ch7岩石隧道开挖与支护.ppt
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1、区间隧道新奥法施工,主要内容:1岩石隧道建造简介2岩石隧道开挖3岩石隧道支护4结束语5浅埋暗挖案例,主要内容:,1.岩石隧道建造简介,1)开挖NATM(D&B)TBM 浅埋暗挖法 其它机械法2)支护:现浇混凝土、管片锚杆、喷射混凝土、钢格栅、钢筋网等,主要内容:,1.岩石隧道建造简介,NATM主要施工过程:1超前支护2开挖3出渣4初期支护:钢拱、格栅、锚杆、喷射混凝土5永久衬砌:现浇混凝土,预制管片6路面、装修,机电、通风、照明等,主要内容:,1.岩石隧道建造简介,主要特点:1坚硬岩石需要爆破或者破碎力2软弱岩石需要临时稳定性措施3大多数岩体开挖后具有自稳性,是结构的一部分,主要内容:,2.硬
2、岩隧道开挖方法,2.1岩体开挖方法Rocks need to be broken into suitable sizes to be transported from tunnel face to outside.1钻爆法NATM全断面、导坑法、台阶法等2TBM法3其它机械法4浅埋暗挖法,2.2TBM法,2.2TBM法通过刀盘(安装了滚刀)压和旋转全断面破碎岩体进行掘进.破岩与岩石强度、脆性、耐磨、节理间距和方向有关。难点:软弱岩体、不均匀地层、断层破碎带.,主要内容:,2.3其它机械法部分断面掘进机如roadheader 法,2.4钻爆法NATM,2.4钻爆法NATM,全断面开挖法,台阶开挖
3、法,断面分部开挖法,2.4钻爆法NATM,2.4钻爆法NATM,2.4钻爆法NATM,2.4钻爆法NATM,主要开挖循环过程NATM(D&B):1超前支护 2钻孔 3装药4爆破 5通风 6找顶7出渣 初喷8锚杆 挂网 钢拱架 纵向连接筋 锁脚锚杆9喷混凝土 10防水层 仰拱 11模板 拱部钢砼结构12 装修机电工程,主要内容:,2.4钻爆法NATM,2.4钻爆法NATM,2.4钻爆法NATM,2.5、浅埋暗挖法,1、浅埋暗挖法的特点。(1)适用于各种地质条件和地下水条件;(2)具有适合各种断面形式(单线、双线及多线、车站等)和变化断面(过渡段、多断面等)的高度灵活性。(3)通过分部开挖和辅助工
4、法,可以有效地控制地表下沉和坍塌;(4)与盾构法比较,在较短的开挖地段使用,也很经济;(5)与明挖法比较,可以极大地减轻对地面交通和商业活动的影响,避免大量的拆迁;(6)综合看,是比较常用的方法的一种方法。,2、浅埋暗挖法的施工应贯彻原则:(18字方针)管超前指采用超前导管注浆防护。实际上就是采用超前支护的各种手段提高掌子面的稳定性,防止围岩松弛和坍塌;,严注浆在导管超前支护后,立即进行压注水泥砂浆或其它化学浆液,填充围岩空隙,使隧道周围形成一个具有一定强度的壳体,以增强围岩的自稳能力;,短开挖 一次注浆,多次开挖,即限制一次进尺的长度,减小围岩的松弛;强支护 在浅埋的松软地层中施工,初期支护
5、必须十分牢固,具有较大的刚度,以控制开挖初期的变形;快封闭 在台阶法施工中,如上台阶过长时,变形增加较快,为及时控制围岩松弛,必须采用临时仰拱封闭,开挖一环,封闭一环,提高初期支护的承载能力;勤量测 对隧道施工过程进行经常性的量测,掌握施工动态,及时反馈,是浅埋暗挖法施工成败的关键。,3.开挖方法:根据不同断面和地质条件选择相应的施工方法1正台阶法,第一步:拱部超前注浆小导管施工,第二步:上断面环形开挖留核心土,第三步:下断面开挖,第四步:铺设防水板,由下至上模筑二衬,2中隔壁法(CD法),3交叉中隔壁法(CRD法),4双侧壁导坑法(眼镜法),第一步,第二步,第三步,第四步,第五步,第六步,5
6、侧洞法,第一步,第二步,第三步,第四步,第五步,第六步,第七步,第八步,6中洞法,7洞桩法之一,2.6岩体性质与开挖可钻性和切割性与岩石强度和耐磨性有关;岩体破碎与岩石强度和节理有关.地下水位和渗流性;大变形和膨胀性;岩爆与破碎;渣土的利用.,施工原则:充分保护围岩;容许围岩有控制的变形;合理地决定支护结构类型、支护时间、以及各种支护手段的相互配合、底部封闭时间、掘进长度等;进行实地量测监控;建立一体化的施工管理系统;选择能及时施设和应变能力强的支护手段;应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法;隧道断面尽快闭合;二次衬砌应采用先墙后拱的施工顺序。,选择开挖方法应考虑的因素施工设备和技术队伍:施
7、工队伍技术力量(设备、技术熟练程度等);围岩条件:工程地质和水文地质条件(围岩级别);工程规模:隧道长度、断面尺寸;隧道埋深;浅埋,深埋工期要求;环境条件;,2.7开挖方法选择与岩体性质钻爆法:中、高等强度岩石;全断面或者导坑、台阶法;地下水涌水问题.Roadheader:低、中等强度岩石.分部开挖:软弱围岩.浅埋暗挖法。TBM:低、高等强度岩石;封闭式也可以用于高地下水位;适应地质变化能力小;岩爆、破碎和大变形地质问题不适用.,3.隧道支护,3.1基本方法(1)岩体本身作为结构的一部分,加固岩体可以代替内部支撑;(2)经验类比法;(3)与施工方法、岩体力学性质有关;(4)对于无类比的,可以采
8、用数值模拟方法进行预测和推断;(5)现场监测用于验证和修改支护设计.,3.2基于岩体分级的方法,3.2基于岩体分级的方法,根据铁路隧道设计规范(TB100032005),隧道围岩可划分为六级:(1)级为饱和抗压极限强度大于60MPa的坚硬岩石,围岩基本质量指标BQ大于550,一般是埋深达100m以上,地铁隧道中很少遇到。(2)级微风化硬质岩,饱和抗压极限强度大于30MPa的坚硬岩石,围岩基本质量指标BQ在550451之间。(3)级围岩,包括节理较为发育的微风化岩,中等风化围岩,围岩基本质量指标BQ在450351之间。(4)级围岩,包括强风化围岩,呈砂土状或碎石状,围岩基本质量指标BQ在3502
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