隧道工程基本知识

隧道工程基本知识盖英志二0一0年元月主要内容一、围岩及分级二、常用的施工方法三、一般施工程序四、北固山隧道五、隧道工程管理的重点一、围岩及其分级1、围岩的基本概念2、围岩分级1、围岩：隧道工程影响范围内的岩土体。2、围岩分级：为了设计和施工的方便，将复杂的地层按工程性质，分为六级。围岩的分级只要是按统计规律划分：重点是各种围岩的坍塌高度。按三车道隧道计，各种围岩的塌方高度和单位荷载重量为：Ⅰ级：约0.9m；约25kNⅡ级：约1.8m；约47kNⅢ级：约3.5m；约88kNⅣ级：约7.2m；约173kNⅤ级：约15.0m；约345kNⅥ级：约31.0m；约682kN各级围岩塌方高度示意图三车道公路隧道各级围岩荷载高度示意图Ⅴ级围岩Ⅵ级围岩Ⅳ级围岩Ⅲ级围岩Ⅱ级围岩1.85mⅠ级围岩0.92m二、常用的施工方法1、全断面工法2、上下台阶工法2、上下台阶工法3、CD工法4、CRD工法•4、双侧壁导坑工法5、“眼镜”工法三、一般施工程序1、开挖2、支护3、防水4、衬砌5、洞门6、附属工程7、路面8、交通工程9、环保及绿化1、开挖①、开挖设备：空压机、钻孔台架、风钻等②、钻孔：掏槽眼、周边眼、进度眼等③、爆破：硝铵炸药，段发雷管，导爆索④、光面爆破的效果：残眼率应在80%以上⑤、出渣：装渣机配合自卸汽车主要设备的配备开挖设备：TBM、开挖台车、风钻喷射设备：喷射机、机械手动力系统：电力、高压风运输系统：装渣机、挖掘机、自卸汽车通风系统：大容量轴流通风机防排水系统：抽水机、防水板热合机二次衬砌系统：钢筋加工系统、混凝土拌合楼、混凝土输送车、混凝土输送泵、衬砌台车2、支护⑴、超前支护①、超前锚杆②、超前注浆小导管③、大管棚⑵、支护的组合①、喷射混凝土②、喷射混凝土+钢筋网③、喷射混凝土+钢筋网+钢架喷射混凝土1、喷射混凝土分为：干喷：干料拌合后进入喷射机，在喷头处加水；潮喷：潮湿的砂石料加水泥拌合，进入喷射机，在喷头处加水；湿喷：拌合成混凝土，直接喷向岩面。2、配比：碎石：粒径15mm以下、粗砂、普通水泥。3、技术要求：自下而上，基本垂直岩面、每层4~6cm、风压0.1~0.15MPa、水压较风压大0.05~0.1MPa。钢架、纵向联结钢筋初期支护初期支护由锚杆、钢筋网、钢架和喷射混凝土组成。锚杆：分楔形锚杆、注浆锚杆、药包锚杆等。钢筋网一般采用6~8mm圆钢，焊接而成。钢架分型钢钢架和钢格栅两种。喷射混凝土有小碎石、中粗砂、水泥和外加剂组成。喷射工艺分为“半湿喷和湿喷两种。3、防水①、围岩注浆防水②、防水板③、二次衬砌中的变形缝防水④、二次衬砌中的施工缝防水工程防水的总体要求防水板防水是一项综合性工程，地下水不发育的隧道，一般采用1~2mmPDCA、EVA等防水卷材，二衬的施工缝、变形缝处多采用止水条（带）。地下水发育的隧道，增加围岩注浆的措施。结构防水地下工程的防水，是综合性问题，必须在各个环节上加强措施，主要有：1、围岩地密实度及防渗性能的提高；2、混凝土喷层的密实度；3、防水板的完整性能；4、二次衬砌的密实度及施工缝的防水处理；5、不同阶段有不同的施工管理重点。一般防排水横断面1、一般防排水系统附设防水板4、衬砌⑴、仰拱⑵、隧道铺底⑶、矮边墙⑷、钢筋绑扎⑸、衬砌台车的就位及关注混凝土⑹、混凝土养生一次性衬砌一次性衬砌是传统性设计，无初期支护，开挖后立即灌混凝土。施工时常采用“先拱后墙”方法。这种设计的缺陷是结构防水性能较差，结构的整体性不好，边墙与拱脚接触处，是最薄弱的位置；同时在开挖过程中，经常有坍塌事故发生。这种设计已逐渐被淘汰。复合型衬砌复合型衬砌由初期支护+防水板+二次衬砌组成。二次衬砌的时机为了充分利用初期支护的承载作用，二次衬砌必须在完成总变形量的80~90%或变形速率0.1~0.2mm/d（周边位移）0.07~0.15mm/d（拱顶下沉），方可进行二次衬砌。矮边墙防水板仰拱5、洞门①、洞口的排水系统②、洞门：削竹式、端墙式、遮阳式③、洞口的景观及环境保护6、附属工程①、行人、行车横通道②、紧急停车带③、水沟④、电缆沟7、路面工程•混凝土路面•沥青混凝土路面8、隧道的交通工程公路隧道交通工程系统功能安全监控、报警、消防系统监控系统交通监控摄像监控火灾报警监控洞内空气质量控制报警系统火灾污染超标、交通事故就近的躲避系统行人行车横通道消除事故的治理系统灭火消防设施，通风、排烟系统交通保障系统通风、照明系统通风机通风，洞内照明人行横通道方便公路维修人员的工作提高洞内行车速度，在洞内设置了行车指示系统车道、通道、紧急电话，可变信号洞内变电站通风、消防、照明等9、环保及绿化•空气污染•水环境污染•生态环境的改变•市区隧道的洞口景观不同阶段有不同的施工管理重点。防水系统的特点及管理对策：①、围岩透水性最大，控制总体性；②、喷层对应的是透过围岩的水，相对较少，但应控制住关键部位，阻挡在喷层内；③、环向排水管将透过喷层的水排出，确保排水管畅通；④、防水板是专项防水结构，应以“严格、细致、一丝不苟”的态度去完成；⑤、二次衬砌及止水条带，应作为储备措施，以防少量的水透过防水板，由二衬阻止进入洞内。北疏港·北固山隧道隧道纵断面图Ⅲ级100mⅣ级710mⅢ级640mⅢ级210mⅢ级140mⅤ级70mⅢ级80mI-71°06′32″(Y)R=1102I-9°12′04.1″(Z)R=3000I-63°51′49.4″(Y)R=936Ⅳ级50mⅡ级180mⅣ级70mⅤ级130mⅣ级50mⅡ级210mⅣ级90mⅤ级80m大管棚30m超前小导管55.5m超前小导管90m超前小导管730m明洞4.5mⅢ级100mⅣ级660mⅢ级620mⅢ级180mⅢ级100mⅤ级40mⅢ级80mI-72°30′10.6″(Y)R=1098I-10°23′50.9″(Z)R=2500I-60°51′24.4″(Y)R=882Ⅳ级50mⅡ级270mⅤ级120mⅣ级50mⅡ级250mⅣ级90mⅤ级75m大管棚30m超前小导管39m超前小导管100m超前小导管660m明洞4.5mⅣ级50m隧道内轮廓及建筑限界北固山隧道概况双向四车道高速公路隧道，左洞全长2810m、右洞2755m。全长设4.5m宽的紧急停车带建筑限界14.0×5.0m，行车横通道3处、行人横通道4处左右洞净距：中部37m、进口12m、出口12m北固山隧道设计标准双向四车道隧道（全长设紧急停车带）1、设计速度：80km/h2、最小半径：400m3、最大半径：10000m4、停车视距：110m5、纵坡：0.3~3%6、行车道宽度：2×3.75m7、抗震设防等级：Ⅷ度8、2030年年巨交通量：38800pcu/d：隧道围岩分级重点地段1、进口左洞滑坡2、北固山大道3#桥台北固山大道·挡墙及疗养院3、龙门山庄龙门山庄·浅埋偏压及穿越高层建筑4、隧道出口隧道出口隧道工程管理的重点1、管好参建各方的组织、协调工作。2、组织和形成隧道优化设计的管理机构。3、督促参建各方对地质问题，进行调查、分析和探测工作。4、抓紧开挖支护的安全工作。5、督促各方研究提高爆破技术，控制震动的影响范围；有条件时，试验静态爆破技术。6、落实“初期支护验收”工作。7、抓好施工人员的组织和合理工序的衔接，以保证建设工期。工程项目工人数12其它附属3011衬砌、其它附属6010矮边墙、衬砌、其它附属809铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1008铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1007仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1306仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1305开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1804开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1803开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1802开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1801开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18012开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18011开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18010开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1809开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1808开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属1807开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌1506开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌1505开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌1504开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌1503开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙1202开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙1201开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙12012开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙12011开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程10010开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程1009开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程1008开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程1007开挖、支护、仰拱、铺底806开挖、支护、仰拱、铺底805开挖、支护、仰拱、铺底804开挖、支护503开挖、支护502开挖、支护501开挖、支护50年月201220112010隧道施工人员梯度图020406080100120140160180200123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536人员总数年、月份隧道施工人员梯度图谢谢诸位!请提出宝贵意见.