隧道施工工藝及技術(shù)方法學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1隧道施工工藝及技術(shù)隧道施工工藝及技術(shù)(jsh)方法方法第一頁(yè)，共124頁(yè)。7.1 圍巖(wi yn)預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）軟弱破碎圍巖(wi yn)中，即使采取短進(jìn)尺開挖，開挖面和開完后的坑道也可能不穩(wěn)定，尤其在地下水豐富時(shí)更為嚴(yán)重。對(duì)于不穩(wěn)定的圍巖(wi yn)體系，掌子面前方圍巖(wi yn)的預(yù)加固和預(yù)支護(hù)是控制和減少坑道開挖后周邊收斂變形、防止坍塌的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。掌子面：即開挖坑道（采煤、采礦或隧道工程(gngchng)中）不斷向前推進(jìn)的工作面。第2頁(yè)/共124頁(yè)第二頁(yè)，共124頁(yè)。預(yù)留核心(hxn)土噴射混凝土封閉開挖工作面超前錨桿(亦可用小鋼管)管棚臨時(shí)仰拱封底 水平旋噴超前預(yù)支護(hù)

2、預(yù)切槽超前預(yù)支護(hù)預(yù)支(y zh)護(hù)措施輔助(fzh)施工方法預(yù)加固措施預(yù)注漿加固地層地表噴錨預(yù)加固 超前深孔帷幕注漿超前小導(dǎo)管注漿等預(yù)支護(hù)與預(yù)加固雙重作用第3頁(yè)/共124頁(yè)第三頁(yè)，共124頁(yè)。7.1.1 超前錨桿超前錨桿是指沿開挖(ki w)輪廓線，以一定的外插角，向開挖(ki w)面前方鉆孔安裝錨桿，形成對(duì)前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖(ki w)等作業(yè)。超前錨桿設(shè)置(shzh)方式第4頁(yè)/共124頁(yè)第四頁(yè)，共124頁(yè)。第5頁(yè)/共124頁(yè)第五頁(yè)，共124頁(yè)。u超前錨桿性能特點(diǎn)及適用條件u錨桿超前支護(hù)的特點(diǎn)：柔性較大，整體剛度較小。隧道開挖后，桿體及周邊固結(jié)的部分圍巖

3、支承上覆巖土體，防止圍巖坍塌，減少洞室變形。u主要適用于地下水較少的破碎、軟弱圍巖，如裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶、淺埋無(wú)顯著偏壓的隧道。u錨固劑或砂漿錨固，工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低，應(yīng)用十分廣泛。u在砂土質(zhì)松軟(sngrun)地層中，砂漿與土體粘結(jié)力較低，限制其應(yīng)用；u因?yàn)橐淮问┳骶嚯x短，預(yù)支護(hù)剛度小，在地應(yīng)力較大、地層位移控制嚴(yán)時(shí)，也限制了它的使用。第6頁(yè)/共124頁(yè)第六頁(yè)，共124頁(yè)。u超前錨桿設(shè)計(jì)、施工(sh gng)遵循的原則：（1）超前錨桿的長(zhǎng)度、環(huán)向間距、外插角等參數(shù)，應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、施工(sh gng)斷面大小、開挖循環(huán)進(jìn)尺和施工(sh gng)條件而定。一般超前長(zhǎng)度為循環(huán)進(jìn)尺的35倍

4、，環(huán)向間距采用0.30.5m；外插角宜用1030；搭接長(zhǎng)度宜為超前長(zhǎng)度的4060左右，即大致形成雙層或雙排錨桿。（2）超前錨桿宜用早強(qiáng)砂漿全粘結(jié)式錨桿，錨桿材料可用不小于22 mm的螺紋鋼筋。（3）超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10 cm，外插角不超過12錨入長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的96。（4）開挖時(shí)應(yīng)注意保留前方有一定長(zhǎng)度的錨固區(qū)，以使超前錨桿的前端有一個(gè)穩(wěn)定的支點(diǎn)。第7頁(yè)/共124頁(yè)第七頁(yè)，共124頁(yè)。（5）開挖后應(yīng)及時(shí)噴射混凝土，并盡快封閉環(huán)形初期支護(hù)。（6）開挖過程中應(yīng)密切注意觀察錨桿變形及噴射混凝土層的開裂、起鼓等情況，以掌握圍巖動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整開挖及支護(hù)參數(shù)(cnsh)，如遇

5、地下水時(shí)，則可鉆孔引排。超前錨桿設(shè)計(jì)(shj)參數(shù)見下表。注：1. 外插角指錨桿或小鋼管與隧道縱向開挖輪廓線的夾角。 2.錨桿或小鋼管的長(zhǎng)度應(yīng)與實(shí)際掘進(jìn)循環(huán)長(zhǎng)度一起(yq)考慮。 3.中空錨桿目前的最小直徑為25mm。第8頁(yè)/共124頁(yè)第八頁(yè)，共124頁(yè)。管棚是指利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成棚架(pn ji)來形成對(duì)開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。采用長(zhǎng)度小于10 m的鋼管，稱為短管棚；采用長(zhǎng)度為1045 m且較粗的鋼管，稱為長(zhǎng)管棚。7.1.2 管棚第9頁(yè)/共124頁(yè)第九頁(yè)，共124頁(yè)。管棚設(shè)置(shzh)方式第10頁(yè)/共124頁(yè)第十頁(yè)，共124頁(yè)。性能特點(diǎn)整體剛度較

6、大。限制圍巖變形能力較強(qiáng)，承受早期圍巖壓力。適用條件主要適用于圍巖壓力大，對(duì)圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格要求的軟弱、破碎圍巖。在進(jìn)洞口的地質(zhì)條件非常差（如：沙土、破碎嚴(yán)重的巖石、黃土等）的情況下使用，一般長(zhǎng)度1045 m ，壁厚為3.5mm的鋼管，直徑一般為108mm。當(dāng)然洞內(nèi)地質(zhì)條件非常差的時(shí)候(sh hou)也可以用管棚（如：洞內(nèi)遇到冒頂現(xiàn)象造成的沿洞軸線長(zhǎng)度較大，放量較大）。可利用鋼管注漿堵水和加固圍巖。預(yù)支護(hù)措施中支護(hù)能力最強(qiáng)，施工技術(shù)也較復(fù)雜，造價(jià)較高。 第11頁(yè)/共124頁(yè)第十一頁(yè)，共124頁(yè)。鋼管注漿：從注漿管向地層內(nèi)注漿；鋼管內(nèi)注入混凝土，增加鋼管剛度。管壁上留注漿孔，孔徑為10

7、16mm，孔眼間距100200mm，呈梅花(mihu)形布置。管棚鋼管(gnggun)構(gòu)造第12頁(yè)/共124頁(yè)第十二頁(yè)，共124頁(yè)。第13頁(yè)/共124頁(yè)第十三頁(yè)，共124頁(yè)。u管棚設(shè)計(jì)(shj)：支護(hù)長(zhǎng)度的選擇：一般為1045 m。支護(hù)長(zhǎng)度越長(zhǎng)越節(jié)省輔助時(shí)間，提高施工效率，但受到鉆孔機(jī)具、技術(shù)和鋼管柔性彎曲(wnq)等條件限制，管棚支護(hù)長(zhǎng)度過長(zhǎng)，難確保管棚的水平角度和排列整齊。仰角的確定：一般12。若上仰角度?。和翆铀绍?，鉆桿重力，管棚向下彎曲(wnq)侵限；若上仰角度大：管棚遠(yuǎn)離隧道失去支護(hù)作用，而且使管棚有效支護(hù)長(zhǎng)度縮短。第14頁(yè)/共124頁(yè)第十四頁(yè)，共124頁(yè)。安裝(nzhung)套拱中

8、導(dǎo)向管第15頁(yè)/共124頁(yè)第十五頁(yè)，共124頁(yè)。綁扎(bn zh)套拱鋼筋網(wǎng)第16頁(yè)/共124頁(yè)第十六頁(yè)，共124頁(yè)。套拱底模安裝(nzhung)第17頁(yè)/共124頁(yè)第十七頁(yè)，共124頁(yè)。套拱模板(mbn)加固及泵管安裝第18頁(yè)/共124頁(yè)第十八頁(yè)，共124頁(yè)。套拱拆模后施鉆管棚孔第19頁(yè)/共124頁(yè)第十九頁(yè)，共124頁(yè)。套拱送管棚施工(sh gng)第20頁(yè)/共124頁(yè)第二十頁(yè)，共124頁(yè)。管棚注漿后封孔第21頁(yè)/共124頁(yè)第二十一頁(yè)，共124頁(yè)。套拱施作完成(wn chng)第22頁(yè)/共124頁(yè)第二十二頁(yè)，共124頁(yè)。第23頁(yè)/共124頁(yè)第二十三頁(yè)，共124頁(yè)。第24頁(yè)/共124頁(yè)第二十四

9、頁(yè)，共124頁(yè)。第25頁(yè)/共124頁(yè)第二十五頁(yè)，共124頁(yè)。管棚施工管棚施工(sh gng)（預(yù)留核心土）（預(yù)留核心土）第26頁(yè)/共124頁(yè)第二十六頁(yè)，共124頁(yè)。第27頁(yè)/共124頁(yè)第二十七頁(yè)，共124頁(yè)。7.1.3 超前注漿小導(dǎo)管(dogun)超前注漿小導(dǎo)管是在開挖前，沿隧道周邊，向前方圍巖鉆孔并安裝帶孔小導(dǎo)管，或直接打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度(hud)的加固圈，即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè)。超前小導(dǎo)管實(shí)際上是超前錨桿的發(fā)展。第28頁(yè)/共124頁(yè)第二十八頁(yè)，共124頁(yè)。第29頁(yè)/共124頁(yè)第二十九頁(yè)，共124頁(yè)。性能特點(diǎn)

10、雙重作用：一是起超前管棚作用，二是起注漿管的作用，通過注漿，加固軟弱圍巖。鋼管本身支護(hù)能力不如管棚，但注漿加固地層的效果好。漿液在裂隙中硬化，整體加固，填塞裂隙阻水。適用條件一般軟弱破碎圍巖、含水的軟弱破碎圍巖、較干燥的砂土層、砂卵(礫)石層、軟弱圍巖淺埋段。工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低，砂、土質(zhì)松軟地層中應(yīng)用(yngyng)廣泛。一次施作距離短，預(yù)支護(hù)剛度小，在地層壓力大，地層位移控制要求嚴(yán)時(shí)，也限制了它的應(yīng)用(yngyng)。第30頁(yè)/共124頁(yè)第三十頁(yè)，共124頁(yè)。小導(dǎo)管布置和安裝小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對(duì)開挖(ki w)面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射510cm厚的混凝土封閉。小導(dǎo)管一般采用32mm的焊接管或

11、40mm的無(wú)縫鋼管制作，長(zhǎng)度宜為36m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔1020cm交錯(cuò)鉆眼，眼孔直徑宜為68mm。鉆孔直徑應(yīng)較管徑大35mm以上，環(huán)向間距應(yīng)按底層條件而定，一般采用3550cm；外插角應(yīng)控制在315之間。極破碎圍巖或處理坍方時(shí)可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；大斷面或注漿效果差時(shí)，可采用雙排管。小導(dǎo)管插入后應(yīng)對(duì)外露一定長(zhǎng)度，以便連接注漿管，并用塑膠泥（ 40Be 水玻璃拌525號(hào)水泥）將導(dǎo)管周圍孔隙封堵密實(shí)。第31頁(yè)/共124頁(yè)第三十一頁(yè)，共124頁(yè)。u注漿材料選取u斷層破碎帶及砂卵石地層(裂隙寬度或顆粒(kl)粒徑大于1mm，滲透系數(shù)k510-4ms)

12、等強(qiáng)滲透性地層中，應(yīng)采用料源廣便宜的注漿材料。無(wú)水的松散地層優(yōu)先選用單液水泥漿；有水的強(qiáng)滲透地層選用水泥水玻璃雙漿液，以控制注漿范圍。u細(xì)、粉砂層、細(xì)小裂隙巖層及斷層地段等弱滲透地層中，宜選用滲透性好、低毒及遇水膨脹的化學(xué)漿液，如聚胺酯類，或超細(xì)水泥漿。u不透水的黏土層，則宜采用高壓劈裂注漿。 第32頁(yè)/共124頁(yè)第三十二頁(yè)，共124頁(yè)。u注漿材料的配比(pi b)u采用水泥漿液時(shí)，水灰比可采用0.5:11:1，需縮短凝結(jié)時(shí)間，則可加入氯鹽、三乙醇胺速凝劑。u采用水泥-水玻璃漿液時(shí)，水泥漿的水灰比可采用0.5:11:1 ；水玻璃濃度為2540Be，水泥漿與水玻璃的體積比宜為1:11:0.3。

13、第33頁(yè)/共124頁(yè)第三十三頁(yè)，共124頁(yè)。 注漿注漿 P156注漿設(shè)備性能注漿設(shè)備性能(xngnng)良好，工作壓力滿足注漿壓力要求，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。良好，工作壓力滿足注漿壓力要求，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)?？卓谧罡邏毫?yīng)嚴(yán)格控制，以防壓裂開挖面，注漿壓力孔口最高壓力應(yīng)嚴(yán)格控制，以防壓裂開挖面，注漿壓力0. 51.0MPa，止?jié){塞應(yīng)能經(jīng)受注漿壓力。單管注漿能擴(kuò)散到管周，止?jié){塞應(yīng)能經(jīng)受注漿壓力。單管注漿能擴(kuò)散到管周0.51.0m的半徑范圍內(nèi)。的半徑范圍內(nèi)。注漿結(jié)束后，鉆孔檢查或用聲波探測(cè)儀檢查注漿效果，未達(dá)標(biāo)補(bǔ)注漿。注漿結(jié)束后，鉆孔檢查或用聲波探測(cè)儀檢查注漿效果，未達(dá)標(biāo)補(bǔ)注漿。 控制(kngzh)注漿量，每

14、根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時(shí)，就可結(jié)束；孔口壓力已達(dá)規(guī)定壓力值而注入量仍不足，也應(yīng)停止注漿。注漿后等待4h（水泥水玻璃漿）8 h（水泥漿）方可開挖，保留一定長(zhǎng)度的止?jié){墻（即超前注漿的最短超前量）。 第34頁(yè)/共124頁(yè)第三十四頁(yè)，共124頁(yè)。第35頁(yè)/共124頁(yè)第三十五頁(yè)，共124頁(yè)。第36頁(yè)/共124頁(yè)第三十六頁(yè)，共124頁(yè)。第37頁(yè)/共124頁(yè)第三十七頁(yè)，共124頁(yè)。7.1.4 超前深孔帷幕(wim)注漿超前注漿小導(dǎo)管對(duì)圍巖加固的范圍和止水的效果有限，作為軟弱破碎圍巖隧道施工的一項(xiàng)主要輔助措施，它占用的時(shí)間和循環(huán)次數(shù)較多。帷幕(wim)注漿是先在掌子面前方的圍巖較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，然后

15、在其范圍內(nèi)進(jìn)行開挖作業(yè)。u注漿機(jī)理及適用條件(tiojin)u滲透注漿u 對(duì)于滲透性地層，采用中低壓力將漿液壓注到地層中的空穴、裂縫、孔隙里，將巖土或土顆粒膠結(jié)為整體，提高地層穩(wěn)定性和強(qiáng)度。 第38頁(yè)/共124頁(yè)第三十八頁(yè)，共124頁(yè)。滲透擴(kuò)散(中粗砂層采用超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿注漿固結(jié)( ji)圖片)第39頁(yè)/共124頁(yè)第三十九頁(yè)，共124頁(yè)。劈裂(p li)注漿 對(duì)于黏土質(zhì)不透水（漿）地層，采用高壓漿液強(qiáng)行擠壓孔周，土體被劈裂并形成裂縫，漿液脈狀固結(jié)作用(zuyng)起到擠壓加固和增加高強(qiáng)夾層加固作用(zuyng)，提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 第40頁(yè)/共124頁(yè)第四十頁(yè)，共124頁(yè)。用濃稠的漿

16、液注入土層中，使土體形成漿泡，向周圍(zhuwi)土層加壓使土層得到加固。壓密注漿高壓噴灌注漿 通過灌漿管在高壓作用下，從管底部的特殊噴嘴中噴射出高速漿液射流，促使土粒在沖擊力、離心力及重力作用下被切割破碎，隨注漿管的向外抽出與漿液混合形成柱狀固結(jié)( ji)體，以達(dá)到加固之目的。 第41頁(yè)/共124頁(yè)第四十一頁(yè)，共124頁(yè)。深孔預(yù)注漿可超前開挖面3050m，形成筒狀加固區(qū)，堵水效果更好，注漿作業(yè)次數(shù)減少，更適用于有壓地下水及地下水豐富的地層(dcng)中及大中型機(jī)械化施工。洞內(nèi)超前注漿第42頁(yè)/共124頁(yè)第四十二頁(yè)，共124頁(yè)。地表(dbio)超前注漿平導(dǎo)超前注漿隧道埋深較淺，則可在地面注漿；

17、深埋長(zhǎng)大隧道可利用輔助平行導(dǎo)坑對(duì)正洞進(jìn)行(jnxng)預(yù)注漿，避免與正洞施工的干擾，縮短施工工期。 第43頁(yè)/共124頁(yè)第四十三頁(yè)，共124頁(yè)。工作面預(yù)注漿廣州地鐵(dti)地表深孔分段注漿技術(shù)第44頁(yè)/共124頁(yè)第四十四頁(yè)，共124頁(yè)。u注漿范圍注漿范圍u 即筒狀加固區(qū)，可按巖體力學(xué)和彈塑性理論計(jì)算壓力重分布后塑性破壞區(qū)的大小，即應(yīng)加固的范圍。即筒狀加固區(qū)，可按巖體力學(xué)和彈塑性理論計(jì)算壓力重分布后塑性破壞區(qū)的大小，即應(yīng)加固的范圍。u注漿數(shù)量及注漿材料選擇注漿數(shù)量及注漿材料選擇u 注漿數(shù)量應(yīng)根據(jù)加固區(qū)需充填的地層孔隙數(shù)量來確定。注漿數(shù)量應(yīng)根據(jù)加固區(qū)需充填的地層孔隙數(shù)量來確定。u 工程中常用充填

18、率來估算和控制注漿總量。充填率是指注漿體積占孔隙總體積的比率工程中常用充填率來估算和控制注漿總量。充填率是指注漿體積占孔隙總體積的比率(bl)。注漿總量按下式計(jì)算：。注漿總量按下式計(jì)算：u Q=n.a.A u式中式中Q-注漿總數(shù)量注漿總數(shù)量(m3)；u A-被加固圍巖的體積被加固圍巖的體積(m3)；u n-被加固圍巖的孔隙率被加固圍巖的孔隙率(%)，見表，見表7-1-1；u a-過去實(shí)踐證實(shí)的充填率過去實(shí)踐證實(shí)的充填率(%)，見教材表，見教材表7-1-1。 第45頁(yè)/共124頁(yè)第四十五頁(yè)，共124頁(yè)。u鉆孔布置及注漿壓力鉆孔布置及注漿壓力u 淺埋隧道，可平行布置，即注漿鉆孔均豎直方向并互相平行

19、分布，每鉆一孔移動(dòng)鉆機(jī)。淺埋隧道，可平行布置，即注漿鉆孔均豎直方向并互相平行分布，每鉆一孔移動(dòng)鉆機(jī)。u 滲透滲透(shntu)性強(qiáng)的地層，注漿壓力低、鉆孔間距大，鉆孔量少，平均單孔注漿量大。性強(qiáng)的地層，注漿壓力低、鉆孔間距大，鉆孔量少，平均單孔注漿量大。u 滲透滲透(shntu)式注漿時(shí)，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層靜水壓力；式注漿時(shí)，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層靜水壓力；u 劈裂式注漿時(shí)，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層的水壓力與土壓之和，并取儲(chǔ)備系數(shù)為劈裂式注漿時(shí)，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層的水壓力與土壓之和，并取儲(chǔ)備系數(shù)為1.11.3。 第46頁(yè)/共124頁(yè)第四十六頁(yè)，共124頁(yè)。u施工要點(diǎn)施工要點(diǎn)u 1

20、注漿管和孔口套管注漿管和孔口套管u 一次式注漿時(shí)可不用注漿管。一次式注漿時(shí)可不用注漿管。u 分段式注漿時(shí)用注漿管。采用帶孔眼的鋼管或塑料管。止?jié){塞有橡膠式、套管式。將止?jié){塞固定在注漿管上的設(shè)計(jì)位置一起放入鉆孔，用壓縮空氣或注漿壓力使其膨脹而堵塞注漿管與鉆孔之間的間隙，主要用于深孔注漿。分段式注漿時(shí)用注漿管。采用帶孔眼的鋼管或塑料管。止?jié){塞有橡膠式、套管式。將止?jié){塞固定在注漿管上的設(shè)計(jì)位置一起放入鉆孔，用壓縮空氣或注漿壓力使其膨脹而堵塞注漿管與鉆孔之間的間隙，主要用于深孔注漿。u 全孔注漿采用前進(jìn)全孔注漿采用前進(jìn)(qinjn)或后退式分段注漿?；蚝笸耸椒侄巫{。 u 2鉆孔鉆孔u(yù) 根據(jù)地層條件及

21、成孔效果選擇沖擊式鉆機(jī)或旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。根據(jù)地層條件及成孔效果選擇沖擊式鉆機(jī)或旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。第47頁(yè)/共124頁(yè)第四十七頁(yè)，共124頁(yè)。 3注漿順序 先上后下，先內(nèi)圈后外圈，先無(wú)水孔后有水孔，先上游（地下水）后下游。應(yīng)利用止?jié){閥保持孔內(nèi)壓力直至漿液完全凝固。 4結(jié)束條件 注漿壓力和單孔注漿量。 單孔結(jié)束條件：注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓；漿液注入(zh r)量已達(dá)到計(jì)算值的80%以上。 全段結(jié)束條件：所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無(wú)漏注。 注漿結(jié)束后檢查注漿效果，如未達(dá)標(biāo)，應(yīng)補(bǔ)孔注漿。 第48頁(yè)/共124頁(yè)第四十八頁(yè)，共124頁(yè)。 7.1.5 水平(shupng)旋噴預(yù)支護(hù) 噴射注漿法，又稱旋噴法，分為垂

22、直和水平噴射注漿法，又稱旋噴法，分為垂直和水平(shupng)旋噴注漿。旋噴注漿。 水平水平(shupng)旋噴注漿法是以高壓旋噴的方式壓注水泥漿，從而在隧道開挖輪廓外形成拱形預(yù)襯砌的超前預(yù)支護(hù)方法。旋噴注漿法是以高壓旋噴的方式壓注水泥漿，從而在隧道開挖輪廓外形成拱形預(yù)襯砌的超前預(yù)支護(hù)方法。 施工方法：旋噴注漿機(jī)沿掌子面周邊的設(shè)計(jì)位置旋噴注漿形成旋噴柱體，通過固結(jié)體的相互咬合形成預(yù)支護(hù)拱棚。施工方法：旋噴注漿機(jī)沿掌子面周邊的設(shè)計(jì)位置旋噴注漿形成旋噴柱體，通過固結(jié)體的相互咬合形成預(yù)支護(hù)拱棚。 第49頁(yè)/共124頁(yè)第四十九頁(yè)，共124頁(yè)。 旋噴柱體沿隧道拱部形成環(huán)向咬合、縱向搭接的預(yù)支護(hù)拱棚，在松

23、散不穩(wěn)定(wndng)地層隧道中，可有效控制坍塌和地層變形。 水平旋噴樁抗彎性能不強(qiáng)，施工控制難度較大，目前我國(guó)的水平旋噴鉆機(jī)性能不過關(guān)，制約了水平旋噴預(yù)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。 它主要適用于粘性土、砂類土、淤泥等地層。第50頁(yè)/共124頁(yè)第五十頁(yè)，共124頁(yè)。鉆機(jī)(zunj)定位 鉆出旋噴孔 自孔底噴漿，形成(xngchng)固結(jié)體 第51頁(yè)/共124頁(yè)第五十一頁(yè)，共124頁(yè)?？刹迦胄静模ㄈ玟摻罨蜾摴埽?，提高固結(jié)( ji)體的抗彎折能力 拔出(b ch)噴頭，木塞塞入孔口，制止?jié){液外流第52頁(yè)/共124頁(yè)第五十二頁(yè)，共124頁(yè)。（a）意大利產(chǎn)重型水平(shupng)懸噴鉆機(jī) （b）1983年研

24、制的輕型水平(shupng)懸噴鉆機(jī) （c）三一重工(zhn n)2008年產(chǎn)中型水平懸噴鉆機(jī) 第53頁(yè)/共124頁(yè)第五十三頁(yè)，共124頁(yè)。 7.1.6 機(jī)械(jxi)預(yù)切槽法 機(jī)械預(yù)切槽法是利用專業(yè)的切槽機(jī)械，沿隧道外輪廓切割一定深度的切槽。切槽方式有帶鋸式和排鉆式兩種。在硬巖地層中，利用該切槽，作為爆破振動(dòng)的隔振層，主要起隔振或減振的作用(zuyng)。在軟石或砂質(zhì)地層中，在切槽內(nèi)填筑混凝土，形成預(yù)支護(hù)拱，提高隧道穩(wěn)定性。下圖為軟巖中預(yù)切槽法示意圖。 第54頁(yè)/共124頁(yè)第五十四頁(yè)，共124頁(yè)。New PLS預(yù)預(yù)切槽機(jī)的概切槽機(jī)的概觀觀(gigun)第55頁(yè)/共124頁(yè)第五十五頁(yè)，共124

25、頁(yè)。雙聯(lián)鏈?zhǔn)角械陡庞^雙聯(lián)鏈?zhǔn)角械陡庞^ （臂長(zhǎng)（臂長(zhǎng)(b chn)4米，自重約米，自重約10噸）噸）第56頁(yè)/共124頁(yè)第五十六頁(yè)，共124頁(yè)。New PLS機(jī)沿隧道機(jī)沿隧道縱縱斷面斷面連續(xù)連續(xù)(linx)移移動(dòng)動(dòng)作作業(yè)業(yè)示意示意圖圖切刀沿?cái)嗝鎸?dǎo)軌移動(dòng)開槽切刀沿?cái)嗝鎸?dǎo)軌移動(dòng)開槽同時(shí)做成的連續(xù)預(yù)置混凝土拱圈同時(shí)做成的連續(xù)預(yù)置混凝土拱圈操縱員與操縱臺(tái)位置操縱員與操縱臺(tái)位置機(jī)械沿縱向?qū)к壡昂笠苿?dòng)機(jī)械沿縱向?qū)к壡昂笠苿?dòng)第57頁(yè)/共124頁(yè)第五十七頁(yè)，共124頁(yè)。New PLS預(yù)預(yù)切槽機(jī)的施工切槽機(jī)的施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)作作業(yè)業(yè)(zuy)空空間間大大預(yù)切槽機(jī)設(shè)備（名立隧道試驗(yàn)）預(yù)切槽機(jī)設(shè)備（名立隧道試驗(yàn)）第58頁(yè)

26、/共124頁(yè)第五十八頁(yè)，共124頁(yè)。預(yù)切槽切割施工預(yù)切槽切割施工(sh gng)示意（試驗(yàn)施工示意（試驗(yàn)施工(sh gng)）混凝土試樣混凝土試樣(sh yn)外側(cè)（側(cè)向模板外側(cè)（側(cè)向模板(mbn)附近）附近）中部（灌注口附近）中部（灌注口附近）內(nèi)側(cè)（地山內(nèi)側(cè)）內(nèi)側(cè)（地山內(nèi)側(cè)）第59頁(yè)/共124頁(yè)第五十九頁(yè)，共124頁(yè)。作業(yè)過程：作業(yè)過程： (1)用預(yù)切槽鋸沿隧道外廓弧形拱深切用預(yù)切槽鋸沿隧道外廓弧形拱深切(shn qi)一寬一寬1530cm、長(zhǎng)約、長(zhǎng)約5m的切槽。的切槽。 (2)在切槽內(nèi)立即填充高強(qiáng)度噴射混凝土，形成長(zhǎng)在切槽內(nèi)立即填充高強(qiáng)度噴射混凝土，形成長(zhǎng)35 m的整體連續(xù)拱，兩次連續(xù)拱的

27、搭接長(zhǎng)度為的整體連續(xù)拱，兩次連續(xù)拱的搭接長(zhǎng)度為0.52.0m。 (3) 用挖掘機(jī)或臂式掘進(jìn)機(jī)開挖掌子面。用挖掘機(jī)或臂式掘進(jìn)機(jī)開挖掌子面。 (4)必要時(shí)，掌子面施設(shè)玻璃纖維錨桿穩(wěn)定作業(yè)面并噴砼。必要時(shí)，掌子面施設(shè)玻璃纖維錨桿穩(wěn)定作業(yè)面并噴砼。 (5) 安裝隧道防水層，進(jìn)行二次襯砌。安裝隧道防水層，進(jìn)行二次襯砌。機(jī)械預(yù)切槽法的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械預(yù)切槽法的優(yōu)點(diǎn)：減輕硬巖爆破時(shí)振動(dòng)的擴(kuò)展；減輕硬巖爆破時(shí)振動(dòng)的擴(kuò)展；快速形成整體空間弧形快速形成整體空間弧形(h xn)拱，減小圍巖變形與地表沉陷；拱，減小圍巖變形與地表沉陷；作業(yè)全程機(jī)械化，進(jìn)度快速均衡，節(jié)約成本。作業(yè)全程機(jī)械化，進(jìn)度快速均衡，節(jié)約成本。第60頁(yè)/

28、共124頁(yè)第六十頁(yè)，共124頁(yè)。作業(yè)全程機(jī)械化，進(jìn)度快速均衡，節(jié)約成本。預(yù)槽開挖和混凝土灌注同時(shí)完成，避免導(dǎo)致土層應(yīng)變的應(yīng)力釋放。機(jī)械預(yù)切槽法的缺點(diǎn)：在硬巖地層中推進(jìn)速度慢，較適合用于市區(qū)隧道(sudo)工程、松散地層和大斷面隧道(sudo)。第61頁(yè)/共124頁(yè)第六十一頁(yè)，共124頁(yè)。7.2 隧道爆破施工(sh gng)技術(shù)7.2.1 爆破(bop)對(duì)固體介質(zhì)的破壞作用炸藥爆炸過程是爆轟波傳播過程，也是炮轟成氣體做功的過程。炸藥爆炸，爆炸波轟擊巖面，以沖擊波形式向巖體內(nèi)部傳播，形成動(dòng)態(tài)應(yīng)力場(chǎng)。作用時(shí)間短，能量密度高，炮孔邊巖石粉碎性破壞。爆炸氣體靜壓和膨脹做功，巖石受切向拉力，強(qiáng)度達(dá)到巖石抗

29、拉強(qiáng)度時(shí)，巖石破壞產(chǎn)生徑向裂隙。在爆炸結(jié)束的瞬間，溫度下降，氣體逸散，介質(zhì)又為釋放壓縮能回彈，可能產(chǎn)生環(huán)向裂縫(li fng)。爆破力作用下，偏離徑向450的方向上可能產(chǎn)生剪切裂縫(li fng)。炸藥的爆炸反應(yīng)具有 的特點(diǎn)。高溫、高壓和高速度第62頁(yè)/共124頁(yè)第六十二頁(yè)，共124頁(yè)。爆破作用的區(qū)域(qy)劃分 爆破(bop)周圍區(qū)域劃分（1）壓縮粉碎區(qū)指半徑為R1范圍(fnwi)的區(qū)域。介質(zhì)距離藥包最近，受到的壓力最大，破壞最大。土壤或軟巖時(shí)壓縮形成一個(gè)環(huán)形體孔腔；硬巖時(shí)產(chǎn)生粉碎性破壞。震動(dòng)區(qū)3R拋擲區(qū)破壞區(qū)R1壓縮粉碎區(qū)2R4R（2）拋擲區(qū)R1與R2之間的范圍叫拋擲區(qū)。介質(zhì)的結(jié)構(gòu)被破壞成

30、碎塊。有多余能量使碎塊獲得運(yùn)動(dòng)速度，有臨空面時(shí)，在臨空面方向上被拋擲出去，產(chǎn)生拋擲運(yùn)動(dòng)。第63頁(yè)/共124頁(yè)第六十三頁(yè)，共124頁(yè)。（3）破壞區(qū)該區(qū)又叫松動(dòng)區(qū)，是指R2與R3之間的區(qū)域。爆炸能量在此區(qū)域內(nèi)只能使介質(zhì)破裂松動(dòng)，已沒有能力使碎塊產(chǎn)生拋擲運(yùn)動(dòng)。（4）震動(dòng)區(qū)R3與R4之間的范圍叫爆破震動(dòng)區(qū)。在此范圍內(nèi)，爆破能量只能使介質(zhì)發(fā)生彈性(tnxng)變形，不能產(chǎn)生破壞作用。 爆破(bop)周圍區(qū)域劃分震動(dòng)(zhndng)區(qū)4R3R2RR1壓縮粉碎區(qū)拋擲區(qū)破壞區(qū)第64頁(yè)/共124頁(yè)第六十四頁(yè)，共124頁(yè)。7.2.2 隧道(sudo)爆破設(shè)計(jì)隧道施工(sh gng)所采用的爆破方法中，用得最多的是

31、炮眼爆破法。爆破方法要研究的問題主要是炮眼布置、炮眼參數(shù)以及裝藥起爆等。炮眼參數(shù)：炮眼直徑、炮眼數(shù)目、炮眼長(zhǎng)度。裝藥起爆：正向起爆、反向起爆、雙向起爆；非電起爆、電起爆。第65頁(yè)/共124頁(yè)第六十五頁(yè)，共124頁(yè)。 掘進(jìn)工作面的炮眼可分為掏槽眼、輔助(fzh)眼和周邊眼。第66頁(yè)/共124頁(yè)第六十六頁(yè)，共124頁(yè)。u掏槽(to co)眼：在開挖斷面的適當(dāng)位置（一般在中央偏下部(xi b)）布置幾個(gè)掏槽炮眼，如圖中的1號(hào)炮眼。作用：因只有一個(gè)臨空面，為提高爆破效果，讓其最先起爆，炸出一個(gè)槽腔，為臨近(ln jn)炮眼的爆破創(chuàng)造臨空面。第67頁(yè)/共124頁(yè)第六十七頁(yè)，共124頁(yè)。u輔助(fzh)眼

32、作用(zuyng)：位于掏槽炮眼(poyn)與周邊炮眼(poyn)之間的炮眼(poyn)，如圖中2號(hào)炮眼(poyn)。擴(kuò)大掏槽炮眼炸出的槽口，為周邊炮眼爆破創(chuàng)造臨空面。u周邊眼沿隧道周邊布置的炮眼，如圖中3號(hào)炮眼。作用：炸出一個(gè)合適的爆破輪廓。第68頁(yè)/共124頁(yè)第六十八頁(yè)，共124頁(yè)。掏槽眼直接影響循環(huán)進(jìn)尺和掘進(jìn)效果；周邊(zhu bin)眼關(guān)系到隧道開挖邊界的超欠挖和對(duì)周圍圍巖的影響。爆破(bop)的關(guān)鍵是掏槽(to co)眼和周邊眼的爆破。在隧道爆破施工中，首要要求是炮眼利用率高，開挖輪廓及尺寸準(zhǔn)確，對(duì)圍巖震動(dòng)小。第69頁(yè)/共124頁(yè)第六十九頁(yè)，共124頁(yè)。光面爆破是先引爆掏槽眼，接著引

33、爆輔助眼，最后引爆周邊眼；裂爆破先引爆周邊眼，使沿周邊眼的連心線炸出平順的預(yù)裂面。由于這個(gè)預(yù)裂面的存在，對(duì)后爆的掏槽眼和輔助眼的爆炸波能起反射和緩沖作用，可以(ky)減輕爆炸波對(duì)圍巖的破壞影響，爆破后的開挖面整齊規(guī)則。光面爆破指爆破后斷面輪廓整齊，超挖和欠挖符合規(guī)定要求的爆破。光面爆破是使周邊炮眼起爆后優(yōu)先沿各孔的中心連線形成(xngchng)貫通裂縫，然后受爆炸氣體的作用，裂解的巖體向洞內(nèi)拋散。u周邊(zhu bin)眼的控制爆破 u采用光面爆破與預(yù)裂爆破技術(shù)，可以控制爆破輪廓，盡量保持圍巖的穩(wěn)定。 第70頁(yè)/共124頁(yè)第七十頁(yè)，共124頁(yè)。將開挖的石渣迅速裝車運(yùn)出洞外，是提高隧道掘進(jìn)速度的

34、重要環(huán)節(jié)。該項(xiàng)作業(yè)往往占全部開挖循環(huán)作業(yè)時(shí)間的35-50，控制著隧道的施工速度。因此，正確選擇并準(zhǔn)備足夠的裝渣運(yùn)輸方案，維修好線路，減少相互干擾，提高裝渣效率是加快(ji kui)隧道施工速度，尤其是加快(ji kui)長(zhǎng)大隧道施工速度關(guān)鍵。裝碴運(yùn)輸作業(yè)由三個(gè)環(huán)節(jié)組成：裝碴、運(yùn)輸和卸碴。u卸碴工作主要考慮(kol)：u選用達(dá)標(biāo)的巖塊加工成襯砌的粗骨料；u用作路基或洞外工作場(chǎng)地填方；u 棄置于山谷或河灘。7.3 裝渣與運(yùn)輸(ynsh)（自學(xué)）第71頁(yè)/共124頁(yè)第七十一頁(yè)，共124頁(yè)。為控制圍巖應(yīng)力適量釋放和變形，增加結(jié)構(gòu)安全度和方便施工，隧道開挖后立即施作剛度(n d)較小并作為永久承載結(jié)構(gòu)一

35、部分的結(jié)構(gòu)層，稱為初期支護(hù)。 初期支護(hù)一般由錨桿、噴射混凝土、鋼架、鋼筋網(wǎng)等組合組成。7.4 初期(chq)支護(hù)第72頁(yè)/共124頁(yè)第七十二頁(yè)，共124頁(yè)。u錨噴支護(hù)u靈活性。單獨(dú)使用、組合使用。局部加固、整體加固；一次完成、分次完成。“先柔后剛，按需提供”。u及時(shí)(jsh)性。迅速支護(hù)圍巖。時(shí)間上，早強(qiáng)性能，立即起作用；空間上，緊跟開挖面施工，錨桿還可超前支護(hù)。u密貼性。噴砼與圍巖密貼，抵抗巖塊沿節(jié)理的剪切和張裂。體現(xiàn)“圍巖一支護(hù)”思想。u深入性。錨桿深入圍巖，約束作用。尤其是系統(tǒng)錨桿。u柔性。調(diào)節(jié)圍巖變形，允許塑性區(qū)有限變形，發(fā)揮圍巖承能力。u封閉性。全面及時(shí)(jsh)地封閉圍巖，阻止水氣

36、侵蝕，減少膨脹性巖體的潮解軟化和膨脹，阻止圍巖變形，使圍巖較早進(jìn)入變形收斂狀態(tài)。 第73頁(yè)/共124頁(yè)第七十三頁(yè)，共124頁(yè)。u1、錨桿錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體，是噴錨支護(hù)的主要組成部分。它通過錨入巖體內(nèi)部的鋼筋，與巖體融為一體，達(dá)到提高圍巖的力學(xué)性能，改善圍巖的受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)加固圍巖、維護(hù)圍巖穩(wěn)定的目的(md)。錨桿支護(hù)不僅對(duì)硬質(zhì)圍巖，而且對(duì)軟質(zhì)圍巖也能起到良好的支護(hù)效果。錨桿作用(zuyng)機(jī)理：懸吊作用(zuyng)、組合拱作用(zuyng)、減跨作用(zuyng)、擠壓加固作用(zuyng)。第74頁(yè)/共124頁(yè)第七十四頁(yè)，共124頁(yè)。錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算(j sun) 錨桿承載

37、力計(jì)算(j sun) 錨桿錨固長(zhǎng)度確定 錨桿直徑的確定 錨桿間距的確定第75頁(yè)/共124頁(yè)第七十五頁(yè)，共124頁(yè)。 錨桿承載力計(jì)算(j sun)GG1錨桿11-1N裂隙面錨桿錨桿裂隙面 當(dāng)塊體(kui t)危石墜落時(shí)，除使錨桿受拉外，還對(duì)錨桿產(chǎn)生剪切作用。N是錨桿所受拉力；Q是錨桿所受剪力；G是危石重量或一根錨桿承擔(dān)的巖石重量； 是錨桿與地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的夾角； 是錨桿與垂直線夾角。 1第76頁(yè)/共124頁(yè)第七十六頁(yè)，共124頁(yè)。GG1錨桿11-1N裂隙面錨桿錨桿裂隙面根據(jù)靜力平衡(pnghng)及正弦定理有： sinsin1GQ sin)sin(1GN第77頁(yè)/共124頁(yè)第七十七頁(yè)，共124頁(yè)。

38、錨固長(zhǎng)度(chngd)確定 u錨固深度L1：u 根據(jù)錨桿抗拉強(qiáng)度與砂漿粘結(jié)力相等(xingdng)的等強(qiáng)度原則，可確定錨桿的錨固深度L1： 其中：d是錨桿直徑， 1622螺紋鋼筋；D是鉆孔直徑；k安全系數(shù)，3-5； 是砂漿與巖孔之間的抗剪強(qiáng)度。實(shí)踐中要求L1大于30厘米； kDRdLg421211=4gRLDdk（）第78頁(yè)/共124頁(yè)第七十八頁(yè)，共124頁(yè)。 錨桿長(zhǎng)總度L：321LLLL式中：L1是錨固深度，m； L2為不穩(wěn)定巖層厚度，m ； L3是外露長(zhǎng)度(chngd)（約小于噴射混凝土厚度） ，m 。 第79頁(yè)/共124頁(yè)第七十九頁(yè)，共124頁(yè)。 錨桿直徑(zhjng)的確定以抗拉為例，

39、錨桿直徑(zhjng)可用下式計(jì)算 gRkNd2式中：k是安全系數(shù)，可取1.52； Rg是錨桿抗拉強(qiáng)度(kn l qin d)，Pa； N是錨桿所受拉力，N； d是錨桿直徑，m。214gNNRkkAd第80頁(yè)/共124頁(yè)第八十頁(yè)，共124頁(yè)。giRdbLkP422222LkRdbg 錨桿間距(jin j)的確定 若等間距(jin j)布置，每根錨桿所負(fù)擔(dān)的巖體重量即為所受荷載。是巖體容重；b錨桿間距，一般(ybn)L12b；k安全系數(shù)23。L2為不穩(wěn)定巖層厚度，m ；第81頁(yè)/共124頁(yè)第八十一頁(yè)，共124頁(yè)。u2、噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)(jigu) u 噴射砼是將水泥、砂子、石子、速凝劑按一定的比

40、例均勻的攪拌后送入噴射機(jī)，以高速噴射到巖壁表面凝結(jié)而成的砼。 干噴 濕噴第82頁(yè)/共124頁(yè)第八十二頁(yè)，共124頁(yè)。干噴：將骨料、水泥和速凝劑按一定比例干拌均勻，然后裝入噴射機(jī)，用壓縮空氣使干集料在軟管內(nèi)呈懸浮狀態(tài)壓送到噴槍，再在噴嘴處與高壓水混合，以較高速度噴射到巖面上。干噴使用的機(jī)械結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，機(jī)械清洗和故障(gzhng)處理容易。但容易產(chǎn)生較大的粉塵，回彈量大，加水是由噴嘴處的閥門控制的，水灰比的控制比較難而且與操作手的熟練程度有關(guān)。濕噴：將骨料、水泥和水按設(shè)計(jì)比例拌和均勻，用濕式噴射機(jī)壓送到噴頭處，再在噴頭上添加速凝劑后噴出。濕噴混凝土質(zhì)量易控制，噴射過程中粉塵和回彈量很少，是應(yīng)當(dāng)發(fā)展

41、的噴射工藝，但對(duì)噴射機(jī)械要求高，機(jī)械清洗和故障(gzhng)處理較麻煩。第83頁(yè)/共124頁(yè)第八十三頁(yè)，共124頁(yè)。（1）噴射(pnsh)砼的作用具有不需模板、施作速度快、早期強(qiáng)度高、密實(shí)度好、與圍巖緊密粘結(jié)、不留空隙的突出(t ch)優(yōu)點(diǎn)。作用：封閉巖面、防止風(fēng)化松動(dòng)、填充坑凹及裂隙、維護(hù)和提高圍巖的整體性、幫助圍巖發(fā)揮自身的結(jié)構(gòu)作用、調(diào)整圍巖應(yīng)力(yngl)分布、防止應(yīng)力(yngl)集中、控制圍巖變形、防止掉塊、防止坍塌。第84頁(yè)/共124頁(yè)第八十四頁(yè)，共124頁(yè)。填充鑲嵌(xingqin)作用封閉(fngb)作用支撐(zh chng)作用抗彎作用加固作用第85頁(yè)/共124頁(yè)第八十五頁(yè)，共

42、124頁(yè)。（2）局部穩(wěn)定原理：危石除用錨桿支護(hù)外，也可用噴射混凝土層支護(hù)。在危石重力作用(zuyng)下混凝土噴層可能出現(xiàn)沖切破壞和撕裂破壞。噴層厚度應(yīng)滿足： 抗沖切計(jì)算(j sun)uRkWdL 抗撕裂計(jì)算(j sun) uRkWdLu（3）整體穩(wěn)定原理：噴混凝土層與圍巖表面緊密粘結(jié)、咬合使巖體密貼，組成“組合結(jié)構(gòu)”或“整體結(jié)構(gòu)物”共同工作。 為噴射混凝土抗拉強(qiáng)度；u為危石底面周長(zhǎng)，k是安全系數(shù)35。 LR是噴層和巖石之間的粘結(jié)強(qiáng)度。LuR第86頁(yè)/共124頁(yè)第八十六頁(yè)，共124頁(yè)。u3、錨噴聯(lián)合支護(hù)(zh h)結(jié)構(gòu) 錨（錨網(wǎng)）噴聯(lián)合支護(hù)是錨桿支護(hù)和噴混凝土支護(hù)二者作用原理的有機(jī)組合。在較好

43、的圍巖中，可將噴混凝土作為主要的支護(hù)手段，輔以錨桿加固；而在較差的圍巖中，則以錨桿，尤其是預(yù)應(yīng)力錨桿作為主要的巖體加固手段，并與噴混凝土、鋼筋(gngjn)網(wǎng)噴混凝土或加鋼拱的鋼筋(gngjn)網(wǎng)噴混凝土配合使用。錨桿是深層加固(ji )圍巖；而噴砼是表層及局部加固(ji )圍巖，而張掛金屬網(wǎng)，可以提高噴射砼支護(hù)層的抗拉能力、抗裂性及抗震性。第87頁(yè)/共124頁(yè)第八十七頁(yè)，共124頁(yè)。第88頁(yè)/共124頁(yè)第八十八頁(yè)，共124頁(yè)。錨噴聯(lián)合支護(hù)不同于傳統(tǒng)的開挖、支撐、模注襯砌施工(sh gng)方法，它是將隧道全斷面一次掘出，在開挖洞室的同時(shí)，盡可能迅速地連續(xù)觀測(cè)圍巖的位移和變形，并以及時(shí)的錨噴作

44、為臨時(shí)支護(hù)，稱其為第一次襯砌，起到穩(wěn)定圍巖，控制圍巖應(yīng)力和變形，防止松弛、坍塌和產(chǎn)生松散壓力等作用。所謂“及時(shí)”，對(duì)差的圍巖是指“盡快”，對(duì)好的圍巖是指“適時(shí)”。凝結(jié)后即連續(xù)地對(duì)支護(hù)噴層的變形進(jìn)行檢測(cè)。在臨時(shí)支護(hù)基礎(chǔ)上逐步增加支護(hù)措施，把噴層加厚，或增設(shè)長(zhǎng)錨桿、鋼筋網(wǎng)等。待其基本穩(wěn)定后，再加做模筑混凝土“二次襯砌”。此時(shí)，原來的臨時(shí)支護(hù)（錨噴支護(hù)）成為永久襯砌的一個(gè)組成部分。而“二次”襯砌基本上是不承載或承載很小的，主要是為了結(jié)構(gòu)物的安全、耐久、防水和飾面的需要。第89頁(yè)/共124頁(yè)第八十九頁(yè)，共124頁(yè)。u小結(jié)：為什么不能過早(u zo)或過晚進(jìn)行支護(hù)？u隧道開挖后，若支護(hù)非?？?，且支護(hù)剛度

45、又很大， 沒有或很少變形，若某點(diǎn)取得平衡(pnghng)，支護(hù)需提供很大的支護(hù)力，圍巖僅負(fù)擔(dān)產(chǎn)生彈性變形的壓力，故剛度大的支護(hù)是不合理的。 此時(shí)圍巖自由變形，洞室周邊位移將達(dá)到最大值，變形壓力很小或接近零，圍巖出現(xiàn)松弛、散落、坍塌的情況。此時(shí)圍巖對(duì)支護(hù)的壓力就不是變形壓力，而是圍巖坍塌下來的巖石重量(zhngling)。因此該情況是不允許存在的。若隧道開挖后不加支護(hù)，或支護(hù)不及時(shí)，相反，支護(hù)應(yīng)有相當(dāng)?shù)娜嵝宰冃文芰Γ?并也允許圍巖產(chǎn)生一定量的變形，適度的變形有助于圍巖通過應(yīng)力調(diào)整，形成足夠大的塑性區(qū)，充分發(fā)揮塑性區(qū)巖體的卸載作用，使傳到支護(hù)上的壓力大為減小。第90頁(yè)/共124頁(yè)第九十頁(yè)，共124

46、頁(yè)。錨噴支護(hù)施工(sh gng)原則 u 原則一：采取各種措施，確保圍巖(wi yn)不出現(xiàn)有害松動(dòng)u （1）洞室的布置和造型選取；u （2）采用控制爆破技術(shù)；u （3）減少對(duì)圍巖(wi yn)的擾動(dòng)次數(shù)；u （4）初期支護(hù)及時(shí)快速； u （5）合理利用開挖面空間效應(yīng)抑制圍巖(wi yn)變形 ；u （6）盡量減少其他外界因素（水、潮）對(duì)圍巖(wi yn)的影響。第91頁(yè)/共124頁(yè)第九十一頁(yè)，共124頁(yè)。u 原則二：使圍巖變形適度發(fā)展(fzhn)，合理利用圍巖自承能力（1）支護(hù)分次施作（2）調(diào)節(jié)支護(hù)封底(fngd)時(shí)間，控制圍巖變形；（3）在穩(wěn)定情況下適當(dāng)延遲支護(hù)時(shí)間u 原則三：保證錨噴支護(hù)

47、與圍巖形成共同體u （1）施工方法和施工措施上保證；u （2）將一些關(guān)鍵質(zhì)量問題(wnt)列入施工質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目。第92頁(yè)/共124頁(yè)第九十二頁(yè)，共124頁(yè)。u 原則四：選擇合理支護(hù)類型(lixng)和參數(shù)，并充分發(fā)揮其功效 （1）綜合考慮各種因素確定支護(hù)類型（圍巖地質(zhì)特點(diǎn)、工程斷面大小和使用條件要求等）（2）選擇合理的錨桿類型與參數(shù)，在圍巖中形成有效承載(chngzi)圈 錨桿最小長(zhǎng)度應(yīng)超過松動(dòng)圈厚度，以不超過塑性區(qū)為宜。（3）合理選擇噴層厚度，充分發(fā)揮噴層與圍巖自身承載(chngzi)力（4）合理選擇和配置鋼筋網(wǎng)和鋼支撐第93頁(yè)/共124頁(yè)第九十三頁(yè)，共124頁(yè)。u 原則(yunz)五：合理

48、安排施工程序 施工方法的正確性和合理性對(duì)錨噴支護(hù)的成敗和效果有重大影響(yngxing)，特別是開挖程序、掘進(jìn)進(jìn)尺、支護(hù)和閉合時(shí)機(jī)等至關(guān)重要。對(duì)于斷面(dun min)積小的隧道，或較好的圍巖，應(yīng)盡量采用全斷面(dun min)或分上下臺(tái)階一次開挖的方案，以減少擾動(dòng)次數(shù)，提高工效。對(duì)于大跨度隧道，尤其在松散巖體中，則可采用分部開挖方案，化大斷面(dun min)為小斷面(dun min)，減小擾動(dòng)的強(qiáng)度。第94頁(yè)/共124頁(yè)第九十四頁(yè)，共124頁(yè)。對(duì)于松散、自穩(wěn)性差的圍巖，進(jìn)尺應(yīng)短些，且對(duì)開挖面與支護(hù)面的距離要做限制。支護(hù)順序及初期支護(hù)時(shí)機(jī)與圍巖自穩(wěn)時(shí)間關(guān)系密切：若自穩(wěn)時(shí)間長(zhǎng)，可先錨后噴；若自

49、穩(wěn)時(shí)間短，則應(yīng)改成“噴-錨-噴”施工(sh gng)順序。初期支護(hù)一般應(yīng)作為永久支護(hù)的一部分，不允許初期噴層完全破裂。u 原則六：依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)(zhdo)施工 由于錨噴支護(hù)理論目前還不成熟，故需依靠現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)來掌握圍巖動(dòng)態(tài)(dngti)、修正設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工以及對(duì)支護(hù)效果作出正確評(píng)價(jià)。第95頁(yè)/共124頁(yè)第九十五頁(yè)，共124頁(yè)。u4、鋼拱架對(duì)于松軟破碎嚴(yán)重的圍巖，其自穩(wěn)性差，開挖后要求早期支護(hù)(zh h)具有較大的剛度，以阻止圍巖的過度變形和承受部分松弛荷載。此時(shí)，就需要采用剛度較大的鋼拱架支護(hù)(zh h)。另外，在淺埋、偏壓隧道，當(dāng)早期圍巖壓力增長(zhǎng)快，需要提高初期支護(hù)(zh h)的強(qiáng)

50、度和剛度時(shí)，也多采用鋼拱架支護(hù)(zh h)。可以采用型鋼、工字鋼、鋼管或鋼筋制成。多采用以鋼筋制作的格柵鋼架。 第96頁(yè)/共124頁(yè)第九十六頁(yè)，共124頁(yè)。第97頁(yè)/共124頁(yè)第九十七頁(yè)，共124頁(yè)。第98頁(yè)/共124頁(yè)第九十八頁(yè)，共124頁(yè)。第99頁(yè)/共124頁(yè)第九十九頁(yè)，共124頁(yè)。u5、施工中可能發(fā)生的問題及其對(duì)策u新奧法施工的基本原則，是根據(jù)圍巖性質(zhì)允許產(chǎn)生適量的變形，但又不使圍巖松動(dòng)(sngdng)塌落。u在施工過程中，若對(duì)圍巖性質(zhì)判斷不準(zhǔn)，或噴射混凝土、打錨桿、立鋼支撐時(shí)間和方法有誤，圍巖松動(dòng)(sngdng)就會(huì)超過預(yù)計(jì)。第100頁(yè)/共124頁(yè)第一百頁(yè)，共124頁(yè)。 施工中的現(xiàn)象措

51、施 A措施 B開挖面及其附近正面不穩(wěn)定1. 縮短一次掘進(jìn)長(zhǎng)度。2. 開挖時(shí)保留核心土。 3. 向正面噴射混凝土。 4. 用插板或并排鋼管打入地層進(jìn)行預(yù)支護(hù)1. 縮小開挖斷面。2. 在正面打錨桿。3. 采取輔助施工措施對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固開挖面頂部掉塊增大1. 縮短開挖時(shí)間及提前噴射混凝土。2. 采用插板或并排鋼管。3. 縮短一次開挖長(zhǎng)度。4. 開挖面暫時(shí)分部施工。1. 加鋼支撐。2. 預(yù)加固地層施工中的現(xiàn)象(xinxing)及其處理措施（課本P215） 第101頁(yè)/共124頁(yè)第一百零一頁(yè)，共124頁(yè)。 施工中的現(xiàn)象措施 A措施 B開挖面及其附近開挖面出現(xiàn)涌水或者涌水量增大1. 加速混凝土硬化（增加

52、速凝劑等）。2. 噴射混凝土前作好排水。3. 加掛網(wǎng)格密的鋼筋網(wǎng)。4. 設(shè)排水片。1. 采取排水方法（如排水鉆孔、井點(diǎn)降水等）。 2. 預(yù)加固地層 地基承載力不足，下沉增大1.注意開挖；2. 不要損壞地基圍巖。3. 加厚底腳處噴混凝土；4. 增加支撐面積。1. 增加錨桿。 2. 縮短臺(tái)階長(zhǎng)度；3. 及早閉合支護(hù)環(huán)。 4. 用噴混凝土作臨時(shí)底拱。 5. 預(yù)加固地層。產(chǎn)生底鼓 及早噴射底拱混凝土1. 在底拱處打錨桿。2. 縮短臺(tái)階長(zhǎng)度；3. 及早閉合支護(hù)環(huán)。第102頁(yè)/共124頁(yè)第一百零二頁(yè)，共124頁(yè)。施工中的現(xiàn)象措施 A措施 B噴混凝土噴混凝土層脫離甚至塌落1.開挖后盡快噴射混凝土。2. 加鋼

53、筋網(wǎng)。3. 解除涌水壓力。 4. 加厚噴層。打錨桿或增加錨桿噴混凝土層中應(yīng)力增大，產(chǎn)生裂縫和剪切破壞。1. 加鋼筋網(wǎng)。2. 在噴混凝土層中增設(shè)縱向伸縮縫。1. 增加錨桿（用比原來長(zhǎng)的錨桿）。2. 加入鋼支撐。錨桿錨桿軸力增大，墊板松弛或錨桿斷裂。1. 增強(qiáng)錨桿（加長(zhǎng)）。 2. 采用承載力大的錨桿。3. 為增大錨桿的變形能力。施工中的現(xiàn)象及其處理(chl)措施 第103頁(yè)/共124頁(yè)第一百零三頁(yè)，共124頁(yè)。施工中的現(xiàn)象措施 A措施 B鋼支撐鋼支撐中應(yīng)力增大，產(chǎn)生屈服松開接頭處螺栓，鑿開噴混凝土層，使之可自由伸縮。1. 增強(qiáng)錨桿。2. 采用可伸縮的鋼支撐；3. 在噴混凝土層中設(shè)縱向伸縮縫。凈空位

54、移增大，位移速度變快。1. 縮短從開挖到支護(hù)的時(shí)間。 2. 提前打錨桿。3. 縮短臺(tái)階、底拱一次開挖的長(zhǎng)度。4. 當(dāng)噴混凝土開裂時(shí)，設(shè)縱向伸縮縫。1. 增強(qiáng)錨桿。2. 縮短臺(tái)階長(zhǎng)度；3. 提前閉合支護(hù)環(huán)。4. 在錨桿墊板間夾入彈簧墊圈等。5. 采用超短臺(tái)階法；6. 或在上半端面建造臨時(shí)底拱。施工中的現(xiàn)象及其處理(chl)措施 第104頁(yè)/共124頁(yè)第一百零四頁(yè)，共124頁(yè)。7.5 隧道(sudo)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)在隧道的施工過程中，使用各種儀器設(shè)備和量測(cè)元件，對(duì)地表沉降、圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行量測(cè)，據(jù)此來判斷隧道開挖對(duì)地表環(huán)境的影響范圍(fnwi)和程度、圍巖的穩(wěn)定性和支護(hù)的工作狀態(tài)，這種工作稱為新奧法的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)。采用新奧法設(shè)計(jì)和施工的隧道，應(yīng)將監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目列入文件，并在施工中實(shí)施。第105頁(yè)/共124頁(yè)第一百零五頁(yè)，共124頁(yè)。1、監(jiān)控(jin kn)量測(cè)的目的提供監(jiān)控設(shè)計(jì)的依據(jù)(yj)和信息監(jiān)控(jin kn)量測(cè)目的預(yù)報(bào)及監(jiān)視險(xiǎn)情校核隧道工程理論計(jì)算結(jié)果、完善工程類比法 掌握圍巖力學(xué)形態(tài)的變化規(guī)律