《隧道施工技術(shù)》課件

隧道施工技術(shù)本課件介紹隧道工程技術(shù)原理、施工方法及安全管理，適合工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。什么是隧道？定義穿越山體、水下或城市地下的人工通道發(fā)展歷史從古代采礦隧道到現(xiàn)代交通樞紐應(yīng)用場(chǎng)景交通、水利、能源、軍事等領(lǐng)域隧道在交通中的應(yīng)用鐵路隧道高速鐵路穿山通道，節(jié)約運(yùn)行時(shí)間公路隧道山區(qū)道路優(yōu)化，縮短行車距離地鐵隧道城市地下快速交通網(wǎng)絡(luò)隧道的基本分類按位置分類山嶺隧道城市隧道水下隧道按用途分類交通隧道引水隧道電纜隧道礦山隧道按施工方法分類明挖隧道暗挖隧道盾構(gòu)隧道隧道結(jié)構(gòu)與組成拱頂承受上部荷載洞壁支撐側(cè)向壓力底板傳遞荷載至地基附屬設(shè)施排水、通風(fēng)、照明系統(tǒng)隧道工程的主要特點(diǎn)地質(zhì)條件復(fù)雜巖層多變，突發(fā)情況難預(yù)測(cè)施工條件惡劣通風(fēng)照明不足，空間狹小投資大周期長(zhǎng)單位造價(jià)高，施工周期較長(zhǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)高塌方、突水等事故威脅隧道施工的前期準(zhǔn)備1工程勘察地質(zhì)條件詳細(xì)調(diào)查2技術(shù)方案設(shè)計(jì)施工方法與工藝選擇3組織準(zhǔn)備人員培訓(xùn)與設(shè)備配置4現(xiàn)場(chǎng)布置臨建設(shè)施與道路規(guī)劃隧道地質(zhì)勘察資料收集區(qū)域地質(zhì)背景研究鉆探取樣巖土樣本獲取與分析物探檢測(cè)地質(zhì)雷達(dá)與電法探測(cè)成果報(bào)告地質(zhì)模型與參數(shù)確定地質(zhì)條件對(duì)施工的影響巖性特征強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)影響穩(wěn)定性水文條件地下水滲流引發(fā)突水風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)構(gòu)造斷層破碎帶增加施工難度地應(yīng)力場(chǎng)高地應(yīng)力導(dǎo)致巖爆現(xiàn)象勘察成果利用設(shè)計(jì)優(yōu)化根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整斷面風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判識(shí)別危險(xiǎn)段落提前預(yù)防方法選擇確定適合的施工工法隧道工程設(shè)計(jì)原則安全第一保障施工和運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理優(yōu)化投資與效益平衡環(huán)保節(jié)能減少對(duì)自然環(huán)境影響功能適用滿足使用要求與標(biāo)準(zhǔn)隧道施工常用工法總覽明挖法適用于淺埋隧道，從地表開(kāi)挖暗挖法傳統(tǒng)鉆爆法，不破壞地表盾構(gòu)法機(jī)械化挖掘，適合軟土地層明挖隧道施工技術(shù)適用條件淺埋隧道地表可開(kāi)挖地質(zhì)條件較好工藝特點(diǎn)施工方便造價(jià)相對(duì)較低對(duì)地表干擾大主要工序基坑開(kāi)挖支護(hù)施工主體結(jié)構(gòu)回填覆土明挖法施工步驟場(chǎng)地準(zhǔn)備清理地表，遷移管線基坑支護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，確保邊坡穩(wěn)定主體結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻、頂板混凝土澆筑回填恢復(fù)覆土回填，恢復(fù)地表功能明挖法安全控制要點(diǎn)1邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)支護(hù)變形，防止滑坡2地下水控制降水措施，防止管涌3周邊保護(hù)控制振動(dòng)，監(jiān)測(cè)周邊建筑4土方平衡合理調(diào)配挖填方量暗挖法基本原理暗挖法通過(guò)地下挖掘形成洞室，保持地表完整，適用于山嶺隧道和城市深埋段暗挖法常見(jiàn)技術(shù)臺(tái)階法分上下臺(tái)階開(kāi)挖控制圍巖變形適用中等圍巖全斷面法一次性開(kāi)挖全斷面施工效率高適用良好圍巖環(huán)狀開(kāi)挖法分部環(huán)形施工變形控制嚴(yán)格適用差圍巖暗挖法支護(hù)與襯砌初期支護(hù)錨桿、鋼拱架、噴射混凝土觀測(cè)等待監(jiān)測(cè)圍巖變形穩(wěn)定二次襯砌模板安裝，混凝土澆筑附屬結(jié)構(gòu)防水層、路面、排水系統(tǒng)盾構(gòu)法簡(jiǎn)介刀盤(pán)系統(tǒng)破碎土體，形成隧道盾體結(jié)構(gòu)支撐周圍土體，保護(hù)內(nèi)部后配套系統(tǒng)渣土運(yùn)輸，管片安裝盾構(gòu)法適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件城市地下工程水下隧道均質(zhì)土層優(yōu)點(diǎn)安全性高機(jī)械化程度高地表沉降小缺點(diǎn)設(shè)備投資大轉(zhuǎn)彎半徑受限地質(zhì)適應(yīng)性差盾構(gòu)施工流程盾構(gòu)始發(fā)組裝調(diào)試，接收洞建設(shè)掘進(jìn)作業(yè)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)，土壓平衡管片拼裝同步安裝混凝土管片盾構(gòu)到達(dá)接收端拆解回收盾構(gòu)管片襯砌技術(shù)材料類型混凝土管片鋼管片復(fù)合管片拼裝方式同步拼裝螺栓連接支撐注漿防水措施橡膠密封墊填縫注漿防水層設(shè)置適用情況常規(guī)地層高壓水環(huán)境特殊地質(zhì)新奧法（NATM）概述基本理念圍巖自承能力最大化利用技術(shù)特點(diǎn)靈活的支護(hù)體系，持續(xù)監(jiān)測(cè)核心內(nèi)容"量測(cè)-分析-調(diào)整"閉環(huán)管理應(yīng)用優(yōu)勢(shì)適應(yīng)性強(qiáng)，成本效益好新奧法在中國(guó)的應(yīng)用案例15km廈門(mén)翔安海底隧道世界首例海底新奧法隧道3.5km大連越海隧道復(fù)雜地質(zhì)條件成功應(yīng)用42km武漢地鐵工程城市軟土地層應(yīng)用隧道開(kāi)挖技術(shù)詳解開(kāi)挖技術(shù)根據(jù)地質(zhì)條件選擇，包括爆破法、機(jī)械開(kāi)挖和特殊地層處理技術(shù)爆破法施工要點(diǎn)鉆孔布置孔距排距合理設(shè)計(jì)裝藥技術(shù)控制單段藥量，減少振動(dòng)起爆順序光面爆破，控制超挖監(jiān)測(cè)控制測(cè)量振速，評(píng)估影響機(jī)械化隧道施工裝備TBM全斷面機(jī)械挖掘設(shè)備盾構(gòu)機(jī)適用軟土地層的封閉式掘進(jìn)鑿巖臺(tái)車局部機(jī)械開(kāi)挖，靈活性好支護(hù)技術(shù)綜述臨時(shí)支護(hù)開(kāi)挖后立即實(shí)施控制初期變形錨桿、鋼拱架等永久支護(hù)長(zhǎng)期穩(wěn)定結(jié)構(gòu)承擔(dān)使用荷載混凝土襯砌復(fù)合支護(hù)初支與二襯協(xié)同共同受力新奧法理念噴射混凝土支護(hù)材料配比水泥、砂石、速凝劑噴射工藝干噴法或濕噴法分層施工多層噴射，逐層加強(qiáng)質(zhì)量控制強(qiáng)度測(cè)試，厚度檢查錨桿與鋼拱架支護(hù)錨桿支護(hù)系統(tǒng)錨桿布置錨固長(zhǎng)度設(shè)計(jì)端錨或全長(zhǎng)錨固鋼拱架支護(hù)格柵鋼架或型鋼預(yù)彎曲安裝接頭處理技術(shù)聯(lián)合支護(hù)錨桿+鋼架+噴混協(xié)同工作原理支護(hù)力增強(qiáng)隧道襯砌施工技術(shù)模板系統(tǒng)整體式液壓模板安裝鋼筋綁扎雙層鋼筋網(wǎng)片布設(shè)混凝土澆筑泵送入模，分段施工養(yǎng)護(hù)與拆模保溫保濕，強(qiáng)度檢測(cè)排水與防水技術(shù)防水層設(shè)計(jì)全斷面防水膜鋪設(shè)接縫處理變形縫與施工縫防水排水系統(tǒng)環(huán)向排水和縱向排水集水設(shè)施集水井與排水泵站隧道通風(fēng)設(shè)備與工藝臨時(shí)通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)，送排風(fēng)管道永久通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)，通風(fēng)豎井系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有害氣體濃度檢測(cè)隧道照明與電氣安裝基本照明連續(xù)均勻布置，滿足視覺(jué)要求應(yīng)急照明斷電自動(dòng)啟動(dòng)備用電源疏散指示緊急出口標(biāo)志和方向指引電力系統(tǒng)雙回路供電，安全保障監(jiān)控量測(cè)技術(shù)時(shí)間(天)頂部沉降(mm)拱部收斂(mm)隧道變形監(jiān)測(cè)曲線顯示開(kāi)挖后初期變形快速發(fā)展，后期逐漸趨于穩(wěn)定智能化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)變計(jì)、位移計(jì)、壓力計(jì)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線通信，實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)處理云平臺(tái)分析，預(yù)警模型信息發(fā)布移動(dòng)終端，遠(yuǎn)程監(jiān)控隧道施工安全管理體系安全方針企業(yè)安全管理理念組織架構(gòu)安全生產(chǎn)責(zé)任制規(guī)章制度操作規(guī)程，應(yīng)急預(yù)案人員培訓(xùn)安全教育，證件管理現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查巡視，隱患整改隧道施工典型安全風(fēng)險(xiǎn)塌方冒頂圍巖失穩(wěn)，支護(hù)不力突水涌泥地下水突發(fā)滲入瓦斯爆炸有害氣體積聚燃爆火災(zāi)事故電氣短路，油料泄漏機(jī)械傷害設(shè)備操作不當(dāng)事故安全技術(shù)措施事前預(yù)防超前探測(cè)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程控制標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督應(yīng)急響應(yīng)快速反應(yīng)，有序疏散總結(jié)改進(jìn)事故分析，防范措施環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排噪聲控制低噪設(shè)備選擇隔聲屏障設(shè)置夜間限制施工粉塵治理濕式作業(yè)除塵設(shè)備封閉運(yùn)輸廢水處理沉淀池設(shè)置中和處理達(dá)標(biāo)排放固廢管理分類收集資源化利用規(guī)范處置文明施工與社會(huì)協(xié)調(diào)施工圍擋美觀防護(hù)，宣傳展示交通疏解繞行方案，標(biāo)志標(biāo)牌信息公示施工進(jìn)度，影響范圍投訴處理快速響應(yīng)，及時(shí)解決節(jié)能新材料與綠色工藝低碳混凝土減少水泥用量，降低碳排放可回收管片工業(yè)廢料再利用制作清潔能源利用光伏發(fā)電，節(jié)能設(shè)備典型工程案例一：青藏鐵路隧道典型工程案例二：港珠澳大橋沉管隧道5.6km隧道長(zhǎng)度世界最長(zhǎng)沉管海底隧道180m最大水深復(fù)雜海洋環(huán)境33節(jié)沉管節(jié)段精確對(duì)接安裝120年設(shè)計(jì)壽命抗震防腐高標(biāo)準(zhǔn)典型工程案例三：北京地鐵隧道1既有建筑下穿控制沉降變形，保護(hù)古建筑2地鐵交叉段多線換乘，復(fù)雜接口處理3軟土盾構(gòu)施工泥水平衡技術(shù)，地面沉降控制4防水防災(zāi)設(shè)計(jì)多級(jí)防水，消防疏散系統(tǒng)國(guó)際隧道工程案例：日本青函隧道工程概況全長(zhǎng)53.85公里海底段23.3公里最大水深240米施工技術(shù)凍結(jié)法超前探水海底鉆探解決難題超長(zhǎng)距離通風(fēng)高壓涌水?dāng)鄬油ㄟ^(guò)復(fù)雜地質(zhì)隧道施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)復(fù)雜地質(zhì)包括軟弱圍巖、高地應(yīng)力、斷層破碎帶和高水壓環(huán)境，需采用特殊技術(shù)處理隧道施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展智能裝備應(yīng)用機(jī)器人檢測(cè)，遠(yuǎn)程控制信息化管理大數(shù)據(jù)分析，智能決