隧道工程生產(chǎn)實習報告附詳圖

一、隧道工程的基本概念廣義定義：最終使用于地表面以下，不論以何種方式建造的所需形狀和尺寸的空洞，內部凈空面積在 2平方米以上者。狹義定義：是一種修建在地下的工程建筑物，修建在地下、兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線等通過的通道。根據(jù)其所在位置可分為山嶺隧道、 水下隧道和城市隧道三大類。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道； 為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。二、實習目的，任務，要求實習目的：通過這次生產(chǎn)實習，讓我們更好的了解隧道施工，盾構的各部分組成，增強我們對隧道的認識，為我們以后的隧道專業(yè)知識的學習打下堅實的基礎。實習任務：參觀重慶地鐵修建的 3區(qū)間2車站實習要求：1，參觀時要排隊；2，必須佩戴安全帽；3，要服從工作人員的安排；4外出有事必須請假三、實習安排本次生產(chǎn)實習安排如下：7月13號，開動員大會7月14-19號，在教室觀看視頻錄像7月20號，坐車趕往重慶7月21-30號，參觀重慶地鐵隧道的修建四、實習內容1、校內理論實習隧道的基本知識本節(jié)主要內容是：隧道的基本認識、工程特點、 TBM機；本人對隧道隧道工程的認識。B、隧道結構構造及設計本節(jié)主要內容：主體建筑物、附屬建筑物的構造；基本概念（隧道凈空）；公路隧道建筑界限、隧道洞身支護結構；襯砌；洞門；明洞。C、隧道附屬建筑本節(jié)主要內容：鐵路、公路及防排水、避車洞、碎石道床、通風設施、照明、緊急停車帶、通風方式的選擇、治水原則D、隧道施工方法本節(jié)主要內容：施工特點、礦山法、明挖法、掘進機法、盾構法、沉管法、頂進法以及分部開挖法。E、隧道掘進機：維爾特 TBM880E；鉆機全斷面；盾構機與 TBM的區(qū)別。F、視屏《隧道施工》本節(jié)主要內容：工程特點；方法及選擇；新奧法施工。2.校外實踐實習實地參觀銅鑼灣隧道，國際會展中心 6號支線，張家溪大橋，蔡巷區(qū)間、車站，向家巷鉆爆區(qū)間，曹家灣豎井，以及烈士墓車站新奧法施工新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱， 原文是NewAustrianTunnellingMethod簡稱NATM，新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲 （L.V.RABCEWICZ）教授于50 年代提出的，它是以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學的理論為基礎， 將錨桿和噴射混凝土組合在一起，作為主要支護手段的一種施工方法，經(jīng)過一些國家的許多實踐和理論研究，于60年代取得專利權并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā)展， 已成為現(xiàn)代隧道工程新技術標志之一。六十年代 NATM被介紹到我國， 七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展。至今，可以說在所有重點難點的地下工程中都離不開 NATM新.奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。 。新奧法理論要點及施工要點：新奧法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別：傳統(tǒng)方法認為巷道圍巖是一種荷載，應用厚壁混凝土加以支護松動圍巖。而新奧法認為圍巖是一種承載機構，構筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護結構（以噴射混凝土、錨桿為主要手段）并使圍巖與支護結構共同形成支撐環(huán)，來承受壓力，并最大限度地保持圍巖穩(wěn)定，而不致松動破壞。新奧法將圍巖視為巷道承載構件的一部分，因此，施工時應盡可能全斷面掘進，以減少巷道周邊圍巖應力的擾動，并采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對圍巖的震動，以保全其整體性。同時注意巷道表面盡可能平滑，避免局部應力集中。新奧法將錨桿、噴射混凝土適當進行組合，形成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝土來支護圍巖，使噴射層與圍巖緊密結合，形成圍巖-支護系統(tǒng)，保持兩者的共同變形，故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。保護巷道圍巖自身的承載能力新奧法施工在巷道開挖后采取了一系列綜合性措施：構筑防水層、圍巖巷道排水；選擇合理的斷面形狀尺寸；給支護留變形余量；開巷后及時做好支護、封閉圍巖等，都是為保護巷道圍巖的自身承載能力，使圍巖的擾動影響控制在最小范圍內，并加固圍巖，提高圍筵強度。使其與人工支護結構共同承受巷道壓力。允許圍巖由一定量的變形，以利于發(fā)揮圍巖的固有強度。同時巷道的支護結構，也應具有預定的可縮量，以緩和巷道壓力。圍巖的變形是控制在一定范圍內的，必須避免圍巖變形過大，從而導致圍巖強度的削弱以致引起垮落、失穩(wěn)。支護結構具有一定的變形量，允許巷道圍巖產(chǎn)生一定的變形，以緩和來自巷道的巨大壓力，更進一步減輕支護荷載。新奧法施工過程中量測工作的特殊性由于巖體生成條件與地質作用的復雜性，施工條件的復雜性，以及對工程設計參數(shù)的精確要求，得要通過許多量測手段，在施工過程中對圍巖動態(tài)和支護結構工作狀態(tài)和支護結構工作狀態(tài)進行監(jiān)測。并用監(jiān)測結果修改初步設計，指導施工。量測的結果可以作為施工現(xiàn)場分析參數(shù)和修改設計的依據(jù)，因而能夠預見事故和險情，以便及時采取措施，防患于未然提到施工的安全程度。由上所述，新奧法的支護原則是：圍巖不僅是載物體，而且是承載結構；圍巖承載圈和支護體組成巷道的統(tǒng)一體，是一個力學體系；巷道的開挖和支護都是為保持改善與提高圍巖的自身支撐能力服務。新奧法的主要支護手段與施工順序：新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護為主要支護手段，因錨桿噴射混凝土支護能夠形成柔性薄層，與圍巖緊密粘結的可縮性支護結構，允許圍巖有一定的協(xié)調變形，而不使支護結構承受過大的壓力。施工順序可以概括為：開挖→一次支護→二次支護。開挖開挖作業(yè)的內容依次包括：鉆孔、裝藥、爆破、通風、出渣等。開挖作業(yè)與一次支護作業(yè)同時交叉進行，為保護圍巖的自身支撐能力，第一次支護工作應盡快進行。為了沖分利用圍巖的自身支撐能力開挖應采用灌面爆破（控制爆破）或機械開挖，并盡量采用全斷面開挖，地質條件較差時可以采用分塊多次開挖。一次開挖長度應根據(jù)巖質條件和開挖方式確定。巖質條件好時，長度可大一些，巖質條件差時長度可小一些，在同等巖質條件下，分塊多次開挖長度可大一些，全斷面開挖長度就要小一些。一般在中硬巖中長度約為米，在膨脹性地層中大約為米。第一次支護作業(yè)包括：一次噴射混凝土、打錨桿、聯(lián)網(wǎng)、立鋼拱架、復噴混凝土在巷道開挖后，應盡快地噴一層薄層混凝土（3-5mm），為爭取時間在較松散的圍巖掘進中第一次支護作業(yè)是在開挖的渣堆上進行的，待把未被渣堆覆蓋的開挖面的一次噴射混凝土完成后再出渣。按一定系統(tǒng)布置錨桿，加固深度圍巖，在圍巖內形成承載拱，由噴層、錨桿及巖面承載拱構成外拱，起臨時支護作用，同時又是永久支護的一部分。復噴后應達到設計厚度（一般為 10-15mm），并要求將錨桿、金屬網(wǎng)、鋼拱架等覆裹在噴射混凝土內。完成第一次支護的時間非常重要，一般情況應在開挖后圍巖自穩(wěn)時間的二分之一時間內完成。目前的施工經(jīng)驗是松散圍巖應在爆破后三小時內完成，主要由施工條件決定。在地質條件非常差的破碎帶或膨脹性地層（如風華花崗巖）中開挖巷道，為了延長圍巖的自穩(wěn)時間，為了給一次支護爭取時間，安全的作業(yè)，需要在開挖工作面的前方圍巖進行超前支護（預支護），然后再開挖。在安裝錨桿的同時，在圍巖和支護中埋設儀器或測點，進行圍巖位移和應力的現(xiàn)場測量：依據(jù)測量得到的信息來了解圍巖的動態(tài)，以及支護抗力與圍巖的相適應程度。一次支護后，在圍巖變形趨于穩(wěn)定時，進行第二次支護和封底，即永久性的支護（或是補噴射混凝土，或是澆注混凝土內拱），起到提高安全度和整個支護承載能力增強的作用，而此支護時機可以由監(jiān)測結果得到。對于底板不穩(wěn)，底鼓變形嚴重，必然牽動側墻及頂部支護不穩(wěn)，所以應盡快封底，形成封閉式的支護，以謀求圍巖的穩(wěn)定。新奧法適用范圍：①具有較長自穩(wěn)時間的中等巖體；②弱膠結的砂和石礫以及不穩(wěn)定的礫巖；③強風化的巖石；④剛塑性的粘土泥質灰?guī)r和泥質灰?guī)r；⑤堅硬粘土，也有帶堅硬夾層的粘土；⑥微裂隙的，但很少粘土的巖體；⑦在很高的初應力場條件下，堅硬的和可變堅硬的巖石；在下述條件下應用新奧法必須與一些輔助方法相配合①有強烈地壓顯現(xiàn)的巖體；②膨脹性巖體（要與仰拱與底部錨桿相配合）；③在一些松散巖體中，要與鋼背板與之配合；④在蠕動性巖體中，要與凍結法或預加固法等配合；在下列場合中應用應慎重①大量涌水的巖體；②由于涌水會產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的圍巖；③極為破碎，錨桿鉆孔、安裝都極為困難的巖體；④開挖面完全不能自穩(wěn)的巖體等。新奧法的缺點主要有：①實施不僅要求有良好的施工組織和管理，也要求技術人員和量測人員都十分熟練，沒有這一點就易于發(fā)生錯誤；作業(yè)質量都與每一個人的仔細操作有關。②開挖暴露出的地質會立即|考試大|改變其狀態(tài)，因此要求施工地質人員要親臨現(xiàn)場，以便發(fā)現(xiàn)問題；③用能控制的施工量測，往往給施工帶來不便；④干噴射帶來的灰塵以及由于易|考試大|受化學藥品的損害必須加強防護，尤其是對眼睛的防護，濕噴雖然可以避免此缺點，但在同樣條件下，不如干噴那樣有效的支護巖體。我們本次實習地點向家崗鉆爆工區(qū)就是采用的新奧法施工。鉆爆區(qū)間隧道未接部分隧道內二襯鋼筋網(wǎng)的布置定義明挖法指的是先將隧道部位的巖 (土)體全部挖除，然后修建洞身、洞門，再進行回填的施工方法。優(yōu)、缺點明挖法具有施工簡單、快捷、經(jīng)濟、安全的優(yōu)點，城市地下隧道式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開挖技術。其缺點是對周圍環(huán)境的影響較大。施工技術明挖法的關鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護，土方開挖，結構施工及防水工程等。地下工程施工明挖法其中邊坡支護是確保安全施工的關鍵技術。主要有：(1)放坡開挖技術。適用于地面開闊和地下地質條件較好的情況?；討陨隙路謱?、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡，必要時采用水泥粘土護坡。(2)型鋼支護技術。一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可采用雙排樁，由拉桿或連梁連結共同受，也可采用多層鋼橫撐支護或單層、多層錨桿與型鋼共同形成支護結構。(3)連續(xù)墻支護技術。一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽，也可采用多頭鉆和切削輪式設備成槽。連續(xù)墻不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用于軟土和松散含水地層。(4)混凝土灌注樁支護技術。一般有人工挖孔或機械鉆孔兩種方式。鉆孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成樁。支護可采用雙排樁加混凝土連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。(5)土釘墻支護技術。在原位土體中用機械鉆孔或洛陽鏟人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，并噴射混凝土，使土體、鋼筋、噴射混凝土板面結合成土釘支護體系。(6)錨桿(索)支護技術。在孔內放入鋼筋或鋼索后注漿，達到強度后與樁墻進行拉錨，并加預應力錨固后共同受力，適用于高邊坡及受載大的場所。(7)混凝土和鋼結構支撐支護方法。依據(jù)設計計算在不同開挖位置上灌注混凝土內支撐體系和安裝鋼結構內支撐體系，與灌注樁或連續(xù)墻形成一個框架支護體系， 承受側向土壓力，內支撐體系在做結構時要拆除。適用于高層建筑物密集區(qū)和軟弱淤泥地層。三種基本類型① 先墻后拱法。是最常用的一種方法，適用于地形有利、地質條件較好的各種淺埋隧道和地下工程。其施工步驟是:先開挖基坑或塹壕,再以先邊墻后拱圈（或頂板）的順序施做襯砌和敷設防水層，最后進行洞頂回填。當?shù)匦魏褪┕龅貤l件許可，邊坡開挖后又能暫時穩(wěn)定時,可采用帶邊坡的基坑或塹壕。如施工場地受限制，或邊坡不穩(wěn)定時，可采用直壁的基坑或塹壕，此時坑壁必須進行支護。 明挖法② 先拱后墻法適用于破碎巖層和土層。其施工步驟是：從地面先開挖起拱線以上部分。 按地質條件可開挖成敞開式基坑，或支撐的直壁式基坑 1,接著修筑頂拱Ⅱ，然后在頂拱掩護下挖中槽 3，分段交錯開挖馬口 4和6，修筑邊墻Ⅴ和Ⅶ。③ 墻拱交替法是上述兩種方法的混合使用，邊墻和頂拱的修筑相互交替進行， 它適用于不能單獨采用先墻后拱法或先拱后墻法的特殊情況。 其施工步驟是：先開挖外側邊墻部位土石方1,修筑外側邊墻Ⅱ；開挖部分塹壕 3至起拱線,修筑頂拱Ⅳ；分段交錯開挖余下的塹壕 5，筑內側邊墻Ⅵ。輔助工作在某些先墻后拱法特定條件下，如城市中修建地鐵，因街道狹窄，不允許長期封閉地面交通；鄰近有高層建筑物；水文地質條件復雜，不允許因開挖范圍過大而引起沉陷等，可采用地下連續(xù)墻法施工。為了保證施工正常而順利地進行，有時還需要完成下列重要輔助工作：①坑壁支護直壁式基坑必須進行支護。在巖石地層和一般粘土地層中，通常采用木支撐支護，有時可配合用錨桿支護。在不穩(wěn)定含水松軟地層中施工時，常用板樁支護，根據(jù)具體情況選用工字鋼或鋼板樁。當基坑較大,不便于架設橫撐時,可用土層錨桿代替。②施工防排水其目的是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的穩(wěn)定和創(chuàng)造良好的施工條件。在基坑開挖之前，必須在其周圍開挖排水溝攔截地表水。在含水地層中施工時，根據(jù)水文地質條件，可選用集水坑水泵抽水、井點降水、鋼板樁圍堰、壓漿堵水或凍結法等施工防排水方法TBM施工TBM的定義掘進機的技術名稱在我國過去很不統(tǒng)一,各行業(yè)均冠以習慣稱呼,鐵道和交通部門稱之為隧道掘進機,煤炭部門稱之為巷道掘進機,水電部門又稱為隧洞掘進機。83年國家標準(GB4052-83)統(tǒng)一稱為全斷面巖石掘進機(Full FaceRockTunnelingBoringMachine-TBM)簡稱掘進機或TBM.TBM定義是:一種靠旋轉并推進刀盤,通過盤形滾刀破碎巖石而使隧洞全斷面一次成形的機器。掘進系統(tǒng)是類似的，都是采用刀盤機械破碎巖石或土體。走行系統(tǒng)類似，都是在位于基礎上的軌道上走行。不同的是1.盾構軌道安裝在管片上，而TBM一般安裝在預制仰拱塊上。 2.反力提供機理不同，TBM依靠撐靴撐在隧道側面上提供反力，盾構機依靠反力架及管片提供反力。 3.襯砌施工方式不同，盾構采用預制管片加壁后注漿，TBM采用管棚、超前導管、錨桿、噴砼為初支，常規(guī)方法施作二襯。ＴＢＭ主要分為以下３種類型，并分別適應于不同的地質。 開敞式ＴＢＭ。常用于硬巖在開敞式ＴＢＭ 上，配置了鋼拱架安 裝器和噴錨等輔助設備，以適應地質的變化。當采取有效支護手段后也可應用于軟巖隧道。雙護盾ＴＢＭ。適用于各種地質，既能適應軟巖，也能適應硬巖或軟硬巖交互地層。單護盾ＴＢＭ。常用于劣質地層。TBM施工的優(yōu)點快速—約為鉆爆法的 4~6倍；優(yōu)質---洞壁光滑，超挖量少；高效---節(jié)約襯砌，節(jié)約人工勞動，縮短工期；安全---無爆破作業(yè)，安全性加大，作業(yè)環(huán)境安全；環(huán)保---非爆破開挖，塵土、氣體、噪音污染少，減少輔助洞室，減少地表破壞；自動化、信息化程度高。TBM施工的缺點地質適應性較差;不適宜中短距離隧道的施工 ;斷面適應性較差;運輸困難，對施工場地有特殊要求 ;設備購置及使用成本大。TBM的基本構造敞開式TBM是山嶺隧道施工的成套設備， 從結構上一般分為主機、連接橋、后配套及附屬設備 ，各部分分別由相應的液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、 PLC（Programmablelogi