區(qū)間隧道施工方法

隧道施工方法

幾種施工方法一新奧法二盾構(gòu)法三TBM四淺埋暗挖法新奧法新奧法新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱(chēng)，原文是NewAustrianTunnellingMethod簡(jiǎn)稱(chēng)NATM，新奧法概念是奧地利學(xué)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(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土組合在一起，作為主要支護(hù)手段的一種施工方法。原理：新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控來(lái)指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則。新奧法隧道模型錨桿二次襯砌施工過(guò)程基本原則少擾動(dòng)早噴錨勤測(cè)量緊封閉（1）充分保護(hù)圍圍巖，減少對(duì)對(duì)圍巖的擾動(dòng)動(dòng)。（2）充分發(fā)揮圍圍巖的自承能能力。（3）盡快使支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)閉合。。（4）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工工。測(cè)量斷面大小及位位置臺(tái)階法環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留留核心土法中洞法交叉中隔壁法法中隔壁法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法盾構(gòu)法盾構(gòu)機(jī)（軟土土層掘進(jìn)機(jī)）于1847年發(fā)明，它是是一種帶有護(hù)護(hù)罩的專(zhuān)用設(shè)設(shè)備。利用尾尾部已裝好的的襯砌塊作為為支點(diǎn)向前推推進(jìn)，用刀盤(pán)盤(pán)切割土體，，同時(shí)排土和和拼裝后面的的預(yù)制混凝土土襯砌塊。盾盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的的出碴方式有有機(jī)械式和水水力式，以水水力式居多。。水力盾構(gòu)在在工作面處有有一個(gè)注滿(mǎn)膨膨潤(rùn)土液的密密封室。澎潤(rùn)潤(rùn)土液既用于于平衡土壓力力和地下水壓壓力，又用作作輸送排出土土體的介質(zhì)。。軟土層掘進(jìn)進(jìn)機(jī)原理盾構(gòu)法是暗挖挖法施工中的的一種全機(jī)械械化施工方法法。它是將盾盾構(gòu)機(jī)械在地地中推進(jìn)，通通過(guò)盾構(gòu)外殼殼和管片支承承四周?chē)鷰r防防止發(fā)生往隧隧道內(nèi)的坍塌塌。同時(shí)在開(kāi)開(kāi)挖面前方用用切削裝置進(jìn)進(jìn)行土體開(kāi)挖挖，通過(guò)出土土機(jī)械運(yùn)出洞洞外，靠千斤斤頂在后部加加壓頂進(jìn)，并并拼裝預(yù)制混混凝土管片，，形成隧道結(jié)結(jié)構(gòu)的一種機(jī)機(jī)械化施工方方法。盾構(gòu)機(jī)既是一一種施工機(jī)具具，也是一種種強(qiáng)有力的臨臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)。盾構(gòu)機(jī)外外形上看是一一個(gè)大的鋼管管機(jī)，較隧道道部分略大，，它是設(shè)計(jì)用用來(lái)抵擋外向向水壓和地層層壓力的。它它包括三部分分：前部的切切口環(huán)、中部部的支撐環(huán)以以及后部的盾盾尾。大多數(shù)數(shù)盾構(gòu)的形狀狀為圓形，也也有橢圓形、、半圓形、馬馬蹄形及箱形形等其他形式式。土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)工作原理盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，，其前端刀盤(pán)盤(pán)旋轉(zhuǎn)掘削地地層土體，切切削下來(lái)的土土體進(jìn)入土艙艙。當(dāng)土體充充滿(mǎn)土艙時(shí)，，其被動(dòng)土壓壓與掘削面上上的土壓、水水壓基本平衡衡，使得掘削削面與盾構(gòu)面面處于平衡狀狀態(tài)(即穩(wěn)定狀態(tài))。示意圖如圖圖所示。由圖圖可知，這類(lèi)類(lèi)盾構(gòu)靠螺旋旋輸送機(jī)將碴碴土(即掘削棄土)排送至土箱，，運(yùn)至地表。。由裝在螺旋旋輸送機(jī)排土土口處的滑動(dòng)動(dòng)閘門(mén)或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)漏斗控制出出土量，確保保掘削面穩(wěn)定定。土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)圖刀盤(pán)盾尾施工1.在盾構(gòu)法隧道道的起始端和和終結(jié)端各建建一個(gè)豎井，城市地鐵一般般利用車(chē)站的的端頭作為始始發(fā)或到達(dá)的豎井；2.盾構(gòu)在始發(fā)豎井內(nèi)安裝就位；3.依靠盾構(gòu)千斤斤頂推力（作作用在豎井后壁或新拼裝好的的襯砌上）將將盾構(gòu)從始發(fā)發(fā)工作井的墻墻壁開(kāi)孔處推推出；4.盾構(gòu)在地層中中沿著設(shè)計(jì)軸軸線(xiàn)推進(jìn)，在在推進(jìn)的同時(shí)時(shí)不斷出土（（泥）和安裝裝襯砌管片；5.及時(shí)向襯砌背背后的空隙注注漿，防止地地層移動(dòng)和固固定襯砌環(huán)位位置；6.盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)豎井并被拆除，如施施工需要，也也可穿越豎井井再向前推進(jìn)。工作示意圖豎井施工豎井施工盾構(gòu)機(jī)安裝安裝就位推進(jìn)沙土搬運(yùn)和管管片運(yùn)輸沙土搬運(yùn)襯砌襯砌指的是為為防止圍巖變變形或坍塌，，沿隧道洞身身周邊用鋼筋筋混凝土等材材料修建的永永久性支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)。襯砌技技術(shù)通常是應(yīng)應(yīng)用于隧道工工程、水利渠渠道中。襯砌砌簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就就是內(nèi)襯，常常見(jiàn)的就是用用砌塊襯砌，，可以是預(yù)應(yīng)應(yīng)力高壓灌漿漿素混凝土襯襯砌。二次襯砌二次襯砌是隧隧道工程施工工在初期支護(hù)護(hù)內(nèi)側(cè)施作的的模筑混凝土土或鋼筋混凝凝土襯砌，與與初期支護(hù)共共同組成復(fù)合合式襯砌。模筑襯砌模筑襯砌指立立拱架或模板板后修筑的隧隧道襯砌。在在全斷面開(kāi)挖挖隧道灌筑整整體混凝土襯襯砌時(shí)，可實(shí)實(shí)行綜合機(jī)械械預(yù)制裝配式襯襯砌預(yù)制裝配式襯襯砌是將若干在工工廠(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)預(yù)制的構(gòu)件運(yùn)運(yùn)入坑道內(nèi)，，用機(jī)械拼裝裝而成，一經(jīng)經(jīng)裝配，即可可承受?chē)鷰r壓壓力。⑴一經(jīng)經(jīng)裝配成環(huán)，，不需養(yǎng)生時(shí)時(shí)間，即可承承受?chē)鷰r壓力力；一經(jīng)裝配成環(huán)，不不需養(yǎng)生時(shí)間間，即可承受受?chē)鷰r壓力；大量構(gòu)件可以在工工廠(chǎng)成批生產(chǎn)產(chǎn)，在洞內(nèi)進(jìn)進(jìn)行機(jī)械化拼拼裝，從而改改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省了勞動(dòng)動(dòng)力；拼裝時(shí)，不需要臨臨時(shí)支護(hù)如拱拱架、模板等等，從而節(jié)省省了大量的支支撐材料及勞勞動(dòng)力；拼裝速度因采用了了機(jī)械化而提提高，縮短了了工期，還可可能降低造價(jià)價(jià)。缺點(diǎn)，在坑道內(nèi)需需要足夠的拼拼裝空間，制制備構(gòu)件的尺尺寸要求有一一定的精度，，接縫多，防防水較困難等等，由于以上上原因，在我我國(guó)鐵路上未未能推廣使用用。擠壓混凝土襯襯砌擠壓混凝土襯襯砌可以是素素混凝土，也也可以是鋼筋筋混凝土，但但應(yīng)用的最多多的是鋼纖維維混凝土。擠壓混凝土的的襯砌一次成成型，內(nèi)表面面光滑，襯砌砌背后無(wú)空隙隙，故無(wú)需注注漿，且對(duì)控控制地層移動(dòng)動(dòng)特別有效。。但因擠壓混混凝土襯砌需需要較多的施施工設(shè)備，其其中包括混凝凝土成型用的的框模，拼拆拆框模的系統(tǒng)統(tǒng)，混凝土配配制車(chē)、泵、、閥、管等組組成的混凝土土配送系統(tǒng)。。而且，混凝凝土制備、配配送、鋼筋架架立等工藝較較為復(fù)雜，在在滲漏性較大大的土層中要要達(dá)到要求尚尚有困難。故故擠壓混凝土土襯砌的應(yīng)用用尚不廣泛。。管片管片運(yùn)輸管片運(yùn)輸管片運(yùn)輸管片拼裝管片拼裝盾構(gòu)到達(dá)豎井TBMTBM發(fā)展歷史簡(jiǎn)介介隧道掘進(jìn)機(jī)(TunnelBoringMachine)是一種用機(jī)械械破碎巖石、、出碴與支護(hù)護(hù)實(shí)行連續(xù)作作業(yè)的綜合設(shè)設(shè)備，它是由由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)發(fā)展而來(lái)的。。1818年英國(guó)布魯諾諾(Brunel)受蛀蟲(chóng)鉆孔啟啟示，最早提提出盾構(gòu)雛形形與施工方法法。1846年意大利人Maus發(fā)明隧道掘進(jìn)進(jìn)機(jī)(盾構(gòu))。1851年美國(guó)人查理理士·威爾遜研制出出TBM試用于花崗巖巖掘進(jìn)未獲成成功。1881年波蒙特開(kāi)發(fā)發(fā)出壓縮空氣氣式TBM，成功用于英英吉利海峽隧隧道直徑2.1m的勘探導(dǎo)坑。。美國(guó)羅賓斯(Robbins)公司1952年研制出第一一臺(tái)軟巖TBM，1956年又成功研制制中硬巖TBM。2023/3/15532023/3/1554TBM法的概述與應(yīng)應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)（TunnelBoringMachine），簡(jiǎn)稱(chēng)TBM，是一種修建建巖質(zhì)隧道的的工廠(chǎng)化施工工技術(shù)。在機(jī)機(jī)械施工中很很長(zhǎng)一段時(shí)期期，把在土質(zhì)質(zhì)隧道中采用用的機(jī)械稱(chēng)為為盾構(gòu)，而把把在巖質(zhì)隧道道中施工的機(jī)機(jī)械稱(chēng)為掘進(jìn)進(jìn)機(jī)，或巖石石掘進(jìn)機(jī)。由由于機(jī)械制造造技術(shù)的快速速發(fā)展，這種種區(qū)分越來(lái)越越不明顯，因因此目前多把把掘進(jìn)機(jī)和盾盾構(gòu)并稱(chēng)為盾盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。2023/3/1555TBM主要制造商美國(guó)羅賓斯德國(guó)海瑞克公司德國(guó)威爾特公司加拿大拉法特日本三菱公司Robbins2023/3/1556TBM刀盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖TBM破巖方式主要有：：擠壓式與切削式式1.擠壓式主要是通過(guò)水平推進(jìn)油油缸使刀盤(pán)上的滾滾刀強(qiáng)行壓入巖體體，并在刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)推進(jìn)過(guò)程中聯(lián)合合擠壓與剪切作用用破碎巖體。滾刀類(lèi)型：圓盤(pán)型型、楔齒形、球齒齒型2.切削式主要利用巖石抗彎、抗抗剪強(qiáng)度低(僅為抗壓強(qiáng)度的5~10%)的特點(diǎn)靠銑削(即剪切)與彎斷破碎巖體。。在兩種破巖方式總總的破巖體積中，，大部分并不是由由刀具直接切割下下來(lái)的，而是由后后進(jìn)刀具剪切破碎碎的，先形成破碎碎溝或切削槽是先先決條件TBM破巖方式與原理2023/3/1558TBM的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：快速---約為鉆爆法的4~6倍；優(yōu)質(zhì)---洞壁光滑，超挖量量少；高效---節(jié)約襯砌，節(jié)約人人工勞動(dòng)；安全---安全性加大，作業(yè)業(yè)環(huán)境安全；環(huán)保---非爆破開(kāi)挖，塵土土、氣體、噪音污染少，減少輔輔助洞室，減少地地表破壞；自動(dòng)化、信息化程程度高。2023/3/1559缺點(diǎn)：1、設(shè)備購(gòu)置及使用用成本大；2、施工途中不能改改變開(kāi)挖半徑；3、地質(zhì)適應(yīng)性較差差;4、斷面適應(yīng)性較差差;5、運(yùn)輸困難。TBM施工法始于二十世世紀(jì)三十年代，限限于機(jī)械技術(shù)水平平，其應(yīng)用實(shí)例甚甚少。五六十年代代隨著機(jī)械工業(yè)與與掘進(jìn)機(jī)技術(shù)水平平的不斷提高發(fā)展展較快。迄今為止止，世界上采用TBM施工的隧道超過(guò)1000座，總長(zhǎng)度超過(guò)4000km，以逐步成為長(zhǎng)大大隧道修建的主要要施工方法之一。。國(guó)外典型應(yīng)用——英吉利海峽隧道由2條外徑8.6m單線(xiàn)鐵路隧道與1條外徑5.6m輔助隧道組成。全全長(zhǎng)48.5km，海底段長(zhǎng)37.5km，隧道最深處在海海平面下100m，全部采用TBM施工。英國(guó)側(cè)6臺(tái)，岸邊段3臺(tái)海底段3臺(tái)(單向推進(jìn)21.2km)。法國(guó)側(cè)5臺(tái)，岸邊段2臺(tái)海底段3臺(tái)。最深處需承受受10atm水壓力，平均月進(jìn)進(jìn)尺1000m/月。隧道建成標(biāo)志著TBM施工技術(shù)的最高水水平，也是融合英英、美、法、德等等國(guó)TBM施工技術(shù)于一體的的最高成就。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用概況國(guó)內(nèi)應(yīng)用國(guó)內(nèi)TBM研發(fā)制造始于二十十世紀(jì)六十年代中中期，共生產(chǎn)10余臺(tái)直徑2.5~5.8m的TBM，先后用于下列水水電與煤礦井巷工工程。國(guó)產(chǎn)機(jī)型月月均進(jìn)尺20~300m，累計(jì)總掘進(jìn)長(zhǎng)度度12km。云南西洱河水電站站引水隧道引灤入津新王莊隧隧道陡河電站的引引水隧道引大入秦總干渠38號(hào)隧道北京落坡嶺水電工工程貴州貓?zhí)铀娬菊疽淼栏＝堥T(mén)灘引水隧隧道江西萍鄉(xiāng)、山西懷懷仁、山西古交、、云南羊場(chǎng)煤礦楔齒型與球齒型滾滾刀破巖原理最初由楔齒尖端在在滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)情況下下產(chǎn)生切向張力破破壞巖石的表面，，切人深度為λ。然后由齒尖的楔楔入力繼續(xù)引起剪剪切破壞，楔入深深度為h。由于各齒環(huán)的齒齒節(jié)是不同的，因因此加大了楔齒的的破巖效果。球齒齒型滾刀的破巖原原理與楔齒型滾刀刀相同，適用于硬硬巖掘進(jìn)。2023/3/1563TBM的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，構(gòu)造造和工作原理一、全斷面TBMTBM基本構(gòu)造TBM由破巖機(jī)構(gòu)、推進(jìn)進(jìn)機(jī)構(gòu)、巖碴裝運(yùn)運(yùn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向調(diào)向向機(jī)構(gòu)及吸塵、通通風(fēng)裝置等幾部分分組成。破巖機(jī)構(gòu)滾刀或削刀在強(qiáng)大大軸推力的作用下下旋轉(zhuǎn)，切削與剪剪切破碎巖石。推進(jìn)機(jī)構(gòu)主支撐鞋頂撐洞壁壁以支承和推進(jìn)機(jī)機(jī)身。副支撐鞋控控制振動(dòng)與方向。。出碴機(jī)構(gòu)破巖形成的片狀石石碴，由安裝在刀刀盤(pán)上的鏟碴斗鏟鏟起，鏟斗旋轉(zhuǎn)到到頂部卸入集料斗斗，經(jīng)皮帶機(jī)裝車(chē)車(chē)運(yùn)出洞外。導(dǎo)向及調(diào)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用來(lái)指指示和校核掘進(jìn)機(jī)機(jī)推進(jìn)的方向，使使其保證符合設(shè)計(jì)計(jì)的軸線(xiàn)和坡度的的要求。通風(fēng)及吸塵裝置掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)將產(chǎn)產(chǎn)生大量的熱量與與粉塵。故對(duì)通風(fēng)風(fēng)、降塵要求較高高。一般在刀盤(pán)頭頭部安裝有吸塵設(shè)設(shè)備和噴水裝置，，掘進(jìn)時(shí)連續(xù)噴水水降塵。機(jī)房?jī)?nèi)專(zhuān)專(zhuān)設(shè)通風(fēng)降溫設(shè)備備。全斷面TBM分類(lèi)開(kāi)敞式TBM：配置鋼拱架安裝裝器與噴錨等輔助助設(shè)備。常用于硬硬巖，采取有效支支護(hù)手段后也可應(yīng)應(yīng)用于軟巖隧道。。雙護(hù)盾TBM：適用于各種地質(zhì)質(zhì)，既能適應(yīng)軟巖巖，也能適應(yīng)硬巖巖或軟硬巖交互地地層。單護(hù)盾TBM：常用于劣質(zhì)地層層。單護(hù)盾TBM推進(jìn)時(shí)利用管片作作支撐，其原理類(lèi)類(lèi)似于盾構(gòu)。與雙雙護(hù)盾TBM相比，掘進(jìn)與安裝裝管片不能同時(shí)進(jìn)進(jìn)行。微型TBM：Φ0.25~3.00m中型TBM：Φ3.0~8.0m巨型TBM：大于Φ8.0mSingleShieldTBM①護(hù)盾；②液壓推進(jìn)進(jìn)油缸；③管片；；④刀盤(pán)；⑤裝渣渣斗；⑥皮帶輸送送機(jī)DoubleShieldTBM①可伸縮護(hù)盾；②刀刀盤(pán)；③活動(dòng)支撐撐鞋；④輔助推進(jìn)進(jìn)油缸；⑤管片GripperTBM①支撐鞋；②鋼支架架舉升器；③錨桿桿安裝機(jī)構(gòu)；④鋼鋼筋網(wǎng)舉升器2023/3/1570自由斷面TBM2023/3/1571自由斷面TBM的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①開(kāi)挖斷面面形狀自由由；②易于適應(yīng)應(yīng)地質(zhì)條件件的變化；；③開(kāi)挖速度度快；④?chē)鷰r松弛弛少；⑤噪聲、振振動(dòng)少；⑥輕量、小小型、機(jī)動(dòng)動(dòng)性好；⑦人員少，，安全性高高；⑧機(jī)械購(gòu)置置費(fèi)用低。。2023/3/1572缺點(diǎn)：①地質(zhì)條件件的適用范范圍?。虎诎l(fā)生粉塵塵；③有涌水時(shí)時(shí)易于泥化化；TBM法隧道的施施工流程、、技術(shù)要點(diǎn)點(diǎn)和輔助工工法TBM施工主要流流程施工準(zhǔn)備→→全斷面開(kāi)開(kāi)挖與出渣渣→外層管管片式襯砌砌或初期支支護(hù)→TBM前推→管片片外灌漿或或二次襯砌砌Robbins開(kāi)敞式TBM循環(huán)作業(yè)流流程STEP1:作業(yè)開(kāi)始。。主支撐前前位撐緊洞洞壁，后支支撐腿提起起。刀盤(pán)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，推進(jìn)進(jìn)油缸伸出出，TBM前部前移一一個(gè)作業(yè)行行程STEP2:準(zhǔn)備換步。。刀盤(pán)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，后支撐撐腿抵住仰仰拱承重STEP3:主支撐回縮縮。推進(jìn)油油缸回縮將將自由態(tài)主主支撐前拉拉回位STEP4:主支撐回位位后伸出支支撐鞋抵緊緊巖壁，后后支撐提起起，TBM定位找正，，坡道上必必要時(shí)先定定坡度。STEP5:返回第一步步，TBM準(zhǔn)備下一循循環(huán)掘進(jìn)。。掘進(jìn)機(jī)法施施工技術(shù)要要求基本原則TBM掘進(jìn)斷面大大可達(dá)10m以上，小僅僅為1.8m。由于TBM與輔助施工工技術(shù)日臻臻完善以及及現(xiàn)代高科科技成果(液壓新技術(shù)術(shù)、電子技技術(shù)與材料料科學(xué)技術(shù)術(shù)等)的應(yīng)用大大大提高了TBM對(duì)各種困難難條件的適適應(yīng)性，因因此簡(jiǎn)單從從開(kāi)挖可能能性來(lái)考慮慮TBM的適用范圍圍是不全面面的。判定依據(jù)隧道圍巖的的抗壓強(qiáng)度度、裂縫狀狀態(tài)、涌水水狀態(tài)等巖巖性條件機(jī)械構(gòu)造、、TBM直徑等機(jī)械械條件；隧道斷面、、長(zhǎng)度、位位置狀況、、地址條件件等。TBM工法選用流流程(參見(jiàn)下頁(yè)流流程圖)初步調(diào)查地質(zhì)構(gòu)造分分析地表調(diào)查彈性波速度度阻抗試驗(yàn)鉆孔調(diào)查開(kāi)挖直徑刀具直徑與與數(shù)量馬達(dá)刀具轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速后續(xù)設(shè)備等等循環(huán)、支護(hù)護(hù)輔助工法、臨時(shí)時(shí)設(shè)計(jì)與鉆爆法比比較線(xiàn)路決定地質(zhì)調(diào)查當(dāng)?shù)貤l件TBM規(guī)格決定施工計(jì)劃經(jīng)濟(jì)分析實(shí)施計(jì)劃變更線(xiàn)路其他方法NoYesTBM工法研究流流程框圖α＜2擠出性——膨脹性圍巖2＜α＜4輕微擠出性——地壓大的圍巖4＜α＜10地壓大——有地壓的圍巖α＞10幾乎無(wú)地壓的圍巖二、工程地地質(zhì)條件主要調(diào)查影影響TBM使用的地質(zhì)質(zhì)條件。影響TBM選用的地質(zhì)質(zhì)因素隧道地壓。。是否存在在塑性地壓壓？指標(biāo)：圍巖巖強(qiáng)度比(軟巖)；圍巖抗剪剪強(qiáng)度比(似砂土軟巖巖)圍巖強(qiáng)度比比斷層破碎帶帶、軟弱泥泥巖以及蛇蛇紋巖等膨膨脹性巖層層掘進(jìn)困難難涌水狀態(tài)。。涌水范圍圍、大小與與壓力會(huì)造造成工作面面崩塌與承承載力低下下，應(yīng)慎用用。機(jī)械條件TBM不僅受地質(zhì)質(zhì)條件約束束，還受到到開(kāi)挖直徑徑、開(kāi)挖機(jī)機(jī)構(gòu)的約束束。在硬巖中開(kāi)開(kāi)挖大直徑徑隧道很是是困難。日日本實(shí)例的的最大直徑徑僅為5m左右。目前TBM多數(shù)是單軸軸回轉(zhuǎn)式。。若開(kāi)挖直直徑越大，，刀頭內(nèi)周周與外周的的周差速越越大，將對(duì)對(duì)刀頭產(chǎn)生生種種不良良影響。隨著開(kāi)挖直直徑的增大大，需要增增大推力，，支撐靴也也要增大，，將導(dǎo)致運(yùn)運(yùn)輸困難與與承載力問(wèn)問(wèn)題。開(kāi)挖長(zhǎng)度TBM進(jìn)場(chǎng)需經(jīng)歷歷運(yùn)輸、組組裝等過(guò)程程。根據(jù)其其直徑與型型式、運(yùn)輸輸途徑、組組裝基地狀狀況等不同同，需準(zhǔn)備備1~2個(gè)月。TBM后續(xù)設(shè)備長(zhǎng)長(zhǎng)100~200m，為正規(guī)地地進(jìn)行掘進(jìn)進(jìn)也需先筑筑一段長(zhǎng)200m左右的隧道道。隧道長(zhǎng)度小小于1000m時(shí)，其運(yùn)行行成本急劇劇增大。達(dá)達(dá)3000m左右時(shí)的成成本大致是是一定的。。國(guó)外在斷面面10~30m2、長(zhǎng)1000km以上的隧道道開(kāi)挖，優(yōu)優(yōu)先考慮采采用TBM施工。最佳開(kāi)挖長(zhǎng)長(zhǎng)度為3000km以上，短隧隧道慎用。。五.工程所在地地的道路設(shè)設(shè)施TBM的運(yùn)輸與組組裝要求注注意工程所所在地的基基礎(chǔ)設(shè)施條條件。搬運(yùn)運(yùn)計(jì)劃應(yīng)考考慮道路寬寬度、高度度與重量等等限制，根根據(jù)組裝條條件充分調(diào)調(diào)查運(yùn)輸時(shí)時(shí)的分割方方法(即最小分割割尺寸與重重量)。TBM一般在工廠(chǎng)廠(chǎng)試組裝、、試運(yùn)輸后后分割。分分割重量約約為35t，斷面3.5×3.5m左右。TBM施工電耗較較高，約為為同規(guī)模其其他工法施施工的雙車(chē)車(chē)道隧道的的1.5倍，規(guī)劃時(shí)時(shí)應(yīng)充分考考慮。TBM選用應(yīng)考慮慮的條件工程規(guī)模：：隧道形狀狀、長(zhǎng)度、、直徑、埋埋深、走向向；地質(zhì)情況：：巖石類(lèi)型型與強(qiáng)度、、節(jié)理分布布與發(fā)育程程度、斷層層、暗河、、溶洞、地地下水分布布、已有地地表建筑、、河流等基礎(chǔ)設(shè)施：：交通運(yùn)輸輸能力、水水電來(lái)源、、進(jìn)出洞口口場(chǎng)地施工進(jìn)度與與企業(yè)能力力(制造維修、、經(jīng)濟(jì)、施施工管理與與習(xí)慣)掘進(jìn)機(jī)法施施工要點(diǎn)TBM施工管理措措施TBM工廠(chǎng)化施工工是一項(xiàng)管管理系統(tǒng)工工程。施工工與設(shè)備管管理水平的的提高是其其高效率與與高效益的的保證。在在一般地質(zhì)質(zhì)條件下，，國(guó)外掘進(jìn)進(jìn)機(jī)凈掘進(jìn)進(jìn)時(shí)間在40～50％左右。提高設(shè)備完完好率，強(qiáng)強(qiáng)調(diào)預(yù)防性性維修。選擇合理掘掘進(jìn)系數(shù)，，定時(shí)檢查查、更換與與調(diào)換刀具具配件儲(chǔ)備與與供應(yīng)定崗定責(zé)，，標(biāo)準(zhǔn)化作作業(yè)地質(zhì)超前預(yù)預(yù)報(bào)控制測(cè)量與與施工測(cè)量量精度電力專(zhuān)供洞口平縱面面條件、作作業(yè)場(chǎng)地、、大型臨時(shí)時(shí)工程等施施工準(zhǔn)備襯砌施工技技術(shù)要點(diǎn)襯砌結(jié)構(gòu)一一般是由臨臨時(shí)或初期期支護(hù)以及及二次襯砌砌組成。在在隧道設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，就應(yīng)應(yīng)確定基本本支護(hù)形式式。引水隧隧道大都采采用護(hù)盾式式TBM進(jìn)行管片襯襯砌的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式；公公、鐵隧道道除進(jìn)行臨臨時(shí)支護(hù)外外，一般視視地質(zhì)情況況采用二次次噴射混凝凝土或二次次模注混凝凝土作為永永久襯砌。。管片式襯砌砌護(hù)盾式TBM一般采用圓圓形全周管管片式襯砌砌。該類(lèi)襯襯砌適合于于軟弱圍巖巖。管片間間應(yīng)安裝止止水條，并并在管片外外圓與洞壁壁間隙間壓壓入豆石與與注漿。二次模筑混混凝土襯砌砌開(kāi)敞式掘進(jìn)進(jìn)機(jī)一般隨隨開(kāi)挖先施施作臨時(shí)支支護(hù)，再進(jìn)進(jìn)行二次模模注混凝土土襯砌。亦亦可采用二二次噴射混混凝土作為為永久襯砌砌，加鋼筋筋網(wǎng)或鋼纖纖維。國(guó)產(chǎn)首臺(tái)自自主知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)敞開(kāi)式式TBM長(zhǎng)長(zhǎng)沙下線(xiàn)直直徑8米米達(dá)到世界界先進(jìn)水平平一個(gè)多世紀(jì)紀(jì)以來(lái)，其其核心技術(shù)術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)國(guó)外壟斷，，甚至直到到今年10月前，國(guó)國(guó)內(nèi)的TBM還全部部依賴(lài)進(jìn)口口。國(guó)產(chǎn)首臺(tái)敞敞開(kāi)式TBM下線(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)國(guó)產(chǎn)首臺(tái)敞敞開(kāi)式TBM下線(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)淺埋暗挖法法定義淺埋暗挖法法是在距離離地表較近近的地下進(jìn)進(jìn)行各種類(lèi)類(lèi)型地下洞洞室暗挖施施工的一種種方法。在在城鎮(zhèn)軟弱弱圍巖地層層中，在淺淺埋條件下下修建地下下工程，以以改造地質(zhì)質(zhì)條件為前前提，以控制地表表沉降為重重點(diǎn)，以格柵（（或其他鋼鋼結(jié)構(gòu)）和和噴錨作為為初期支護(hù)護(hù)手段，按按照十八字字原則進(jìn)行行施工，稱(chēng)稱(chēng)之為淺埋埋暗挖法。。淺埋暗挖法法是在距離離地表較近近的地下進(jìn)進(jìn)行各種類(lèi)類(lèi)型地下洞洞室暗挖施施工的一種種方法。繼繼1984年王夢(mèng)恕院院士在軍都都山隧道黃黃土段試驗(yàn)驗(yàn)成功的基基礎(chǔ)上，又又于1986年在具有開(kāi)開(kāi)拓性、風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)性、復(fù)復(fù)雜性的北北京復(fù)興門(mén)門(mén)地鐵折返返線(xiàn)工程中中應(yīng)用，在在拆遷少、、不擾民、、不破壞環(huán)環(huán)境下獲得得成功。同同時(shí)，結(jié)合合中國(guó)特點(diǎn)點(diǎn)及水文地地質(zhì)系統(tǒng)，，創(chuàng)造了小小導(dǎo)管超前前支護(hù)技術(shù)術(shù)、8字型網(wǎng)構(gòu)鋼鋼拱架設(shè)計(jì)計(jì)、制造技技術(shù)、正臺(tái)臺(tái)階環(huán)形開(kāi)開(kāi)挖留核心心土施工技技術(shù)和變位位進(jìn)行反分分析計(jì)算的的方法，提提出了“管管超前、嚴(yán)嚴(yán)注漿、短短開(kāi)挖、強(qiáng)強(qiáng)支護(hù)、快快封閉、勤勤量測(cè)”18字方針，突突出時(shí)空效效應(yīng)對(duì)防塌塌的重要作作用，提出出在軟弱地地層快速施施工的理念念。由此形形成了淺埋埋暗挖法，，創(chuàng)立了適適用于軟弱弱地層的地地下工程設(shè)設(shè)計(jì)、施工工方法。基本原理淺埋暗挖法法沿用新奧奧法(NewAustrianTunnelingMethod)基本原理，，初次支護(hù)護(hù)按承擔(dān)全全部基本荷荷載設(shè)計(jì)，，二次模筑筑襯砌作為為安全儲(chǔ)備備；初次支支護(hù)和二次次襯砌共同同承擔(dān)特殊殊荷載。應(yīng)應(yīng)用淺埋暗暗挖法設(shè)計(jì)計(jì)、施工時(shí)時(shí)，同時(shí)采采用多種輔輔助工法，，超前支護(hù)護(hù)，改善加加固圍巖，，調(diào)動(dòng)部分分圍巖的自自承能力；；并采用不不同的開(kāi)挖挖方法及時(shí)時(shí)支護(hù)、封封閉成環(huán)，，使其與圍圍巖共同作作用形成聯(lián)聯(lián)合支護(hù)體體系；在施施工過(guò)程中中應(yīng)用監(jiān)控控量測(cè)、信信息反饋和和優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不不塌方、少少沉降、安安全施工等等，并形成成多種綜合合配套技術(shù)術(shù)優(yōu)點(diǎn)由于造價(jià)低低、拆遷少少、靈活多多變、無(wú)須須太多專(zhuān)用用設(shè)備及不不干擾地面面交通和周周?chē)h(huán)境等等特點(diǎn)，淺淺埋暗挖法法在全國(guó)類(lèi)類(lèi)似地層和和各種地下下工程中得得到廣泛應(yīng)應(yīng)用。施工原則管超前、嚴(yán)嚴(yán)注漿、短短開(kāi)挖、強(qiáng)強(qiáng)支護(hù)、快快封閉、勤勤量測(cè)管超前嚴(yán)注漿短開(kāi)挖強(qiáng)支護(hù)快封閉勤測(cè)量施工步驟施工方法全斷面全斷面開(kāi)挖挖法施工操操作比較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，全斷斷面一次鉆鉆孔，并進(jìn)進(jìn)行裝藥連連線(xiàn)，再起起一次爆破破成型，同同時(shí)施作初初期支護(hù)，，鋪設(shè)防水水隔離層，，進(jìn)行二次次筑模襯砌砌。這種開(kāi)開(kāi)挖的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是全斷面面開(kāi)挖法有有較大的作作業(yè)空間，，有利于采采用大型配配套機(jī)械化化作業(yè)，提提高施工速速度，且工工序少，便便于施工組組織的管理理。缺點(diǎn)是是由于開(kāi)挖挖面較大，，圍巖穩(wěn)定定性降低，，且每個(gè)循循環(huán)工作量量較大;另外深孔爆爆破引起的的震動(dòng)較大大，因此要要求進(jìn)行精精心的鉆爆爆設(shè)計(jì)，并并嚴(yán)格控制制爆破作業(yè)業(yè)。臺(tái)階法臺(tái)階法施工工就是將結(jié)結(jié)構(gòu)斷面分分成兩個(gè)或或幾個(gè)部分分，分步開(kāi)開(kāi)挖。根據(jù)據(jù)地層條件件和機(jī)械配配套情況，，臺(tái)階法又又可分為正正臺(tái)階法、、多臺(tái)階法法等。臺(tái)階階法開(kāi)挖優(yōu)優(yōu)點(diǎn)很多，，能較早地地使支護(hù)閉閉合，有利利于控制其其結(jié)構(gòu)變形形及由此引引起的地面面沉降。臺(tái)臺(tái)階法開(kāi)挖挖的優(yōu)點(diǎn)是是靈活多變變，適用性性強(qiáng)，具有有足夠的作作業(yè)空間和和較快的施施工速度。。缺點(diǎn)是上上下部作業(yè)業(yè)互相干擾擾，應(yīng)注意意下部作業(yè)業(yè)時(shí)對(duì)上部部穩(wěn)定性的的影響，還還應(yīng)注意臺(tái)臺(tái)階開(kāi)挖會(huì)會(huì)增加圍巖巖擾動(dòng)的次次數(shù)等。中隔墻法中隔墻法也也稱(chēng)CD工法，主要要適用于地地層較差和和不穩(wěn)定巖巖體，且地地面沉降要要求嚴(yán)格的的地下工程程施工。當(dāng)當(dāng)CD工法仍不能能滿(mǎn)足要求求時(shí)，可在在CD工法的基礎(chǔ)礎(chǔ)上加設(shè)臨臨時(shí)仰拱，，即所謂的的交叉中