钻爆法暗挖隧道施工工艺与工法.ppt

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1、钻爆法暗挖隧道施工工艺与工法西南交通大学土木学院二0一0年六月一、概述二、翔安海底隧道施工方法三、翔安海底隧道各工法施工工艺汇报内容一、概述1.1定义及分类暗挖法定义：在特定的条件下，不开挖地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。暗挖法分类：暗挖法钻爆法机械法顶管法沉管法1.2钻爆法施工流程施工准备场地准备、测量定线、三通一平、人员组织开挖爆破出渣运输初期支护二次衬砌钻炮眼、装炸药、联结引炮装置、爆炸通风、消除危石、装车锚喷支护临时支撑防水板铺设模注混凝土1.3钻爆法施工工法1.4钻爆法各工法特点全断面法：常用在硬岩中，利于大型化机械作业，施工速度快。台阶法：多

2、用于软弱或节理发育的围岩中，可分为三种变化方案：长台阶法：上下台阶距离较远，上台阶超前50m或5倍洞跨以上，施工中上下台阶可配大中型机械平行作业。短台阶法：上台阶长度小于5倍洞跨且大于1~1.5倍洞跨，适用于较软弱围岩，上下台阶施工干扰较大。超短台阶法：上台阶超前1倍洞跨以下，断面闭合较快，多用于机械化程度不高的各类围岩。1.4钻爆法各工法特点1.4钻爆法各工法特点分部开挖法：常用于围岩条件较差，隧道开挖断面较大的情况，可分为三种变化方案：台阶分部开挖法：又称环形开挖留核心土法，适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。上部核心土用于支挡开挖工作面，利于及时施做拱部初期支护，增强

3、开挖工作面稳定性；核心土及下部开挖在拱部初期支护保护下进行，施工安全性好。一般环形开挖进尺不宜过长，为0.5~1m左右。1.4钻爆法各工法特点单侧壁导坑法：适用于围岩差、跨度大、地表沉陷难于控制情况。此法单侧壁导坑超前，另一侧断面采用台阶法施工，兼有台阶法和侧壁导坑法优点。洞跨可随机械设备等施工条件确定。如在开挖单侧壁导坑时，也采用台阶法施工，并及时用临时支撑进行支护，一般将次方法称为CRD法。1.4钻爆法各工法特点双侧壁导坑法：适用于浅埋大跨度隧道，地表下沉要求严格，围岩条件特差条件。此法安全可靠，单施工速度较慢，工程造价较高。1.5各工法力学效果比较台阶法不同台阶长度力学

4、效果分析比较解析情况1.0D0.75D0.5D0.25D塑性区示意塑性区深度（m）7.05.55.04.0地表下沉（mm）35.0529.1824.4611.38拱顶下沉（mm）51.3444.6038.8223.301.5各工法力学效果比较台阶法、单侧壁法、双侧壁法力学效果分析比较施工工法台阶法单侧壁法双侧壁法塑性区示意拱顶位移（mm）53.4243.7835.12边墙位移（mm）60.2237.9733.10仰拱位移（mm）94.06143.06103.391.6各分部开挖工法比选情况围岩条件台阶法单侧壁导坑法双侧壁导坑法长短超短CDCRD单线隧道软弱浅埋◎○⊙软弱偏压◎

5、○双线隧道软弱浅埋◎○⊙△软弱偏压◎○⊙△三线隧道软弱浅埋◎○⊙△软弱偏压◎○⊙注：◎○⊙△表示优选顺序二、翔安海底隧道施工方法2.1工程概况翔安海底隧道全长6.05km，其中跨海域长4.2km，设计采用三孔方案，左右两孔采用双向六车道，中间孔为服务隧道。是我国大陆修建的第一条海底隧道。翔安海底隧道地理位置示意图2.2工程特点隧道开挖断面大最大开挖跨度达16.84m，最大开挖高度达12.26m，最大开挖断面积达170.7m2。2.2工程特点地质条件复杂陆域段主要为全强风化花岗岩、富水砂层、海域段穿越多处风化囊槽。F3F1F4F2F1、F2、F3：全强风化深槽；F4：全强风化深

6、囊全强风化层全强风化层、部分透水砂层海水最深约30m施工风险大易发生突水、坍塌等事故。2.3施工方法通过综合分析，隧道沿线V级围岩地段采用小挖掘机开挖，I~IV级围岩地段采用钻爆法开挖。围岩级别开挖方法掘进方式洞口段陆域海域ⅤCRD法双侧壁导坑法或CRD法CRD法挖掘机开挖Ⅳ－CRD法或上下台阶法挖掘机开挖辅以弱爆破Ⅲ－上下台阶法上下台阶法钻孔爆破Ⅱ－上下台阶或预留光爆层法上下台阶法或预留光爆层法钻孔爆破Ⅰ－—上下台阶法或预留小导洞光爆层法钻孔爆破三、翔安海底隧道各工法施工工艺3.1CRD施工工法适用范围翔安海底隧道中，在洞口采用大管棚支护地段、陆域IV/V级围岩地段、富水砂

7、层地段、海域风化深槽地段，由于隧道开挖跨度较大、且对围岩变形控制严格，因此采用CRD工法进行施工。施工工艺原理采用CRD预留核心土的方法，将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分部施工。CRD法遵循“小分部、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”施工原则，自上而下、分块成环、随挖随撑、及时做好初期支护。待初期支护结构稳定后，自上而下拆除临时中隔壁墙及临时仰拱，再进行施工。3.1CRD施工工法施工工艺流程3.1CRD施工工法施工要点合理开挖支护步序（1）①-②-③-④开挖支护顺序（2）①-③-②-④开挖支