖方式选择实例某隧道为了便于隧道机械化施工，以及遇特殊地质施工方法转换方便,、级围岩采用光面爆破全断面开挖；、级围岩深埋地段采用正台阶法开挖，台阶长度以5m为宜。级围岩地段分二部台阶，级分三部台阶临时仰拱法施工。级围岩浅埋地段以及级围岩一般地段采用双侧壁导坑法。级围岩每循环进尺采用3m，级2.5m，级为1.5m，级为1.0m。96四、新奥法施工开挖方式选择实例某隧道为了便于隧道机械化施工，The end Thanks!97The end97