《辅助工法》PPT课件

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1、§4-7辅助工法一、概述在隧道开挖和支护时，将使掌子面稳定控制地表下沉和加强围岩、地下水处理等的施工方法统称为“辅助工法”。二、采用辅助工法的情况1、未固结围岩和膨胀性围岩；2、砂层砂砾层围岩和互层围岩；3、风化花岗岩的围岩和强风化岩；4、软弱的粘土质岩和蛇纹岩；5、结晶片岩和古生层的破碎带、6、大量高压涌水的围岩；7、浅埋隧道和接近结构物的隧道。10/5/20211第四章第四节盾构法三、辅助工法的分类辅助工法按其作用目的分为稳定掌子面、控制地表下沉和加强围岩、地下水处理等３类。１、稳定掌子面的

2、辅助工法掌子面：施工中的开挖面。近年由于山岭隧道的增加，在自稳性差的围岩中施工的情况愈来愈多，掌子面稳定问题成为隧道开挖技术中的重要问题。10/5/20212第四章第四节盾构法采用各种辅助工法，提高掌子面和拱顶的稳定。10/5/20213第四章第四节盾构法２．稳定地表及地表下沉的辅助工法分为改善整体围岩和改善掌子面上方围岩为目的的两大类。（１）改善整体围岩的辅助工法有药液压注法、冻结法及垂直锚杆法。①药液压注法压注法是向地层中压注浆液，造成固结土，降低地层的透水性，同时强化地层，是构筑地下结构物

3、中不可缺少的辅助工法。10/5/20214第四章第四节盾构法②冻结法地层冻结工法是地层改良工法的一种，在软弱地层和有地下水的地层暂时地人工冻结形成冻土，利用冻土的稳定作用和遮水作用构筑结构物，工程完成后再把冻土解冻，恢复原地层的工法。特点：适用于构筑地层；冻土坚固、遮水性高；容易预测冻结范围，可靠性高；对大气和地下水无污染；与其他工法比较工费高等该法分为低温液化气方式（直接方式）和盐水方式（间接方式）两种。10/5/20215第四章第四节盾构法③垂直锚杆法在隧道开挖前，在隧道上部钻孔，钻孔中插入

4、粗钢筋，再充填砂浆或水泥浆，在地层中形成任意程度的棒状的钢筋加固体，可以阻止因开挖产生的围岩变形，．提高围岩的抗剪切强度。在防止地表下沉、稳定隧道掌子面。处理偏压、防止坡面崩塌等情况时十分有效。在浅埋的软弱围岩和滑坡地段等施工条件恶劣的地点，应用极为广泛。10/5/20216第四章第四节盾构法（２）改善掌子面上方围岩改善掌子面上方围岩的辅助工法有管棚法、水平高压旋喷法两种。①管棚是在隧道开挖之前，沿隧道开挖断面外轮廓，以一定间隔与隧道平行钻孔、插入钢管，再从插入的钢管内压注充填水泥浆或砂浆，来增

5、加钢管外周围岩的抗剪切强度，并使钢管与围岩一体化的方法。一般多在洞口施工时采用。根据使用的钢筋直径分类，有小直径钢管管棚和中、大直径钢管的管棚。10/5/20217第四章第四节盾构法管棚工法的效果主要为梁效应和加强效应：·梁效应是指钢管先行施设后，在掘进时，钢管在掌子面和后方的支撑下，形成梁式结构，可防止围岩的崩塌和松弛。·加强效应是指钢管插入后，压注水泥浆，加强了钢管周边的围岩。10/5/20218第四章第四节盾构法②水平高压旋喷法在掌子面与隧道轴线平行时，用特殊机械钻孔，同时向管体内高压喷射

6、水泥浆液，形成５０～７０ｃｍ的圆柱体（桩）的工法。是改善掌子面自稳性和控制地表下沉的较好的方法。缺点是设备庞大。10/5/20219第四章第四节盾构法３．地下水对策辅助工法涌水的对策工法大体上分为两大类，即排除涌水的方法（降低地下水位法）和阻止涌水的方法（止水法）。（１）降低地下水位法①从地表降低地下水位在地面设深井点②从隧道内降低地下水可在隧道内设深井点、水平钻孔、超前坑道等，10/5/202110第四章第四节盾构法（2）止水工法一般配合排水法进行药液压注工法压气工法冻结工法10/5/2021

7、11第四章第四节盾构法§4-8量测技术一、信息化施工、量测的必要性隧道工程是实践很强的学科，既不能单靠理论推导也不能完全采用工程类比。近年来，普遍采用的信息化施工，即可使经验方法科学化，又可使理论分析具有实际的背景。1、信息化施工（情报化设计）10/5/202112第四章第四节盾构法(1)概念是指通过施工前和施工过程中对导洞、试验洞或正洞的量测（包括拱顶沉降、洞周收敛变形、地中变位、支护与围岩相互作用力等），以这些实测的量测值作反演分析，用来监控围岩和支护的动态及稳定与安全，根据及时获得的量测信

8、息进一步修改和完善原设计；并指导下阶段施工；确定支护施作方式和时间；调整施工参数：以期获得最优地下结构物的一种方法。10/5/202113第四章第四节盾构法（2）流程图（P146、图4-14）10/5/202114第四章第四节盾构法（3）过程：①预设计在初步地质调查和室内岩石力学试验基础上，通过理论分析或工程类比对支护结构和施工决策做出预设计②现场监测然后，在施工中对围岩和支护结构的力学状态的变化进行监测，③数据分析和处理将所量测到的能反映隧道结构体系力学状态的物理量（如坑道周边某些测点上的位移