高速鐵路隧道施工-山嶺隧道的常規(guī)施工方法

1、 Page: 1高高 速速 鐵鐵 路路 隧隧 道道 施施 工工 Page: 2項(xiàng)目二、隧道掘進(jìn)施工 Page: 3山嶺隧道的常規(guī)施工方法山嶺隧道的常規(guī)施工方法第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 新奧法的基本概念和原理新奧法的基本概念和原理第三節(jié)第三節(jié) 隧道施工的基本方法隧道施工的基本方法 Page: 4第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、隧道工程的施工特點(diǎn)一、隧道工程的施工特點(diǎn) ：1.施工全過(guò)程受制于地質(zhì)條件； 2.大型的隱避工程；3.施工環(huán)境較差； 4.多地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，交通不便；5.狹長(zhǎng)建筑物，工作面很少； 6.施工不受氣候影響 。 Page: 5二、隧道設(shè)計(jì)施工的兩大理論二、隧道設(shè)計(jì)施工的兩大理

2、論 一種理論是“松弛荷載理論”：上世紀(jì)20年代提出的。 核心內(nèi)容：穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)能力,不產(chǎn)生荷載；不穩(wěn)定的巖體則可能產(chǎn)生坍塌,需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)予以支承。這樣,作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并可能塌落的巖體重力。 Page: 6 另一種理論是“巖承理論”：50年代提出的現(xiàn)代支護(hù)理論。 核心內(nèi)容：圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力；不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定有一個(gè)過(guò)程,如果在這個(gè)過(guò)程中提供必要的幫助或限制,則圍巖仍然能夠進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 前一種理論更注意結(jié)果和對(duì)結(jié)果的處理；而后一種理論則更注意過(guò)程和對(duì)過(guò)程的控制,即對(duì)圍巖自承載能力的充分利用。 Page: 7三、山嶺隧道的常規(guī)施工方法

3、傳統(tǒng)的礦山法和新奧法 作為施工方法,人們習(xí)慣上將采用鉆爆開挖加鋼木構(gòu)件支撐的施工方法稱為“傳統(tǒng)的礦山法”；而將采用鉆爆開挖加錨噴支護(hù)的施工方法稱之為“新奧法”（即奧地利隧道施工新方法）。 前述“松弛荷載理論”就是在傳統(tǒng)礦山法的基礎(chǔ)上提出來(lái)的,而“巖承理論”則是在新奧法的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。 Page: 8(一) 傳統(tǒng)礦山法 傳統(tǒng)的礦山法是以松弛荷載理論為基礎(chǔ)，采用鉆爆法開挖，以木或鋼構(gòu)件作為臨時(shí)支撐,待隧道開挖成形后,逐步將臨時(shí)支撐撤換下來(lái),而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。(二)新奧法 即奧地利隧道施工新方法(NATM)， 是奧地利學(xué)者臘布塞維奇首先提出的，于19541955年首次應(yīng)

4、用于奧地利的普魯茨伊姆斯特電站的壓力輸水隧洞中。 新奧法是以巖承理論為基礎(chǔ)，采用鉆爆法開挖，以噴錨作為主要支護(hù)手段,通過(guò)監(jiān)測(cè)控制圍巖的變形,便于充分發(fā)揮圍巖自承能力的施工方法。 Page: 9 錨噴支護(hù)技術(shù)與傳統(tǒng)的鋼木構(gòu)件支撐技術(shù)相比，不僅僅是手段上的不同，更重要的是工程概念的不同，是人們對(duì)隧道及地下工程問(wèn)題的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解。 由于錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，導(dǎo)致隧道及地下洞室工程理論步人到現(xiàn)代理論的新領(lǐng)域，也使隧道及地下洞室工程的設(shè)計(jì)和施工更符合地下工程實(shí)際，即設(shè)計(jì)理論一施工方法結(jié)構(gòu)(體系)工作狀態(tài)(結(jié)果)的一致。 因此，新奧法作為一種施工方法，已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。 Page:

5、10第二節(jié) 新奧法的基本概念和原理一、新奧法的主體思路一、新奧法的主體思路 根據(jù)彈塑性理論，以巖石力學(xué)為基礎(chǔ)提出支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)參數(shù)，開挖后及時(shí)采用柔性支護(hù)，在盡量抑制圍巖變形、積極發(fā)揮圍巖自承能力的同時(shí)，依靠現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)來(lái)指導(dǎo)隧道的設(shè)計(jì)和施工。 優(yōu)點(diǎn)：較好利用巖體力學(xué)特性，充分發(fā)揮圍巖的自身的承載能力，合理設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工順序。 Page: 11二、新奧法的基本內(nèi)容二、新奧法的基本內(nèi)容 1.隧道的開挖應(yīng)盡量利用圍巖的自承能力，充分發(fā)揮圍巖的自身支護(hù)作用； 2.根據(jù)圍巖級(jí)別，采用不同的初期支護(hù)，及時(shí)施作密貼于圍巖的柔性支護(hù)(如鋼拱架、噴射混凝土和錨桿等)，以控制圍巖的變形和松弛； 3.在軟弱破碎地

6、段，使斷面及早閉合，從而增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度，有效地發(fā)揮支護(hù)體系的作用，保證隧道的穩(wěn)定性； Page: 12 4.二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修建，使圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，從而提高支護(hù)體系的安全度； 5.盡量使開挖后的隧道斷面周邊輪廓光滑、圓順，避免棱角突變處應(yīng)力集中； 6.在施工中對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的監(jiān)控量測(cè)，以便能夠合理安排施工程序，修正不合理的設(shè)計(jì)和施工方法。 Page: 13三、我國(guó)實(shí)施新奧法的基本要求三、我國(guó)實(shí)施新奧法的基本要求1.在開挖過(guò)程中，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，為此必須采用光面爆破或預(yù)裂爆破，以維護(hù)圍巖的自承能力； 2.開挖時(shí)盡量采用大斷面、少

7、分部的開挖方法，降低圍巖內(nèi)部應(yīng)力重分布的次數(shù)，以利于最大限度地利用圍巖的承載力；3.根據(jù)圍巖特征，采用不同的支護(hù)類型和支護(hù)參數(shù)，及時(shí)施作噴錨支護(hù)，抑制圍巖的松弛和變形；4.在施工過(guò)程中，以量測(cè)手段修正設(shè)計(jì)和施工，做到既經(jīng)濟(jì)合理，又安全可靠；5.根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)，在確認(rèn)初期支護(hù)變形收斂后，進(jìn)行二次模筑混凝土襯砌。 Page: 14四、新奧法施工基本原則四、新奧法施工基本原則 新奧法施工的基本原則為“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉”。五、新奧法的基本原理五、新奧法的基本原理 “新奧地利隧道施工法”（NATM）法基本原理包括三方面的內(nèi)容： 1.支護(hù)-圍巖共同作用原理； 2.柔性支護(hù)觀點(diǎn)； 3.設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)一條龍作業(yè)方式。 Page: 151.支護(hù)支護(hù)-圍巖共同作用原理圍巖共同作用原理 圍巖既是產(chǎn)生支護(hù)荷載的主體，又是承受巖層荷載的結(jié)構(gòu)，支護(hù)-圍巖作為整體相互作用，共同承擔(dān)圍巖壓力。摒棄了過(guò)去將巖體只作為對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載，采用厚襯砌的傳統(tǒng)做法。 圍巖壓力是變形壓力和松動(dòng)壓力的組合，大部分壓力(特別是變形壓力)由圍巖自身承擔(dān)，只有少部分轉(zhuǎn)移到支護(hù)結(jié)構(gòu)上；支護(hù)荷載既取決于圍巖的性質(zhì)，又取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度和支護(hù)時(shí)間；圍巖的松動(dòng)區(qū)和圍巖內(nèi)的二次應(yīng)力狀態(tài)又與支護(hù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和支護(hù)時(shí)間有關(guān)。 Page: 162.柔性支護(hù)觀點(diǎn)柔性支護(hù)觀點(diǎn) 支護(hù)剛度不必太大，當(dāng)支護(hù)做完后，