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知识延伸

隧道施工方法

(一)新奥法

新奥地利隧道施工方法，采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法。

在坑道开挖后，在岩体松散破坏之前，及时修筑一层柔性薄壁衬砌(*一次衬砌)，通过施工中的量测监视，确定围岩变形稳定之后，修筑防水层及第二次衬砌。

新奥法施工的基本原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。新奥法施工方法包括全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法和交叉中隔墙法、双侧壁导坑法。

1.横断面开挖方法

全断面开挖法

台阶法

包括：(1)长台阶法 (2)短台阶法 (3)超短台阶法

分部开挖法

(1)环形开挖留核心土法 (台阶分部开挖法)

(2)单侧壁导坑法

(3)双侧壁导坑法(眼镜法)

(4)中洞法

(5)中隔墙法-CD法

(6)交叉中隔墙法-CRD法

全断面开挖方法

施工顺序：

(1)钻孔台车钻眼、装药、联接导火线;

(2)台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面;

(3)排除危石(俗称“找顶”);

(4)喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆;

(5)装碴机将石碴装入运输车辆，运出洞外;

(6)喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆;

(7)根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土;

(8)量测、判断围岩和初期支护的变形，为支护参数修改提供依据;

(9)开始下一轮循环。

适应条件：

Ⅲ～Ⅰ级围岩;

大型施工机具(钻孔台车：四臂、二臂等);

经济性考虑：开挖距离越长越经济。

施工特点：

工序少、干扰少，便于施工组织管理;

开挖面大，便于机械化作业，爆破效果好(深眼爆破)，进度快;

开挖一次成形，减少了爆破次数，对围岩扰动少;

地质适用范围较窄，要求地质条件较好，否则当地质条件变化时改变施工方法不易。

长台阶法

台阶长度：L≥5B，B为洞室的宽度。

甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。

特点：进度快，仅次于全断面法。

适用于：Ⅲ～Ⅰ级围岩。

作业顺序：

(1)开挖上半断面：钻眼→装药→爆破→锚喷→推石碴到下半断面

(2)开挖下半断面：将推下的石碴运出→钻眼→爆破→出碴→边墙锚喷

(3)整个断面完成

短台阶法

台阶缩短：(1～1.5)B≤ L<5B,

特点：

①支护闭合时间加快，围岩稳定性增加;

②台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。

适用于：Ⅴ、Ⅳ级围岩

分部开挖方法

大断面化小部分按顺序开挖

环形开挖留核心土法：

特点：

①留核心土支顶工作面，稳定性优于超短台阶法

②进度慢、分块多、不利通风

适用于：土质或易坍塌的软弱围岩;小型施工机具

单侧壁导坑法：

特点：

①洞室开挖跨度减小，有利于围岩稳定;

②导坑要闭合，增加了材料用量;

③进度慢。

适用：断面跨度大，对地表沉陷有控制要求的软弱底层

双侧壁导坑法：

特点：

①双导坑，使洞室较大开挖跨度更小，稳定性增加;

②耗材增加;

③进度慢。

适用：对地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道

2.分部开挖方法

中隔壁法—CD法-Center Diaphragm

特点：

沿一侧自上而下分2部或3部进行

每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁

底部设临时仰拱

中隔壁墙依次分部连接

开挖中隔壁墙的另一侧，步骤同上

适用于：Ⅴ～Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道

中隔壁法—CD法Center Diaphragm

施工要求：

各部开挖时，周边轮廓尽量圆顺，减小应力集中

各部底部高程应与钢架接头一致

每部开挖高度约为3.5m

后一侧开挖应全断面及时封闭

左右两侧纵向间距一般为30-50m

中隔壁应为弧形或圆弧形

交叉中隔壁法

特点：

沿一侧自上而下分2部或3部进行

每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁

底部设临时仰拱

完成1～2部后即开始另一侧1～2部的开挖及临时支护

形成左右两侧开挖及支护相互交叉的情形

适用于：Ⅴ～Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道

(二)传统矿山法：钻爆+支撑

(四)盾构法

盾构法施工过程

①在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位，盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，和向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。

②盾构掘进相当于装配式衬砌的一环长度

③千斤顶顶在已拼装好的管片上，使盾构前进

④缩回千斤顶

⑤用举重设备拼装管片衬砌，同时在开挖面进行开挖

(五)明挖法：是挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，较后回填基坑或恢复地面的施工方法。

2.支护开挖

支护开挖法是将基坑围护结构插入基坑底部以下，开挖到设计标高后，再进行主体结构施工。视边坡的稳定性，基坑内即可设置支撑，也可不设。

(1)围护结构无支撑

围护结构：

木桩

钢桩

挖孔桩

灌注桩

钢筋混凝土预制桩

连续墙

(2)围护结构有支撑

基坑深度较大，开挖时除采用围护结构外，还常采用支撑加强围护结构以抵抗较大的侧压力。支撑分为水平支撑、斜支撑以及采用锚杆、土钉加固等。

(六)盖挖法：由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部的工程在封闭的顶盖下施工，主体结构可以顺作，也可逆作。

盖挖法优点：

结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑;

缩短占道时间，减少对地面干扰;

受外界气候影响小。

盖挖顺作法工序

开挖到底，自下而上施作地下结构

①支挡柱(墙)　　　　②盖板

③上段开挖　　　　　　④主体开挖

⑤修筑结构物　　　　　⑥回填

⑦拆除盖板　　　　　　⑧拔除支挡桩或拆除支挡墙头部

⑩恢复地面

盖挖逆作法工序

从上到下开挖，边开挖，边自上而下作结构

用更大的围护结构取代钢桩，用结构顶板作为路面系统和支撑。

挖土后先浇筑箱形顶板，后浇筑侧墙，较后浇筑底板。

(七)浅埋暗挖法：采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。

(八)地下连续墙

开挖导沟→拔出接头管共9步。

3.排桩地下连续墙

间隔挖孔、下钢筋笼、浇筑混凝土、成挖孔桩、桩间挖土、凿除护壁混凝土、下钢筋笼、浇筑混凝土、新旧桩成一体-成墙。

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