隧道施工基本常识.ppt

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1、汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工基本常识,王志伟 北京交通大学 2011年12月,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主 要 内 容,基本施工方法概述新奥法隧道施工隧道施工基本作业隧道施工辅助作业隧道施工专题隧道施工监控量测,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,基本施工方法概述,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主 要 内 容,基本施工方法概述新奥法隧道施工隧道施工基本作业隧道施工辅助作业隧道施工专题隧道施工监控量测,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧

2、 道 监 控 量 测 隧道施工,施 工 顺 序,稳定围岩,新奥法隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,不稳定围岩,施 工 顺 序,新奥法隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,施 工 顺 序,新奥法隧道施工,不稳定围岩,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,支护为复合型衬砌。分两步：衬砌，早期柔性支护(喷、锚喷、锚网喷、锚网架喷)；二衬，后期整体支护(喷、整浇)。二衬前，需后修防水层，且必须监量围岩变形是否稳定。初衬和围岩共同承受载荷，二衬原则上不承载，所以初衬最重要。锚杆是加固、稳定围

3、岩、提高其强度的重要手段，在初期支护中的作用十分重要，是质量控制和监理的重点。,施 工 特点,新奥法隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主 要 内 容,基本施工方法概述新奥法隧道施工隧道施工基本作业隧道施工辅助作业隧道施工专题隧道施工监控量测,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工基本作业,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工基本作业,炮眼布置,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,炸药量：q=0.383.kg/m3，总量Q=q*V 原则：甘油炸

4、药比硝铵炸药少约30；断面越小，单位用药越少；掏槽用药最多，约占(0.30.35)Q；单位用药“导坑-扩大-挖底”顺减；围岩越硬单位用量越多。炮眼深：0.83.0m，取决于围岩、钻具、出渣机械。眼距：0.71.2m，取决于炮眼形式、位置、围岩。,主要爆破参数,隧道施工基本作业,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,采用掏槽眼、辅助眼、周边眼的布置方式；缩小周边眼间距，约为0.40.7m；严格控制周边眼方向，保证眼底形状为设计断面形态；限制装药量，作到多眼少药；正确的起爆顺序：掏槽-辅助-周边（帮眼-底眼）使用分段迟发雷管，最好使用毫秒分段迟发；最后起爆的周边眼一定

5、要保证同时起爆，用导爆索、即发和毫秒迟发均可；,隧道施工基本作业,光爆主要措施,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主 要 内 容,基本施工方法概述新奥法隧道施工隧道施工基本作业隧道施工辅助作业隧道施工专题隧道施工监控量测,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工辅助作业,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主 要 内 容,基本施工方法概述新奥法隧道施工隧道施工基本作业隧道施工辅助作业隧道施工专题隧道施工监控量测,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,坚硬围岩隧道施

6、工软弱围岩隧道施工支护与衬砌大断面隧道施工双联拱隧道施工,隧道施工专题,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,坚硬围岩的施工,隧道施工专题-1,基本原则：保护围岩、控制对岩体的损伤；施工要点：加强光爆及预裂爆破的措施；非爆破的机械施工方法 导坑超前+扩挖方法,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,机械施工方法：全断面掘进机法 自由断面掘进机法导坑超前+扩挖方法 小型掘进机+扩挖爆破法 导坑超前+扩挖爆破法,隧道施工专题-1,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工专题-2,软弱围岩的施工,基本原则：

7、保护围岩、控制围岩的松驰；施工要点：稳定掌子面的方法；控制地层松驰的加固地层方法；断面的及时封闭（闭合）,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,软弱围岩的施工-2,稳定掌子面的方法,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,软弱围岩的施工-2,加固地层的方法,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,支护和衬砌,隧道施工专题-3,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,原则：内实外美。要点：普通喷射混凝土；钢纤维喷射混凝土；高强度喷射混凝土；锚杆；格栅与钢支撑；混凝土衬砌。,隧道施工专

8、题-3,支护和衬砌施工要点,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,要点一：隧道表面状态检测；要点二：混凝土及喷射混凝土强度的检测；要点三：衬砌厚度及背后空洞状态的检测；要点四：锚杆灌浆密实度的检测；,隧道施工专题-3,施工过程中的质量控制,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,断面的划分；大断面隧道的力学问题；大断面隧道形式；隧道支护结构模式的研究；大断面隧道施工方法；超前支护辅助施工方法；施工监测,隧道施工专题-4,大断面隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工专题-4,断面的划分,汤屯

9、高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道施工专题-4,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,采用双联拱的理由导坑数中隔墙断面形状施工顺序辅助施工法的采用,双隧拱隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主 要 内 容,基本施工方法概述新奥法隧道施工隧道施工基本作业隧道施工辅助作业隧道施工专题隧道施工监控量测,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,主要监测内容,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,一 测点布置与测试仪器,（1）拱顶下沉与水平收

10、敛,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,JSS30A20m型收敛计（数显式）精度：0.01mm,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,DSZ2型精密水准仪,FS1平板测微器精度：0.01mm,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,（2）锚杆内力,A、分离式隧道,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,B、连拱式隧道,汤屯高速 监控量测 隧 道

11、 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,（3）锚杆拉拔,ZY30最大拉拔力300KN,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,（4）地表下沉,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,（5）其它选测,A、分离式隧道,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,B、连拱式隧道,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道

12、 监 控 量 测 隧道施工,XYJ40.2MPa,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,XYJ40.2MPa,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,XJG222,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,XJH220MPa,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,XJH220MPa,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,二 数据处理,1 周边位移、拱顶下沉,拱顶下沉按以下公式进行预处理

13、,周边位移按以下公式进行预处理,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,然后采用以下的负指数方程进行非线性回归，,以上回归采用Origin 6.0软件完成。,根据以下的边值条件，可推断得出初测前的累计位移u0和时间趋向无穷时的最大位移 umax,根据上述公式可进一步得到t=T（以天为单位）时刻的位移速度v和之前的累积位移占最大推断位移的百分比Iu,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,2 锚杆内力、选测项目,锚杆内力和选测项目均采用钢弦式传感器，原始实测数据为传感器钢弦震动频率，根据每个传感器出厂率定表，可按以下公式转换为力或应力,K为

14、率定系数，f0为初频（Hz），f为实测频率（Hz）,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,三 资料分析与反馈,隧道围岩周边位移是围岩动态的显著表现，是判定围岩稳定性的最主要现场量测项目。根据我国现行公路隧道施工技术规范（JTJ04294）规定，隧道周边允许相对位移值如下表。,1 周边位移、拱顶下沉,二次衬砌的施作需满足：（1）周边位移明显收敛，围岩基本稳定；（2）已发生的位移达到预计总位移的8090%；（3）周边位移速率小于0.1 0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07 0.15mm/d,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,隧道

15、周边允许相对位移值(%),汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,2 锚杆轴力,锚杆轴向力是检验锚杆效果与锚杆强度的依据，可根据锚杆极限抗拉强度与锚杆应力的比值K（安全系数）做出判断。通常应保证K1。否则应增加锚杆数量或加粗锚杆直径。,3 围岩压力,围岩压力大小与围岩变形及支护结构的刚度密切相关。分三种情况：,（1）围岩压力大变形量也大，此时应加强支护，以限制围岩变形和控制围岩压力的增长；,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,（3）围岩压力很小，但其变形量却很大时，则围岩将会失去稳定，此时应立即停止开挖，加强围岩支护和采取辅助施工措施

16、进行加固处理。,（2）围岩压力大，但变形量并不很大，这表明支护时机和支护的封底时间可能过早或支护尺寸及刚度太大，这时应作适当修正支护设计参数。,4 喷层内应力,喷射混凝土层应力是指其切向应力。喷层应力值与围岩压力值及位移量大小有密切关系。喷层应力大的原因是围岩压力和位移量大及支护力度小。,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,若喷层应力太大，或出现明显裂损或剥落、起鼓等现象，则应作处理，一般是适当增加初始喷层厚度。如果喷层厚度已较厚时，仍然出现明显裂损、起鼓等，则应增强锚杆支护、改变封底时间、调整施工措施，选择二次支护衬砌的最佳时机等，并要继续加强监控量测。,5 浅埋隧道地表下沉,若量测结果表明地表下沉量较大，或出现增加的趋势，则应采取加强支护和调整施工措施，可考虑适当加喷混凝土、增设锚杆、加挂钢筋网、加钢支撑、超前支护、或缩短开挖循环进尺、提前封闭仰拱、甚至预注浆加固围岩等。,汤屯高速 监控量测 隧 道 监 理隧 道 监 控 量 测 隧道施工,另外，在浅埋偏压地段隧道可能发生横向地表位移加下沉，处理较为复杂，应加强量测分析与治理浅埋偏压隧道工程的对策与量测的研究。,