《隧道施工和安全》PPT课件

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1、隧道施工和安全中铁二十一局集团有限公司2012年1月引言随着我国经济的发展，我国铁路、公路、地铁、水电站等隧道工程得到很大发展，除隧道的数量增加外，隧道的长度也大幅增加，隧道施工方法也多种多样。据不完全统计，截止到2010年底，我国建成的铁路隧道总长度已经接近8000公里，公路隧道总里程数超过3000公里，而目前，全国有轨道交通规划线路总长超过4000公里，其中需要建设隧道的线路占了相当大的比例，另外，包括西部大开发的铁路、公路隧道，地铁、地下公用设施、顶管机械及其它西气东输、水电站工程等，一年也有450公里的隧道建设

2、量。我国到2020年前规划建设5000座隧道，长度超过9000公里。在取得骄人成绩的同时，我们憧憬着未来，也背负着挑战。一、隧道施工特点隐蔽性大，风险性大，环境恶劣；作业空间有限，循环次数多，综合性强；施工是动态的，施工过程力学状态是变化的，围岩的力学性质是变化的。二、隧道施工理念保护围岩、内实外美、重视环境、动态施工三、隧道施工基本原则1、围岩是隧道的主要承载单元，施工中要充分保护围岩。为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形。2、变形的控制主要是通过支护阻力的效应来达到的。3、在施工中，必须进行实地观察

3、、量测和监控，及时提出可靠的、足够数量的量测围岩变化、支护变化等资料，以指导施工和设计。4、支护手段一般应选择能大面积的、牢固地与围岩紧密接触的、能及时施作和应变能力强的。5、隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过程。在可能条件下应尽量采用全断面或大断面开挖方法。6、隧道支护结构在较短时间内闭合极为重要。7、隧道结构的耐久性主要体现在二次衬砌上。8、隧道施工必须建立设计—施工—修改设计一体化的施工管理体系。四、施工方法选择的因素1、施工条件：施工队伍的施工能力、素质和管理水平等。2、地质条件：围岩级别、地下水、不良地质

4、现象等。3、隧道断面：尺寸、形状。4、埋深：浅埋、深埋。5、工期：辅助坑道设置、机械化水平、管理水平。6、环境条件：隧道施工对周围环境产生的爆破震动、地表下沉、噪声、地下水变化等。五、施工方法1、明挖法：敞开法、基坑支护法、盖挖法（钻孔桩、地下连续墙）。2、暗挖法：鉆爆矿山法（传统矿山法、新奥法）、非鉆爆法（浅埋暗挖法、TBM、盾构法、沉管法、顶管法）六、新奥法基本原理（1）新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利土木工程师L.V.Rabcewics于20世纪60年代提出的，1978年奥地利的L.Mu

5、ller(米勒)总结了22条，以后有人总结了7条。1、围岩是隧道结构的主要承载部分。2、开挖后需对围岩进行加固，以使围岩在开挖卸载后不失去原有的强度。3、隧道围岩支护过程中，一方面允许围岩有一定的位移，从而产生受力环区；另一方面，又必须限制围岩位移的程度以避免围岩变形过大而产生严重松弛卸载。六、新奥法基本原理（2）4、初次支护主要作用不是用来承担隧道围岩所失去的承载力，而是保持围岩的自承状态，防止严重的松弛和卸载。5、初次支护的建造应是适时的，使围岩在开挖后延时一定时间来得及变形并形成承力保护区，以达到较好的支撑效果。

6、6、围岩自稳时间，一方面依靠对围岩地质条件的初步调查，另一方面可通过在建造过程中量测隧道周边的位移来评定。7、由于喷射混凝土具有可填平洞壁不平整面、与围岩紧密结合等特点，使围岩不发生严重的应力重分布，常被用来作为初次支护，必要时还使用锚杆、钢筋网和钢拱架。新奥法的核心：利用围岩、锚喷支护、监控量测七、新奥法开挖方法利用新奥法施工的隧道开挖方法有全断面法、台阶法(三台阶七步法)、分部开挖法(CD法、CRD法、双侧壁导坑法)。隧道开挖外轮廓线为隧道净空轮廓线＋5cm＋二次衬砌厚度＋初期支护厚度＋预留沉落量。新奥法开挖方法—

7、—全断面法1、全断面法：按照隧道开挖外轮廓线一次开挖成形的施工方法。适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩在采取措施稳定掌子面或小断面适用。全断面法施工工序示意图全断面法施工特点1、全断面法施工作业空间大，有利于大型机械施工，施工速度快，操作工序少，施工干扰少，便于施工组织和管理。2、由于开挖面积大，对地质条件要求高，围岩必须有足够的自稳能力，每循环工作量大，爆破开挖震动大，对施工机械能力要求大新奥法开挖方法——台阶法2、台阶法：把施工断面分成上、下两个断面或三个断面的方法。有二台阶法、三台阶法、三台阶预留核心土法、三台

8、阶七步法，适用于Ⅲ级围岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩在采取超前支护措施稳定掌子面或小断面适用；隧道断面较大可采用三台阶法；地质条件较差，掌子面自稳能力差可采用三台阶预留核心土。台阶法施工工序示意图三台阶预留核心土施工工序示意图台阶法施工特点1、台阶法灵活多变，适应性强；具有足够的作业空间，施工速度；台阶有利于开挖面稳定。2、台阶法上下台阶施工干