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1、1,+,现代隧道工程技术与应用徐林生 教授、博导,2,3,小团山隧道昆明端,4,沙坪坝隧道洞门设计一号方案,5,沙坪坝隧道洞门设计二号方案,6,沙坪坝隧道洞门设计三号方案,7,尤特郦山隧道,8,双山隧道洞门设计方案一,9,图272 斜拉桥的引桥工程,10,图26 规划线的悬索大桥（跨度2200m，通航净高82m）,11,正在施工的位居世界第一的钢拱桥L=550m，跨越黄浦江的卢浦大桥（中承式系杆拱）,图28 卢浦大桥建成后的全景,12,南京市玄武湖隧道,13,第一章 绪 论,1.1 隧道施工概述一、 我国公路隧道建设状况 公路习惯修法： “逢山开路、遇水架桥”山岭公路隧道的优点：提高公路等级和

2、行车舒适性；缩短行车里程，减少汽车损耗，节约能源和运费；降低越岭公路高程，保证常年通车；减少人为公路病害和水土流失；节约土地，保护生态环境。,14,水底隧道优点：,不侵占水道航道的净空，不影向航运；不受恶劣自然气侯环境影响，能全天侯通行；少拆迁或不拆迁，降低工程综合造价；结构耐久性好，维护保养费用低；对周围生态环境干扰影响小；容易做到“一洞多用”，便于综合布设和维修城市越江供水电气管道等；抵御常规战争能力较强。,15,跨越黄浦江的越江通道设施沟通上海浦西与浦东新区（已建和正建的：6 桥、7 隧，未计入地铁越江）,16,沉管隧道纵断面图,17,越江沉管法隧道,18,上海外环线沉管隧道进出口洞门,

3、19,图1921,20,沉管的预制,21,沉管的出运,22,图1941,23,沉管的安装,24,隧道缺点:建设费用较高；施工难度较大。,截止2005年底，公路隧道已达2889座，总长度1527公里，其中特长隧道111座（其中5Km以上特长隧道32座、最长的秦岭终南山隧道长达18.02Km）。 发展趋势：长、大、深、群,25,二、 隧道施工与特点,隧道施工特点:地下隐蔽工程，未知因素较多，施工经验很重要；作业空间有限，工作面狭窄，施工工序间有一定干扰；施工作业的循环性较强，需按一定顺序实施；施工作业的综合性较强；施工过程中围岩-支护结构物理力学的性能动态变化。昼夜均可施工作业，但工作环境条件相对

4、较差。 隧道施工包括隧道施工方法、施工技术和施工管理三个方面。,26,隧道施工方法：,钻爆法（矿山法）：包括传统矿山法、新奥法掘进机法（无钻爆法） ：包括TBM方法、盾构法浅埋及软土隧道施工方法：包括明挖法、浅埋暗挖法、地下连续墙法、盾构法水底隧道施方法： 包括沉管法（预制砼管段沉埋法）、盾构法和 钻爆法,27,28,四臂凿岩台车,29,三线大跨双侧壁导坑施工,30,31,CRD工法超浅埋大跨度施工技术,32,33,TBM隧道掘进机,34,TBM出碴,35,TBM控制室,36,TBM施工的隧道和整体道床,37,38,盾构掘进施工中,39,40,地下铁道区间隧道及其上、下行线间的连接通道,地铁区

5、间隧道和越江隧道盾构法施工,41,上海崇明越江隧道工程设计,42,地连墙的“围护支撑结构”系统,43,市区商业街下方的地下连续墙逆作法施工,地铁车站深、大基坑施工,44,施工方法选择应考虑的基本因素:, 施工单位施工能力、人员素质、设备条件、管理水平; 隧道水文与工程地质条件； 隧道类型与断面积大小； 隧道埋深条件； 施工工期； 周围环境条件。隧道施工作业方式:顺序作业、平行作业、流水 作业,45,顺序作业：就是按工艺流程和施工步骤的先后顺序组,织施工操作。缺点：整个工期长；专业队施工不连续，易形成窝工；工作面空闲时间长、未充分利用。平行作业：根据需要，可将较长的线型工程作业面分成几段或几个工

6、点分别同时按程序施工，即同时开工、齐头平进、同时完成。它可以缩短工期，、充分利用工作面，但消耗的机具和劳动力较多。流水作业：将工程划分成若干施工段，某一工种的工人队先在第一施工段完成第一道工序，再转移到第二段完成同一道工序；同样，另一工种的工人队紧跟其后,46,依次在各施工段完成下一道工序，如此类推直至完成。,优点：前一工序可迅速为后一工序让出工作面，从而加快了工程进度；各施工队在各施工段上连续均衡施工，可以合理地使用劳力、材料和设备，避免出现短期的使用高峰现象；工人连续进行同一种工作，也有利于保证施工质量和提高劳动生产效率。,47,隧道施工技术：,主要是研究解决隧道各种施工方法所需要的技术方

7、案和技术措施，特殊不良地质地段的施工手段，隧道施工过程中的爆破、衬砌、支护、通风、防尘、防瓦斯有害气体，以及照明、水风电的作业方式与操作技术标准、要求，围岩变化的监控量测方法等。施工技术应确保所选择的施工方法的具体实施。隧道施工技术应用须遵循的基本原则： 施工过程中应充分保护和利用好围岩； 允许并限制围岩的可控变形；,48,围岩变形控制主要通过支护结构的支护阻力效应来达到。,实时跟踪监控量测技术手段；实施柔性喷锚支护措施，必要时可采用工字钢、格栅钢拱架补强加劲措施或临时仰拱、超前支护等措施。施工过程中要密切注意围岩-支护结构体系的动态变化情况，特别是地下水较丰富时；及时封闭拱墙部位的围岩，必要

8、时也可封闭掌子面；二次衬砌砼的施筑顺序应采用先墙后拱的施工顺序。遵循预设计-施工-地质预报-监控量测-反馈修正预设计的科学程序。,49,隧道施工管理：,主要是指如何按着施工组织设计的原则、施工方案和工进度要求组织施工。包括技术管理，计划与进度的动态管理，施工质量管理，施工安全管理，施工成本控制与管理等。1.2 隧道施工与成本 隧道施工成本是指在其施工过程中施工耗费总和的货币表现形式。隧道施工成本主要包括直接费用和间接费用两大部分，直接费用主要包括人工费、材料费、机械费和水电费、利税等，间接费用主要为管理费。,50,影响隧道施工成本的主要因素：, 合理施工方法的选择； 超挖与处理状况； 施筑不当

9、引发坍方的处理； 喷筑混凝土施工质量； 施工作业顺序； 材料供应、采购、管理、使用; 非直接生产性管理机构、管理人员与车辆因素； 隧道施工地质条件的变化。,51,综上所述，隧道施工过程中考虑得越周密、,细致，那么预见性可能就越强，出现问题时就能够及时地处治，从而降隧道施工的风险性，将损失减少到最低限度。所以，隧道施工方法、施工技术、施工管理三个方面应进行整体优化与控制，才可能达到控制施工成本的目的，以最少的投入，取得最佳的经济效益。,52,1.3 隧道施工组织与管理要点, 建立正常的循环作业； 明确多种作业的形式和关系； 根据隧道工程规模和合同工期要求组织掘进工作面； 健全现场施工调度系统；

10、动态组织与管理； 健全各种责任制度； 加强施工过程中的分工协作。施工要点：爱护围岩、内实外美、重视环境、动态施工,53,1.4 隧道施工常遇到的问题,施工中缺乏完善、有效的地质超前预报方法与技术；对“保护围岩、爱护围岩”的认识不足，造成不应有的损伤和松驰或坍方；施工机械化程度不高；支护衬砌结构偷工减料，隐患较多；隧道渗漏水现象较普遍，防排水问题是薄弱环节；质检体制不完善，缺乏有效的检测方法和手段；,54,施工作业环境条件欠佳；,施工人员现场应变处理能力不强，一旦出现不良施工灾害时常束手无策，不能及时整治；施工干扰普遍存在，缺少统一协调和动态管理。,55,1.5 国外公路隧道技术概况与发展趋势,

11、复合式柔性衬砌设计技术；围岩稳定监测与信息反馈分析技术；扁平大断面公路隧道设计与施工技术；山岭公路隧道防排水技术；通风专用设备静电吸尘技术；交通监控系统关键技术；公路隧道特殊修筑方法（TBM、盾构与沉管法）,56,1.6 科技攻关及目标,初期支护结构与支护效果： 锚杆结构型式与支护效果；喷射砼层变形特征与受力分析；型钢支撑（工字钢、格栅钢拱架)的合理结构型式与支护效果;超前支护(锚杆、小导管、管棚)力学分析与支护效果二次衬砌砼受力特性研究: 二次衬砌砼内力分析;浅埋偏压条件下的二次衬砌砼的合理结构型式与支护效果;仰拱合理结构型式与受力分析.,57,围岩压力与变形监测分析;,围岩位移反分析技术研究;山岭公路隧道断面优化与标准化设计;公路隧道防排水技术;公路隧道通风与照明技术;公路隧道交通监控关键技术和设备开发;公路隧道营运与管理研究;公路隧道健康诊断与病害处治技术.,