浅埋暗挖隧道设计与施工课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,P,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,P,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2012,年,11,月,浅埋暗挖隧道的设计与施工,浅埋暗挖隧道的设计与施工,1,目 录,一、与施工有关的勘测设计问题,二、暗挖隧道施工技术,三、软弱围岩施工,四、暗挖隧道辅助工法,五、超前地质预报,六、关于隧道风险评估,七 、机械化发展,2,目 录一、与施工有关的勘测设计问题2,一、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,3,矿山法,新意法,设计施工理念,新奥法,设计施工理念,矿山法新意法设计施工理念新奥法设计施工理念,4,矿山法,【mine tunnelling method】,是一种传统的施工方法。它的基本原理是，利用具有足够强度和刚度的结构去抵抗由于隧道开挖而形成的地层地层松弛荷载。,新奥法,【New Austrian Tunneling Method;NATM】,是应用岩体力学理论，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，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。,新意法，即岩土控制变形分析法 ，,是在围岩的压力拱理论和新奥法施工理论的基础上提出来，其基点是,注重掌子面前方超前核心围岩的稳定。意大利全断面预加固隧道施工工法适用于软弱地层，大断面隧道开挖及用于浅埋隧道控制地面沉降和挤压地层的深埋隧道开挖，在特殊地质中施工具有很大的优势。,隧道设计理念的发展和传承,矿山法【mine tunnelling method】是一,5,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,。,有些学者提出隧道工程是门艺术，这门“艺术”指的就是实践。,隧道结构的设计方法,标准设计,：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）,类比设计：,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。,解析设计,：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。,隧道结构设计方法隧道结构的设计方法标准设计：依据围岩的分级,6,常用的衬砌支护结构,整体式衬砌：,适用盾构和部分,TBM,施工的管片衬砌。传统矿山法用的的混凝土衬砌，砌块等。,复合式衬砌：,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。,喷锚衬砌：,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,常用的衬砌支护结构整体式衬砌：适用盾构和部分TBM施工的管片,7,围岩分级,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,地铁设计规范,（,GB50157-2003,）第,10.1.2,条,规定,:,“,暗挖结构的围岩分级按现行,铁路隧道设计规范,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,围岩分级见施工期隧道工程围岩分级指导意见.docx初期支,8,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,浅埋隧道的界定铁路、公路隧道设计规范的分界思路简易推断：覆盖,9,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,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,10,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，关键是施工过程中的修正,初期支护TB10003-2005铁路隧道设计规范初期支护的设,11,初期支护,关于初期支护的刚度,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,关于初喷和复喷的问题,开挖后初喷可以迅速使开挖后圆顺，避免切向应力集中,关键是迅速闭合成环,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,地面的塌陷与隆起,初期支护关于初期支护的刚度,12,二 暗挖隧道施工技术,二 暗挖隧道施工技术,13,浅埋暗挖隧道设计与施工课件,14,暗挖,隧道施工,方法,按破岩机理分 钻爆法 非爆开挖,按开挖断面分 全断面法 分部开挖法,分部开挖法：,台阶法 （上下台阶法、三台阶法、三台阶预留核心土环形七步开挖法、三台阶临时仰拱法等）,双侧壁导坑法、中隔壁法（,CD),、交叉中隔壁法（,CRD),其他：导洞法 中导洞法（双连拱隧道）顶管法,钻爆法是最常规的暗挖隧道开挖方法，其关键是钻爆设计和光面爆破,暗挖隧道施工方法按破岩机理分 钻爆法 非爆开挖,15,暗挖隧道分部开挖示意图,暗挖隧道分部开挖示意图,16,台阶法,该工法一般适合于,级围岩，要求台阶长度不大于,1,倍洞径，仰拱距掌子面距离不大于,2,倍洞径。,台阶法该工法一般适合于级围岩，要求台阶长度不大于1倍洞径，,17,环形导坑,(,预留核心土,),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，最后开挖仰拱。该工法步骤多，工艺要求高。,环形导坑(预留核心土)法 该方法利用核心土稳定掌子,18,CD,法（中隔壁法）,该工法适合于浅埋地段或穿越建（构）筑物时采用，以减少沉降，防止坍方。该工法是将隧道分为左右两部分进行开挖，先在一侧采用台阶法分层开挖及支护，再开挖隧道另一侧。每台阶纵向长度,3,5m,。初期支护仰拱紧跟下台阶，封闭成环,。,CD法（中隔壁法） 该工法适合于浅埋地段或穿越建（构,19,CRD,法（交叉中隔壁法）,该工法在特殊条件下采用。该工法是将大断面隧道上、下、左、右分块开挖，并施作初期支护和临时横撑（临时仰拱），每台阶纵向长度,3,5m,，步步封闭成环。,CRD法（交叉中隔壁法） 该工法在特殊条件下采用。该,20,CRD,工法、双侧壁导坑开挖照片,CRD工法、双侧壁导坑开挖照片,21,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,。,隧道施工安全步距要求 铁建设2010 120号文,22,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,号,),增加了时间要求,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2,23,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,光面爆破关键在于管理,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,24,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。兰渝和合福（闽赣）都有应用。,关于非钻爆技术,铣挖法,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,25,横向,铣挖机,纵向,铣挖机,铣挖头,横向铣挖机纵向铣挖机铣挖头,26,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,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,27,关于隧道场地布置,洞内三管两线布置图,洞外场地布置以洞内的需求为宗旨,场地布置以,大宗物流运送为主线，兼顾动力供应,，保证运输线路通畅。,因地制宜 科学安排,（经计算分析）,注意留够新风距离,供水宜采用变频增压技术,关于隧道场地布置洞内三管两线布置图洞外场地布置以洞内的需求为,28,关于监控量测,目测是隧道监控量测的一个重要项目,要求有严格的安全值班制度和良好的照明条件,应根据设计文件安排量测项目,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,目前采用有尺量测的较多。由于隧道断面大，采取有尺量测时，施工干扰大、耗时长。,应大力推广采用全站仪利用贴片反射进行量测。,关于监控量测目测是隧道监控量测的一个重要项目,29,三 软弱围岩施工,三 软弱围岩施工,30,软弱围岩定义,一般公路、铁路,级以下围岩为软弱围岩。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,）,1.5,3.0,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,）,1.0,2.0,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,软弱围岩定义一般公路、铁路级以下围岩为软弱围岩。城市隧道由,31,(,一,),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。,(一)软弱围岩主要工程地质特点,32,(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。,(2)围岩强度低、遇水易软化：一般以页岩、泥岩、片岩、炭质岩,33,(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。,(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,34,变形量大,变形集中发生在工序转换期,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,35,软弱围岩变形由三部分组成,：,一是，隧道正前方掌子面的水平位移，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,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,软弱围岩变形由三部分组成：掌子面鼓出/地表沉降槽拱顶下沉和边,36,P,37,针对不同的软弱围岩变形特征，从,支护参数,、,断面形式,、,施工工法,以及,施工设备,等几个方面考虑控制变形的手段：,软岩加固技术,P37针对不同的软弱围岩变形特征，从支护参数、断面形式、施工,37,P,38,1,）,长锚杆加固塑性圈,：根据塑性区范围及软质片岩厚度，锚杆长度,8,12m,不等，锚杆采用,R32N,自进式锚杆，间距,1,1.2m,，结合锚杆向围岩中压注水泥浆液；,长锚杆加固塑性圈,软岩加固技术,P381）长锚杆加固塑性圈：根据塑性区范围及软质片岩厚度，锚,38,P,39,2,）提高支护刚度,：初期支护是受力主体，它要求有一定的强度、刚度以抑制围岩的变形。通常采用,格栅钢架,I16,型钢钢架,I18,型钢钢架,I20,型钢钢架,H175,型钢钢架,等手段逐级进行加强试验，以控制围岩的变形。,刚性支护措施,软岩加固技术,P392）提高支护刚度：初期支护是受力主体，它要求有一定的强,39,P,40,3,）,分层加强支护,，逐步控制变形：支护结构形式为“,第一层初期支护第二层加强支护,+,模筑衬砌,”的双层支护体系。,分层支护措施,软岩加固技术,模筑衬砌 在铁路隧道中衬砌承受全部围岩压力,P403）分层加强支护，逐步控制变形：支护结构形式为“第一层,40,P,41,4,）优化开挖断面，改善结构受力条件,图 原有断面,图 优化断面,-I,乌鞘岭,F4,大变形段断面,软岩加固技术,P414）优化开挖断面，改善结构受力条件图 原有断面,41,常见的控制拱脚下沉技术有：,（,1,）锁脚锚管技术,锁脚锚管当它作为承载结构时，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,常见的控制拱脚下沉技术有：图 锁脚锚管控制拱脚沉降,42,P,43,2,）,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,P43 2）临时仰拱技术 临时仰拱在台阶法开挖的软,43,（,3,）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,0.8,1.0m,。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,控制拱脚沉降,（3）扩大拱脚技术图 扩大拱脚控制拱脚沉降,44,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,常见的隧道坍方类型可以归纳为两类： 图 掌子面挤出坍方,45,关于塌方,软弱围岩隧道施工的核心是,“控制变形、防止坍方”,巩固前方 稳定后方,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,关于塌方软弱围岩隧道施工的核心是“控制变形、防止坍方”,46,关于塌方,塌方隧道地面坍坑,关于塌方塌方隧道地面坍坑,47,P,48,（,1,）洞口大管棚长度不足、质量欠缺；,（,2,）,超前小导管施做不到位，施工方法选择不当；,（,3,）,初期支护强度不足，钢架连接不可靠、锁脚不稳固，落底钢架悬空榀数过多，工序失衡、封闭不及时；,（,4,）,监控量测不到位；,（,5,）,超前地质预报不及时、不准确，掌子面地质素描有欠缺、隐患未发现；,（,6,）,现场施工对围岩特性认识不足，支护措施不到位，台阶落底两侧同时开挖，仰拱开挖不符合要求；,（,7,）,停工后初支暴露时间过长，二衬严重滞后等。,关于施工中宜发生问题的环节,P48（1）洞口大管棚长度不足、质量欠缺；关于施工中宜发生问,48,四 隧道施工辅助工法,四 隧道施工辅助工法,49,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,主要的辅助工法（见表2）超前预支护 管棚 小导管 锚杆,50,表,2,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,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,(CaCl,2,),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，工期短。,德国波鸿市的韦斯特坦根特公路隧道的施工。,表2 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,51,表,2,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。,硬岩中称预切施工法，曾用于巴黎地铁石灰岩段施工。,7,ECL,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,20,40Mpa,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。,Usuitoge,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,表2 常用辅助工法及其原理简介5预衬砌法（Prelini,52,P,53,采用先进的施工设备。如,采用,PST-60,摇臂钻机和,SM-14,钻机进行水平旋喷加固以及掌子面玻璃纤维锚固技术,图 进行超前预加固施工,辅助工法,关于水平旋喷,P53采用先进的施工设备。如采用PST-60摇臂钻机和SM-,53,P,54,水平旋喷桩的桩径效果,P54水平旋喷桩的桩径效果,54,P,55,施工中采用的降水方法：,垂直深井降水、超前真空深孔降水、轻型井点降水,。,辅助工法 关于降水,多级轻型井点降水管网,集水井,P55施工中采用的降水方法：垂直深井降水、超前真空深孔降水、,55,P,56,掌子面泥化现象明显，稳定性较差，基底呈稀糊状，隧道变形大，支护破坏乃至坍塌，施工进度缓慢，施工难度和风险极高。,桃树坪隧道,降水前,掌子面砂层溜塌情况,粉细砂流动,P56掌子面泥化现象明显，稳定性较差，基底呈稀糊状，隧道变形,56,P,57,兰渝铁路桃树坪隧道,三级降水系统完成后，在掌子面后方布置,6,台真空降水泵，其中单台水泵最大抽水量约在,6 m3/h,，平均日抽水量约在,600,800m3/d,。通过水平真空降水结合大口井降水后，上、中、下台阶在开挖过程中均达到无水作业，降水效果良好。,大口井降水,真空降水管路,P57兰渝铁路桃树坪隧道三级降水系统完成后，在掌子面后方布置,57,五 超前地质预报,五 超前地质预报,58,P,59,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,：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。,2,）,超前钻探法,：包括超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内摄像。,3,）,物探法,：,弹性波反射法,；,电磁波反射法,；,红外探测,；,高分辨直流电法,等。,4,）,超前导坑法,：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,城市地铁隧道以施工期的补充钻探为主,P59 地质超前预报有地质调查法、超前钻探法、物探法和,59,P,60,TSP,地质超前预报系统,：,TSP203,系统工作原理图,TSP,地质超前预报系统数据处理图,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,P60TSP地质超前预报系统：TSP203系统工作原理图T,60,P,61,地震反射法预报,：,地震反射法原理示意图,地震反射法数据处理图,P61地震反射法预报：地震反射法原理示意图地震反射法数据处,61,P,62,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,：预报长度,100m,以上。采用地质调查法、地震波反射法及,100m,以上的超前钻探等。,2,）,中距离预报,：预报长度,30,100m,以上。采用地质调查法、弹性波反射法及,30,100m,以上的超前钻探等。,3,）,短距离预报,：预报长度,30m,以内。采用地质调查法、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,30m,的超前钻探等。,地质超前预报的距离,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。,62,P,63,电法,图,2.4-6,乌鞘岭隧道,V8,不同高程,CSAMT,二维反演图,P63电法图2.4-6 乌鞘岭隧道V8不同高程CSAMT二,63,六 隧道风险评估,六 隧道风险评估,64,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,201136,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,隧道风险评估体系国际隧协,65,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,主要内容目录：1总则2术语3基本规定4工,66,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。,现场施工风险管理实施工作，主要包括：,67,七 暗挖法的机械化发展,七 暗挖法的机械化发展,68,P,69,加强矿山法施工中的机械配套,提高机械化、信息化施工水平,P69加强矿山法施工中的机械配套提高机械化、信息化施工水平,69,P,70,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,P70急需研究解决的设备钻孔台车,70,P,71,加强矿山法施工中的机械配套,P71加强矿山法施工中的机械配套,71,P,72,加强矿山法施工中的机械配套,P72加强矿山法施工中的机械配套,72,水平旋喷,PST-60,摇臂钻机和,SM-14,钻机,73,水平旋喷 PST-60摇臂钻机和SM-14钻机73,日本矿岩,RPD-180C,多功能钻机最大扭矩,8000Nm,，钻进速度,15,20m/h,日本矿岩RPD-180C多功能钻机最大扭矩8000Nm，,74,报告结束,报告结束,75,