目前国内外隧道开挖方法有明挖法、盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法、暗挖法、盾构法沉管法。
1、明挖法:
明挖法是指挖开地面,由上向下开挖至设计标高后,自基底由下向上施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护,防止地表沉降、减少对既有建筑物的影响。
2、盖挖顺作法
盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构,包括纵、横梁和路面板置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上施工,回填土。最后视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。
3、盖挖逆作法
盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原、恢复交通。
4、盖挖半逆作法
盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。
5、暗挖法
暗挖法是在特定条件下,不挖开地面,全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。
6、盾构法
盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒前端设置有支撑和开挖土体的装置,中段安装有顶进所需的千斤顶,尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装或现浇一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。
7、沉管法
沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。
扩展资料:
隧道开挖相关技术:
1、预裂爆破
进行石方开挖时,在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝,以缓冲、反射开挖爆破的振动波,控制其对保留岩体的破坏影响,使之获得较平整的开挖轮廓,此种爆破技术为预裂爆破。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用;在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。
2、进洞方式
洞口段覆盖层薄、地质条件差,当开挖深度至起拱线时,先施作进洞导向墙及大管棚,待明洞衬砌完成后,接长管棚尾端,搭接于明洞上,使管棚尾端形成一个固定支撑,在大管棚的保护下开口进内侧壁,两内侧壁导坑的进尺也要错开前后(5~10m)。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。
参考资料来源:搜狗百科-隧道施工技术
原发布者:amei923
隧道开挖方法的选择初次接触隧道工程,感触颇深,在从事隧道试验检测工作的同时,我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验,在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下,而更多的东西还要靠自己去领悟,去学习。自己总结了隧道工程的一些开挖方法,加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。在当前的施工实践中,从施工造价及施工速度考虑,施工方法的选择顺序为:全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑,其选择顺序应反过来。如何正确选择,应根据实际情况综合考虑,但必须符合安全、快速、质量和环保的要求,达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。 适用条件:(1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于lkm,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。 隧道机械化施工,有三条主要作业线,见表全断面法施工特点(1)开挖断面与作业空间大、干扰小;(2)有条件充分使用机械,减少人力;(3)工序少,便于施工组织与管理,改善劳动条件;(4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。 image1.jp
明挖法,也称作开槽法,即在从地面开挖,形成隧道槽,然后现浇混凝土底板、侧墙和顶板,作为隧道支护,再回填土覆盖隧道。北京修建地铁1、2号线就采用这种方法,成本最低,但对地面交通等影响较大。
矿山法,顾名思义与开挖矿井的方法一样,适合于硬岩石层修建隧道。采用钻孔爆破形成隧洞,然后采用单拱或双拱支护,单栱指锚喷永久支护(即锚杆和喷射钢纤维混凝土形成永久支护);双拱指锚喷临时支护,然后模筑钢筋混凝土作为永久支护。这种方法也称作新奥法,大部分山岭隧道都是用这种修筑的。
沉埋法,也叫沉管法,适合建造跨越江河或海峡的隧道。一般是在岸边建造大型预制场,预制钢筋混凝土管节(多为矩形),然后将管节连接成为管段,封堵管段两端,漂浮在水面拖至建造隧道地点,然后沉入预先平整河床或海底基础,管段沉底时相互连接密封,形成隧道。中国宁波、上海、武汉等均有采用沉管法修建的越江隧道。
盾构法是掘进机(TBM)法的一种,习惯上将在软土中开挖隧道的掘进机称作盾构。掘进机法适合在各种地质条件下,暗挖修建隧道,其掘进机或盾头,采用旋转刀头或高压水枪(对于土壤)进行开挖,然后顶着后面支撑前进,前进一定距离,就将预制混凝土管片组成一环,形成隧道支护,同时成为掘进机继续顶进的支撑。掘进机法或盾构法施工,只需要建竖井放下掘进机,对地面影响小,可以穿越有建筑、江河和山岭,在城市地铁隧道修建中使用最多。
隧洞开挖
钻孔爆破法 通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法,简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔,用火雷管逐个引爆单个药包,发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔,应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前,要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件,选定掘进方式。主要的掘进方式有:①全断面掘进法,整个开挖断面一次钻孔爆破,开挖成型,全面推进。在隧洞高度较大时,也可分为上下两部分,形成台阶,同步爆破,并行掘进。在地质条件和施工条件许可时,优先采用全断面掘进法。②导洞法,先开挖断面的一部分作为导洞,再逐次扩大开挖隧洞的整个断面(图1)。这是在隧洞断面较大,由于地质条件或施工条件,采用全断面开挖有困难时,以中小型机械为主的一种施工方法。导洞断面不宜过大,以能适应装碴机械装碴、出碴车辆运输、风水管路安装和施工安全为度。导洞可增加开挖爆破时的自由面,有利于探明隧洞的地质和水文地质情况,并为洞内通风和排水创造条件。根据地质条件、地下水情况、隧洞长度和施工条件,确定采用下导洞、上导洞或中心导洞等。导洞开挖后,扩挖可以在导洞全长挖完之后进行,也可以和导洞开挖平行作业。③分部开挖法,在围岩稳定性较差,一般需要支护的情况下,开挖大断面的隧洞时,可先开挖一部分断面,及时做好支护,然后再逐次扩大开挖。用钻爆法开挖隧洞,通常从第一序钻孔开始,经过装药、爆破、通风散烟、出碴等工序,到开始第二序钻孔,作为一个隧洞开挖作业循环。尽量设法压缩作业循环时间,以加快掘进速度。20世纪80年代,一些国家采用钻爆法在中硬岩中开挖断面面积为100m3左右的隧洞,掘进速度平均每月约为200m。中国鲁布革水电站工程,开挖直径8.8m的引水隧洞,单工作面平均月进尺达231m,最高月进尺达373.7m。
掘进机法 掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备(见彩图)。它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机。70年代以后,掘进机有了较快的发展。开挖直径范围为1.8~11.5m。在中硬岩中,用掘进机开挖80~100 m3大断面隧洞,平均掘进速度为每月350~400m。美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程,在石灰岩中开挖直径9.8m的隧洞,最高月进尺可达750m。美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖,最高月进尺达2088m。隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快,用工少,施工安全,开挖面平整,造价低,但机体庞大,运输不便,只能适用于长洞的开挖,并且本机直径不能调整,对地质条件及岩性变化的适应性差,使用有局限性。
隧洞开挖隧洞开挖隧洞开挖
新奥地利隧洞施工法 简称新奥法(NATM),是奥地利学者L.V.拉布采维茨等人于50年代初期创建,并于1963年正式命名的,涉及隧洞设计、施工以及管理等方面一整套的工程技术方法。它的主要特点是:运用现代岩石力学的理论,充分考虑并利用围岩的自身承载能力,把衬砌与围岩当成一个整体看待;在施工过程中,必须进行现场量测,并应用量测资料修订设计和指导施工;采用预裂爆破、光面爆破等技术或用掘进机开挖,用锚杆和喷射混凝土等作为支护手段,并强调适时支护。总之,是在充分考虑围岩自身承载能力的基础上,因地制宜地搞好隧洞开挖与支护。
隧洞开挖
盾构法 利用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。盾构是一种带有护罩的专用设备,利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进,用刀盘切割土体,同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块(图2)。盾构是19世纪初期发明,首先用于开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式,以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力,又用作输送排出土体的介质。
顶管法 为在地下修建涵洞或管道,用千斤顶将预制钢筋混凝土管或钢管逐渐顶入土层中,随顶随将土从管内挖出。这样将一节节管子顶入,作好接口,建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物或交通线下面的涵管。
隧道洞口开挖拟采用机械施工,洞身开挖使用简易自拼装台车钻眼,多段毫秒雷管引爆,为了提高周边眼的光面爆破效果,周边眼使用专用导爆管引爆。隧道出碴采用装载机装碴,自卸汽车配合运碴。隧道的二次衬砌砼浇筑使用长度为12m的整体式大模板台车,砼在拌和站集中拌制,砼运输车运送,泵送入模。边侧沟施工采用组合钢模板。
(1)隧道施工临时设施的布置:由于计划在隧道进口的单端掘进,隧道施工的临时设施在隧道出口的右侧进行布置。根据洞口地形条件将供风机械设备布置在出口的右侧路基外,蓄水池设在洞顶左边离洞口约80m的位置。在机械进场后立即进行洞口土石方开挖,施工洞顶仰坡截水沟和进行仰坡锚喷坡面加固,做好进洞开挖的准备。
(2)洞口开挖及加固:采用机械施工,按路基土石方施工方法进行开挖,挖至洞口石方段时,为了尽可能减少对洞口仰坡和路基边坡的扰动,必须采用弱爆破或预裂爆破的方法进行开挖。洞口仰坡采用挂网喷砼加固,以利安全进洞。
(3)洞口围岩浅理段的开挖与支护:施工方法采用台阶法施工,上台阶采用超前中空注浆锚杆,上弧导坑环行开挖留核心土法,开挖每循环进尺与型钢拱架间距相同,开挖后及时施作初期支护,下台阶开挖落后于上台阶8~10m,开挖后及时施作初期支护和仰拱,然后对中间岩柱进行注浆加固。
(4)Ⅲ类围岩及Ⅳ类围岩深埋段的开挖与支护:
Ⅳ类围岩采用台阶法开挖,下台阶落后于上台阶8~10m,上、下台阶的初期支护施作必须紧跟着开挖。
Ⅲ类围岩采取全断面方法开挖。
(5)各类围岩的开挖均采用简易自拼装台车钻眼,装载机配合自卸汽车装运出碴。
为了确保隧道施工的安全与稳定,在软弱围岩地段施工中必须遵循“弱爆破、少扰动、短开挖、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则,在施工中应采取以下措施:
a、每次开挖循环进尺以设计的两榀钢架间距为限,并即时施作支护,以达到短开挖,强支护的目的;
b、采用短台阶法开挖,以利快出碴快循环;
c、加强围岩监控量测,及时分析处理量测数据,以利进行下一阶段施工预控制,对隧道施工实行动态技术指导,确保施工的安全和隧道稳定;
d、根据随时掌握的围岩动态和掘进所提示的工程地质情况,对地质发生变化的特殊不良地段可进一步采取加强支护措施,如加密钢支撑,喷自私自利射砼封闭掌子面,超前锚杆,小钢管、小导管注浆临时仰拱封底等多种行之有效的措施加以综合治理。
答案】A【答案解析】此题主要考察考生对隧道开挖施工方法知识的掌握。
根据教材表述,钻爆施工法适用于各种地质条件和地下水条件;掘进机施工法(TBM)是一种利用回转刀具开挖(同时破碎和掘进)隧道的机械装置。TBM施工方法的优点是开挖作业能连续进行;缺点是机械的购置费和运输、组装、解体等的费用高,机械的设计制造时间长,初期投资高,因此,不用于短隧道。
盾构法在软弱地层中修建地铁和交通隧道以及各种用途管道的施工中应用相当广泛。沉管施工法是修建水底隧道通常采用的方法。
通过分析考试说明,每题的备选项中只有1个是最符合题意,那本题的正确项是“A.钻爆施工法”。
【TBM施工方法】利用全断面隧道掘进机,进行隧道施工的施工方法。主要施工过程为在硬岩环境中,利用全断面隧道掘进机旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩,通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣,落入主机皮带机上向后输送,再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。
【TBM】全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine),掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工,在中国水利、水电、交通、矿山、市政等隧道工程中应用正在迅猛增长。
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