暗挖法关键技术--培训资料(20170704)[兼容模式]

暗挖隧道施工技术简介及方案中常见问题2017年07月04日北京建工土木工程有限公司王利民（13240035007）提提纲纲一、我国隧道工程近年建设成就及展望二、暗挖法概念及暗挖隧道施工方法简介三、施工阶段安全风险监控管理三、施工阶段安全风险监控管理四、施工过程中安全风险特征及应对技术措施五、施工方案中常见问题一、我国隧道工程近年成就与展望一、我国隧道工程近年成就与展望1.1主要领域的隧道建设进展情况铁路隧道截至2015年底，全国在建铁路隧道3784座，总长8692km；规划隧道4384座，总长9345km；运营隧道13411座，总长13038km。2015年新增开通运营铁路隧道1316座，总长2160km，其中10km以上隧道18座，总长245km。相比2013年，新增铁路运营隧道2337座（总长4099km）。1.1主要领域的隧道建设进展情况公路隧道据统计，截至2015年底，我国大陆运营公路隧道14006座，总长12684km；近两年新增运营公路隧道2647座（3079km）。1.1主要领域的隧道建设进展情况地铁隧道截至2015年底，我国大陆已有22个城市开通了地铁，拥有97条运营线路，总里程达2934km；在建126条线路，总里程达3000多km。截至目前，大陆已有43个城市获批修建地铁，规划总里程达12000km。1.1主要领域的隧道建设进展情况水工隧洞根据“国家172项引水工程建设计划”，近年来新建水工隧洞数量持续增加，兰州市水源地引水隧洞（31.570km）、北疆供水工程喀双隧洞（283.270km）、东北引松供水隧洞等水工隧洞相继开工建设。1.2近年国内标志性重难点工程简介青藏铁路关角隧道青藏铁路关角隧道全长32.645km，是世界高海拔第一长隧，也是国内已运营的最长铁路隧道。该工程于2007年11月6日全面开工，采用钻爆法施工，于2014年4月15日实现全线贯通，于2014年12月25日正式通车。1.2近年国内标志性重难点工程简介兰新高铁祁连山隧道祁连山隧道长达9490m，隧道轨面海拔最高高程为3607.4m，为双线铁路隧道。隧道长距离穿越碎屑流地层，碎隧道。隧道长距离穿越碎屑流地层，碎屑流是一种罕见的地质现象，俗称地下泥石流，施工极为困难，风险极高。祁连山隧道于2014年12月26日建成通车，是世界上海拔最高的高速铁路隧道，被誉为“世界高铁第一隧”。1.2近年国内标志性重难点工程简介兰渝铁路木寨岭隧道兰渝铁路木寨岭隧道全长19.1km，为双洞单线分离式特长隧道。隧道地质条件极其复杂，共经过包括区域性大断层在内的11条断裂带，高地应力软岩地段占全隧长度的84.5%，最大地应力27.16MPa，高地应力软岩地段占全隧长度的84.5%，最大地应力27.16MPa，处于高地应力区域，被称为“全国铁路高风险隧道之最”。隧道围岩不仅变形大，且变形快，流变性强，极易坍塌，被国内外专家称为“中国之最，世界罕见”，为全线唯一动态设计、动态施工的隧道项目，于2016年7月18日贯通。1.2近年国内标志性重难点工程简介港珠澳大桥沉管隧道港珠澳大桥沉管隧道全长5.664km，最大水深44m，由33节沉管对接而成，包括28节直线段沉管和5节曲线段沉管。港珠澳大桥海底隧道是我国第一条外海沉管隧道，也是世界上最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道，被誉为交通工程中的“珠穆朗玛峰”。预计到2017年上半年港珠澳大桥海底隧道将实现全线贯通。1.2近年国内标志性重难点工程简介武汉三阳路长江隧道武汉三阳路长江隧道全长4.6km（江中段长约2.59km），是世界上首条公铁合建的水下盾构法隧道。采用2台直径为15.76m的泥水盾构施工，盾构于2016年4月始发。1.2近年国内标志性重难点工程简介八达岭地下车站京张高铁八达岭隧道全长12.01km，八达岭地下车站最大埋深102m，地下建筑面积3.6万m2，是世界最大、埋深最深的高铁地下车站。车站两端渡线段单洞开挖跨度32.7m，是国内单拱跨度最大的暗挖铁路隧道。工程于2016年4月开工建设。1.2近年国内标志性重难点工程简介地下储能洞库烟台地下水封LPG洞库总库容为100万m³，是目前世界上库容最大的储气洞库，也是第1座由我国自主设计的储气洞库，于2014年建成。目前在建的地下储能工程还有惠州地下水封油库、湛江地下水封油库（库容各500万m³）等。1.2近年国内标志性重难点工程简介城市地下综合管廊珠海横琴综合管廊工程总投资20亿元，全长33.4km，沿环岛北路、港澳大道、横琴大道等地形成“日港澳大道、横琴大道等地形成“日”字形环状管廊系统，是我国已建成的里程最长、规模最大、体系最完善的地下综合管廊。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求国家新型城镇化建设、新一轮西部大开发、“一带一路”、海绵城市、城市地下综合管廊、城市轨道交通、京津冀协同发展、长江经济带、珠三角经济区等战略规划，为我国隧道及地下工程领域技术发展带来了前所未有的契机。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求西部交通建设对隧道的需求2016—2030年是我国西部大开发加速发展时期，交通基础设施建设也将得到快速发展，在铁路、公路的建设过程中必将出现大量70%的特长、深埋隧道。如成兰铁路，隧道的比例高达70%以上。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求调水工程对隧道的需求目前南水北调东线、中线工程已经通水，但正在建设的北疆供水工程、东北供水工程和即将开工建设的南水北调西线工程还有大131km量的特长隧洞，如雅砻江引水隧洞长131km、通天河引水隧洞长289km，这些隧洞无论规模或技术难度都是空前的。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求跨江越海交通工程对隧道的需求随着国家发展战略及基础设施建设的推进，以及铁路网、公路网结构的进一步完善，将会出现越来越多的水下隧道，如在建的汕头苏埃通道、武汉三阳路长江隧道以及拟建的琼州海峡、渤海海峡及台湾海峡通道等。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求战略能源储备对地下工程的需求据有关分析研究，到2020年我国石油对外依存度将达70%，天然气对外依存度将达50%。建设大型地下储油、储气洞库成为必然，未来将会在沿海地区建设大量地下储能洞库。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求城市轨道交通发展需求截至目前，全国有43座城市已批复轨道交通线路，总投资2.4万亿元，规划建设线路总长度4705km，超过已运营线路总里程。随着我国城镇化水平的不断提高与城市人口规模的上升，轨道交通仍有较大发展空间；且随着路网的完善，大量的上跨下穿区间隧道将会成为必然。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求城市地下综合管廊发展需求国家积极推进城市地下综合管廊建设，国办发［2015］61号文中指出：到2020年，建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营。因此，城市地下空间开发利用将进入到一个新的发展时期。目前69座城市规划的地下综合管廊工程已达1000km。1.3各领域对隧道及地下工程的重大需求城市排水、排污和海绵城市对深隧建设的需求为加快推进海绵城市建设，增强城市防涝能力，改善水生态，国办发［2015］75号文中提出：要综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用；到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。因此，将会出现大量用于排、蓄水的城市深埋隧洞。1、2006年1月3日北京地铁某区间隧道塌方二、暗挖法概念及暗挖隧道施工方法简介发生在我们身边的几起隧道安全事故：有关主流媒体报道“北京东三环路京广桥东南角辅路污水管线发生漏水事故，污水灌入地铁十号线施工区间段，由此造成三环路南向北方向部分主辅路塌陷，施水灌入地铁十号线施工区间段，由此造成三环路南向北方向部分主辅路塌陷，施工人员已安全撤离，未造成人员伤亡。事故发生后，市委市政府主要领导高度重视，市政府立即启动事故应急预案，市委常委、市公安局长马振川，副市长刘志华、吉林赶赴现场指挥抢险，立即采取措施，封闭现场，撤离人员，截流污水，疏导交通。市委常委、宣传部长蔡赴朝也赶赴现场组织指挥宣传报道工作。以三环路京广桥事故现场及影响区域为中心，三环路主辅路和朝阳路主辅路双向交通已实施临时交通管制，事故地点辅路东侧居民已经撤离，事故现场水流已被控制。城市道路和管线等各抢险部门均迅速赶赴现场，抢修恢复方案已制定，抢修施工正在紧张进行。”完全是正面报道，地铁隧道施工显得很无辜，管线漏水造成的事故。11）塌方情况）塌方情况塌陷路面为紧贴着三环主路的辅路，在京广桥桥端。事发地区地质复杂，主要为沙质土；塌陷路面下有污水、热力、电力、通讯、有线光缆等线路管路。新华社北京2006年２月１１日专电（记者殷丽娟）北京市今年将投资１０００万元，建立地下供水管网破损监任何事情都有两面性，有的部门因本次事故而推动技术进步。０００万元，建立地下供水管网破损监测系统，随时监测地下自来水管网的动态，以避免类似“京广桥路面塌陷事故”的再次发生。2、北京地铁苏州街站关于北京市地铁10号线2标段苏州街车站“3．28”重大塌方事故的通报发布部门:国家安全生产总局发布文号:安监总管二[2007]99号各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产监督管理局、建设厅（委各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产监督管理局、建设厅（委）：2007年3月28日上午9点30分左右，中铁十二局第二工程公司在承建北京市地铁10号线2标段施工过程中，由于对施工复杂的地质情况不清，当施工断面发生局部塌方和导洞拱部产生环向裂缝的险情时，未制定并采取保护抢险人员的安全技术措施，指挥作业人员实施抢险，发生二次塌方，造成6人死亡。事故发生后，该局第二工程公司及项目部有关负责人隐瞒事故情况，未按规定向政府有关部门报告（有关事故原因和性质还在进一步调查中）。。。。。。。从上述案例中看出，隧道工程特别是城市暗挖隧道一旦出现事故，影响很大，工期拖后，损失严重，经济损失尚可计算，生命损失则无法用钱衡量。做为一个隧道工程技术人员我们应牢记职责，按职责及程序、设计与规范要求做好工作和记录。事故发生时首先保护好自己，包括人身安全和规避管理责任，保护好自己也就保护了企业。城市暗挖隧道特点隧道多设在第四纪土层中，地质及水文条件复杂，且土层可能多次被扰动。城市暗挖隧道地面环境复杂。目前地下工程设计理论上还不够完善，还处于以经验为主、用工程类比法进行设计，依靠监以经验为主、用工程类比法进行设计，依靠监测数据、信息指导施工，并据此调整、修改设计和施工参数的阶段。暗挖隧道在地下施做，工艺复杂，要求设计施工人员有较高的技术水平和丰富的施工经验，而目前我们在这方面的技术管理力量和当前工程规模之间尚有相当大的差距。随着城市地下空间施工技术的发展，暗挖法已逐步成为修建城市地下工程的主要施工方法之一（三大工法）。暗挖法(矿山法)施工过程一般包括超前支护、开挖、初期支护、二次衬砌、背后注浆等工序。二、暗挖法概念及暗挖隧道施工方法简介暗挖法包括的主要开挖方法：台阶法、上半断面临时封闭台阶法、单侧壁导坑台阶法、双侧壁导坑法(眼镜工法)、中隔墙法(CD法、CRD法)、中洞法、侧洞法、洞桩法等。地铁暗挖区间典型布置图主隧道井架（垂直运输设备）竖井横通道暗挖法（矿山法）是依据新奥法（NewAustrianTunnellingMethod）的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，支护与围岩共同作用形成联合支护体系，1.暗挖法概念成环，支护与围岩共同作用形成联合支护体系，有效抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。暗挖法适用于第四纪无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层；对于较高地下水位的类似地层，采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用。采用暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。暗挖法修建隧道现场照片暗挖法修建隧道现场照片初期支护格栅钢架拼装照片国际隧道协会规定的断面划分标准