隧道开挖方法方案及支护方法课件.pptx

1、1、全断面法：全断面一次开挖成形。2、台阶法：分上下台阶开挖。隧道中线50锁脚钢管 3 壁厚3.5壁厚3.550锁脚钢管 3 喷8厚砼喷8厚砼开挖界线开挖界线三台阶临时仰拱法施工工序断面图示意3、三台阶临时仰拱法示 意中隔壁（）法施工工序横断面隧道中线喷10厚砼喷10厚砼开挖界线开挖界线临时钢架22锁脚锚杆22锁脚锚杆4、CD法临时横撑临时横撑临时钢架开挖界线开挖界线喷15厚砼喷15厚砼50锁脚钢管 3 壁厚3.5壁厚3.550锁脚钢管 3 隧道中线交叉中隔壁（）法施工工序横断面示 意5、CRD法 示 意双侧壁导坑法施工工序横断面（）22砂浆锚杆横撑，单元超前砂浆锚杆单元临时钢架I18横撑,C

2、单元I18横撑,C单元接头（二）超前砂浆锚杆单元接头（一）接头（三）开挖界线隧道中线锁脚钢管定位系筋单元单元开挖界限开挖界限开挖界限50mm锁脚钢管L=3m壁厚3.5mm壁厚3.5mm50mm锁脚钢管L=3m6、双侧壁导坑法注：表中“”为推荐使用，“”为可使用，在施工中可根据实际情况选用。为充分发挥围岩自承作用，容许围岩和初期支护有一定的变形，而将设计开挖断面作适当扩大的预留量，一般规定如下：级围岩35cm，级围岩58cm，级围岩810cm，级围岩1015cm。二、支护n支护包括超前支护、临时支护和初期支护。n1、超前支护包括：超前锚杆支护、超前小导管支护、超前长管棚支护及超前预注浆加固围岩支

3、护。n超前长管棚注浆采用水泥浆液，水灰比为1：1（重量比），注浆压力为0.52.0MPa。超前小导管注浆采用水泥浆液，水灰比为0.51.0（重量比），注浆压力为0.51.0MPa。n2、隧道的临时支护是利用喷射混凝土或型钢拱架用于临时性支护，主要用于分部开挖施工中。套拱施工管棚机钻孔注浆设备就位调试注浆配置注浆参数试验注浆设计安设止浆塞注 浆否测量定位管棚机就位下一孔施工效果检查安设大管棚合格大管棚施工工艺框图洞口段超前长管棚横断面布置图R1R10.020.02内轨顶面开挖轮廓线C20砼导向墙中至中80cm钢管108mm,厚6mm中至中80cm钢管108mm,厚6mm50050041#35#3

4、0#25#20#15#10#5#1#隧道中线120注：本图尺寸除钢筋直径，壁厚以毫米 计及注明者外，其余均以厘米计。钢管展示图1016注浆孔15151515 1534钢 管110101016注浆孔151515预留止浆段108钢筋笼断面示意图固定环钢管108mm，厚6mm422主筋钢筋笼示意图422主筋固定环42钢管，壁厚3.5mm100050505050210200钢管连接接头示意图114114mm壁厚6mm连接钢管外车丝扣30外车丝扣分节钢管1510815外车丝扣分节钢管洞口段超前长管棚设计图螺母连接钢板螺栓接头示意图1616导向墙工字钢架正面布置图C20砼导向墙25025050066034

5、0管棚布设中心线404040垫钢板1000I18工字钢钢架中心线隧道中线导向管（长管棚）环向间距400mmR1R1说明：1、本图尺寸均以毫米计。2、各单元由18型钢、连接钢板焊接成型，单元间由螺栓连接，钢架宜现场预制，钢架拱脚垫钢板，接头处焊缝应严格按照 钢结构的有关要求进行，焊缝高度不小于6mm。3、钢架各半径尺寸按中心线计算。4、18钢架计算按V级加强加宽40cm，半径7760mm，单元长度 5.39m，单元重量129.9kg，每榀重444.07kg。焊缝-剖面29292929240301803088948827016055555513055I18工字钢长管棚108导向管140导向墙-剖面

6、25050025010001000430140180250-剖面斜度1：694180R8.5R4.36.521.875线中道隧超前小导管初期支护防水层二次衬砌 示 意超前小导管布置图钻孔检查测量导管孔位钻 孔注浆设备就位调整注 浆 配 置注浆参数试验注浆设计安 设 导 管喷射混凝土封闭掌子面效果检查导 管 注 浆导管预制加工是否否是 超前小导管施工工艺流程图-剖面 示 意钢花管42，壁厚3.5，钢管长4.5不小于157模筑混凝土喷射混凝土钢架钢管构造图 示 意6加劲箍10注浆孔4502030100151515预留止浆段n3、隧道的初期支护：n（1）、初期支护钢架：n、按设计图放大样，放样时应根

7、据工艺要求预留焊接收缩余量及切割，刨边的加工余量，将主钢筋、型钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。n、格栅钢架按设计图配置加强筋与主筋焊接。焊接时，沿钢架两边对称焊接，防止变形。n、钢架应架设在稳固的基础上，若基础软弱，应在拱脚位置设置混凝土预制块。n、安装拱架前，应先对架立面初喷4cm的混凝土，并打设定位筋以保证拱架安装位置准确。n、拱架平面应垂直于隧道中线。n、为增强钢架的整体稳定性，将钢架与定位系筋焊接在一起，各种钢架应设纵向连接钢筋以增强钢架整体作用。纵向连接筋按环向间距1.0m设置，八字形内侧设置。n、采用分部开挖时，在不同分部间钢架接头处设置锁脚锚管或锚杆，锚管采用50热轧无缝钢管

8、，锚杆采用22砂浆锚杆，长度3m。n、钢架架立后应尽快施作喷射混凝土，并将钢架全部覆盖，使钢架与混凝土共同受力，喷射混凝土应分层进行，每层厚度56cm，现从拱脚或墙脚向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）而不密实，强度不够，造成拱脚（墙脚）失稳。钢架架立施工工艺框图欠挖处理前期准备，钢拱架、钢筋加工测量定位断面检查不合格净空检查钢支撑拼装架立就位锚杆锁定、系统锚杆施作 设置纵向连接钢筋、安设钢筋网喷混凝土固定结 束锚杆钻机、砂浆泵等设备就位n（2）、系统锚杆：n拱部系统锚杆采用带排气装置的中空注浆锚杆，边墙采用22砂浆锚杆，锚杆用砂浆强度等级不低于M20，所有锚杆应加设垫板，并保证注浆饱满。

9、垫板尺寸不小于为150mm*150mm*6mm。锚杆施工应在初喷混凝土后进行，以保证锚杆垫板有较平整的基面。钻孔应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直。4.0，间距（环1.0纵0.8），梅花型布置线中道隧系统锚杆：拱部带排气装置25中空注浆锚杆边墙22砂浆锚杆砂浆锚杆施工工艺流程图否孔口处理验 收固定锚杆插入锚杆杆体加工锚杆杆体注浆准备补孔不合格合格测量定锚杆孔位钻 孔清 孔验 孔填塞砂浆或锚杆药进行下道工序中空注浆锚杆施工工艺流程图施工准备锚杆孔位布置锚杆钻孔注 浆戴杆头封堵帽进入下道工序安装注浆管和排气管不合格合格注浆质量综合检查浆液配制n（3）、钢筋网：n钢筋网应在岩面喷射一层混凝

10、土后再铺挂，底层喷射混凝土的厚度不得小于4cm。钢筋网搭接长度为12格网格，采用焊接。钢筋网的保护层厚度不得小于4cm。n（4）、喷射混凝土：n、喷射混凝土应采用湿喷工艺。n、设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志。n、喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自上而下，分段长度不宜大于6m。喷嘴宜与喷射面垂直，其间距宜为1.52.0m。n、回弹料严禁使用。n、喷射混凝土的平均厚度不得小于设计厚度，喷射混凝土的最小厚度不应小于设计厚度的2/3。n、喷射混凝土终凝2h后，应进行湿润养护，养护时间不得小于14d。气温低于+5时不得喷水养护。湿喷混凝土工艺流程图前期准备施喷面的清理计量配

11、料拌 合砂、石、水泥、水、外加剂（改性聚酯纤维）混凝土搅拌站装运喷料现场施喷综合检查结束加速凝剂不合格混凝土喷射机补喷混凝土合格三、隧道防排水 n隧道的防排水设计采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则。1、一般地段拱墙设EVA塑料防水板加土工布。隧道中线隧道左线隧道右线80塑料排水盲沟排水盲沟出口(束)间距8橡胶止水条(纵向施工缝)、级围岩防水层布置示意图初期支护50塑料排水盲沟塑料防水板加土工布二次模筑衬砌流水槽宽4间距35内轨顶面2、施工缝的处理：拱墙环向施工缝处设置缓膨型遇水膨胀橡胶止水条（地下水发育地段采用缓膨型遇水膨胀橡胶止水带）。纵向施工缝处设置缓膨型遇水膨胀橡胶止水

12、条，每侧一条。内轨顶面隧道中线隧道左线隧道右线80塑料排水盲沟排水盲沟出口(束)间距8橡胶止水条(环、纵向施工缝)100引水管 间距30防排水系统断面布置示意图 （施工缝地段）初期支护50塑料排水盲沟塑料防水板加土工布二次模筑衬砌环向缝橡胶止水条二次模筑衬砌流水槽宽4间距35纵向施工缝防水 示意沥青木丝板5聚硫密封胶聚硫密封胶镀锌钢板接水盒环向施工缝和变形缝 示意模筑衬砌（先施工段）模筑衬砌（后施工段）塑料防水板加土工布缓膨型遇水膨胀橡胶止水带初期支护（地下水发育时）电缆槽底面塑料防水板加土工布初期支护模筑衬砌（后施工段）模筑衬砌（先施工段）缓膨型遇水膨胀橡胶止水条环向施工缝防水 示意防水示意

13、图环向排水盲沟遇水膨胀橡胶止水条 （纵向施工缝）纵向排水盲沟排水盲沟出口（束）间距8遇水膨胀橡胶止水条（拱墙环向施工缝）边墙隧道侧沟仰拱内轨顶面3、变形缝的处理：变形缝处设置缓膨型遇水膨胀橡胶止水带，拱墙变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞密实。为减少仰拱变形缝两侧沉降，仰拱部位二次衬砌内设50双层抗剪钢筋，钢筋环向间距50cm，仰拱变形缝空隙采用细缝料填塞密实。流水槽宽4间距35初期支护50塑料排水盲沟塑料防水板加土工布二次模筑衬砌环向缝橡胶止水条镀锌钢板接水盒环向聚硫密封胶二次

14、模筑衬砌防排水系统断面布置示意图 （变形缝地段）100引水管 间距30排水盲沟出口(束)间距880塑料排水盲沟隧道右线隧道左线隧道中线内轨顶面n4、排水系统设计：n（1）、隧道内排水采用侧沟和中心管沟的方式。侧沟主要用于汇集地下水，并将地下水引入中心管沟，同时起到沉淀和兼顾部分排水的作用。中心管沟主要用于排水，同时汇集道床底部积水，疏干地板下积水。n（2）、隧道中部纵向不大于30m设置一处检查井，隧道道床内的积水通过隧道中部仰拱填充顶或底板顶通长设置的80塑料排水盲沟汇集后排入检查井。检查井平面图水沟中线钢筋爬梯（间距30）引水管中心排水管排水管排水管 引水管内轨顶面铸铁盖板仰拱填充仰 拱-剖

15、面-剖面中心排水管仰 拱仰拱填充22（间距30）引水管脚窝18300钢筋爬梯排水管铸铁盖板内轨顶面M10PVCmPVCR=240r=200（3）、二次衬砌拱墙背后环向设置50塑料排水盲沟，每8m设置一环。纵向在洞内两侧泄水孔标高处设置80塑料排水盲沟一道，每8m一段，纵向盲沟与环向盲沟直接与隧道水沟连通。可曲扰性好具有较好耐久性3216环钢度80塑料排水盲沟50塑料排水盲沟技术指标项目排水盲沟主要技术指标纵向排水盲沟平面示意图接侧沟接侧沟环、纵向排水盲沟出口示意图接侧沟排水盲沟出口束纵向排水盲沟环向排水盲沟-剖面排水盲沟安装示意图塑料防水板加土工布环向50排水盲沟初期支护防水板二次衬砌平面展示

16、纵向排水盲沟环向排水盲沟n（4）、土工布及防水板施工：n、基面准备防水层铺设前，应先对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理，切除锚杆头和钢筋露头。n、铺设300g/m2土工布首先用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定位置，然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上，专用热熔衬垫及射钉按梅花形布置，拱部间距0.50.7m，边墙间距1.01.2m。无纺布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，不致因过紧被撕裂；过松影响防水板挂设。无纺布幅间搭接宽度大于15cm。n、铺设防水板先用简易作业台车将防水板固定到预定位置，然后用手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。防水板铺

17、设要松紧适度，使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面上。防止过紧或过松，防水板受挤压破损或形成人为蓄水点。防水板间搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1m以上。n、防水板的铺设和二次衬砌混凝土的施工系交叉作业的施工距离宜为520m。n、防水板间自动热熔焊接用自动双缝热熔焊接机按照预定的温度、速度焊接，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1cm。焊接后两条缝间留一条空气道，用空气检测器检测焊接质量，标准是0.2MPa压力下5分钟之内不得小于0.16MPa。防水板搭接宽度须大于15cm。边墙拱部拱部边墙盖板顶面线拱脚线盖板顶面线拱脚线隧道中线防水板加土工布铺设平面展示图 （示意）固定点土工布金

18、属垫圈射钉热溶衬垫初期支护围岩固定点土工布铺设示意图塑料防水板加土工布固定点塑料防水板布铺设示意图围岩初期支护热溶衬垫射钉金属垫圈土工布塑料防水板焊接示意图焊缝空气道塑料防水板大于隧道结构防排水施工工艺框图检查净空及初期支护表面情况割除外露超长的钢筋、锚杆，整平凹凸不平的表面安装环纵向透水盲管和盲沟铺设防水板衬砌台车定位安装施工缝止水带进入下一道工序原材料检验和试验隐蔽检查隐蔽检查合格不合格合格不合格 四、底板、仰拱及仰拱填充 n级围岩采用曲墙无仰拱衬砌断面形式，隧道底板设计厚度为30cm，级围岩均采用曲墙有仰拱衬砌断面形式，仰拱填充应与仰拱分开施作。n底板、仰拱即仰拱填充混凝土应分段连续浇筑

19、，一次成形，不留纵向施工缝。底板及仰拱超挖部分应采用同级砼回填。五、二次衬砌 n二次衬砌是复合式衬砌的内层结构，与外层的喷锚初期支护及围岩共同组成完整的支护体系。二次衬砌应在围岩及初期支护的变形基本稳定后施作，变形基本稳定应符合以下要求：隧道周边变形速率有明显减缓趋势，拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。n二次衬砌采用模板台车全圆整体法施工，混凝土应对称、分层浇筑，分层捣固。二次衬砌混凝土抗渗等级不得低于P8。衬砌施工工艺框图浇筑混凝土浇筑混凝土隧底开挖、支护，净空检查清除底部松碴、杂物和积水防水板铺设、钢筋绑扎，架立模型隐蔽检查隐蔽检查不合格合格

20、安放接碴石、连接钢筋拆 模不合格台车就位、安放止水带、立模养生隐蔽检查排水盲管安装、防水板铺设、钢筋绑扎隐蔽检查隐蔽检查拌制混凝土土运输混凝土合格不合格不合格合格合格进入下拌制混凝土运输混凝土砂碎石水泥不合格外加剂水检验、调制配合比填充和边墙基础混凝土施工接碴处理、净空检查合格拆模、养生进入下一循环进入下一循环合格六、监控量测 n1、监控量测的目的：n（1）、监控围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定及施工安全。n（2）、提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二衬与仰拱的施作时间。n（3）、通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和修正支

21、护设计参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。n2、监控量测项目：n水平相对净空变化量测、拱顶相对下沉量测、浅埋地段地表下沉量测。n3、监控量测作业：n（1）、拱顶下沉及水平相对净空变化量测：na、拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行，并采用相同的量测频率，如位移出现异常情况，应加大量测频率。n b、测点布置图：监控量测工艺框图现场施工监控量测量测结果的微机信息处理系统监测结果的综合评价量测结果的综合处理及反分析量测结果的形象化，具体化监测设计资料调研报送设计，监理单位结构安全稳定经济性判断经验类比理论分析甲方，规范要求等“围岩结构”体系动态及现态及现状分析说明，提交

22、修正设计，施工建议反馈设计施工是否改变设计，施工方法新设计施工方法Y调整设计参数，改变施工方法或辅助施工措施N原施工设计A项量测的回归分析约隧道中线内轨顶面约三台阶法测点布置示意图全断面法测点布置示意图约内轨顶面隧道中线约隧道中线内轨顶面约法测点布置示意图法测点布置示意图约内轨顶面隧道中线约c、净空变形量测断面的间距宜为1050m。d、量测频率：注：B表示隧道开挖宽度。双侧壁导坑法测点布置示意图内轨顶面约隧道中线（2）、地表下沉量测：横断面方向地表下沉量测的布点间隔应取25m，在一个量测断面内应设711个测点。4、变形管理等级：管理等级管 理 位 移施工状态U0Un3正常施工Un3U02Un3加强支护U02Un3采取特殊措施注：U0 为实测变形值，Un允许变形值。5、变形基本稳定应符合下列条件：隧道周边变形速率有明显减缓趋势，拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。