隧道开挖支护设计毕业论文

第一部分 隧道与地下工程第一节 概述隧道和地下工程随着我国经济和人民生活水平的提高而进一步发展和推广。隧道和地下工程已经是解决我国交通和工业的和很有前景的一门科学。隧道是一种地下工程结构物，通常是指修筑在地下或山体内部，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线通过的通道。隧道一般包括交通运输方面的铁路、公路、航运和人行隧道；城市地下铁路和海底、水底隧道；军事工程方面的各种国防坑道；水利发电工程方面的各种水工隧道或隧洞等。隧道工程是指从事研究和建造各种隧道的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。目前，大部分隧道的设置以交通运输为主要目的，穿越山岭、河流、港湾等障碍，修建地下铁道，缩短交通线路，改善线形，可提到车辆行驶速度，以获得良好的经济效益和社会效益。除此之外，在水电工程中设置各类水工隧道可实现引水、排水、通风等目的；在市政工程中，设置各类公共隧道可实现污水排放、管线铺设等目的。隧道的这些功能，决定了其一般在长度方向上有较大的尺寸，多数长度为几千米道几十千米，有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小，一般仅几米到几十米。断面较小的隧道，一般不作为交通设施，仅用于污水排放和水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途，这些通道常常也被称为隧硐、导沟、管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间，一般有其专用功能，如作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。隧道之所以在近几年迅猛的发展，是因为它有独特的优点：首先，利用隧道可以实现各种运输线路直线等穿越山岭而不必盘山绕岭。其次，隧道还可以改善线路中的车辆运行情况和提高线路的运行能力。其三，隧道是一项隐蔽在地下、水下或山体内部的重要结构。其四，隧道在具有以上功能的同时，还存在有另一重要特点就是它不占据地面空间，这等于无形中增加了城市的有效面积，对于人口拥挤、道路密集、交通繁忙的城市来说，无疑是十分重要的。最后，城市地下隧道的兴起，也带动了整个城市地下工程的发展。隧道是地下工程的一种，而矿井和巷道同样是地下工程的重要组成部分。矿井的建设和施工比隧道更困难，因为它位于较深的地下，地质条件更复杂和施工技术不完善！我们这次实习，主要是焦晋高速隧道工程和赵固煤矿的矿井建设。第二节 隧道工程我们这次实习地点是焦晋高速的隧道工程，特别是牛郎河隧道，它是焦晋隧道中工程量最大，地质条件最复杂，施工最困难的最长的隧道。 1、焦晋高速 、概况焦作至晋城高速公路（焦作境），是经国家计委批准立项的河南省重点工程，也是国内第一条由地、市级公路局自筹资金、自行建设、自主管理的跨省高速公路。焦晋高速（焦作境）穿梭在太行山崇山峻岭之中，悬挂于县崖峭壁之上，地质条件复杂，施工场地狭小，施工难度前所未有。去年年底全线通车的河南焦作至晋城高速公路，由于采用了多项诸如煤炭采空区注浆加固等先进技术，使这条穿越太行山的高速公路成为国内先进筑路技术的实验示范基地。 焦作至晋城高速公路（焦作至省界段）虽然只有短短的公里，但因穿越太行山，地形复杂，地质条件十分恶劣，全线从起点到终点总落差达566米，有大中型桥梁22座，隧道7座，并有多处穿越孤峰的桥隧工程，施工难度极大。具体表现为桥墩高、挡墙高，其中最高的桥墩达83米，有“河南第一墩”之称；最高的挡墙高达30米，接近工程规范极限，技术要求极高。省界至晋城段有隧道10座，其中牛郎河隧道是焦晋高速最长的隧道，约为3900米。 、成果为了优质完成工程建设，工程业主单位———焦作市公路局在设计过程中，先后采取了红外遥感、卫星导航摄像技术对地质构造、岩石进行科学分析，并普遍采用计算机辅助设计线路、桥隧、挡墙，使所有工程设计都达到了科学化和标准化。开工以后，工程指挥部相继聘请了省内外8名筑路工程专家成立了工程技术专家组，针对工程建设中出现的技术难题，定期召开科研论证例会进行技术攻关。 在治理大面积煤矿采空区时，工程施工单位在有关专家的帮助下，采用最先进的钻孔注浆施工方法实施治理，共钻孔912个，注浆近12万立方米，从根本上解决了采空区地表不规则沉降这一难题。其他如桥梁高墩滑模顶升、隧道浅埋偏压和膨胀土路基处理等高新技术的相继采用，使该工程的各分项工程合格率达到100％，优良率达到90％。 2、牛郎河隧道 、概况牛郎河隧道进口位于张庄河附近,出口位于牛郎河村,属越岭特长隧道,为双线、双洞、双车道、双侧电缆槽和排水沟的隧道。其中左线起讫里程LK26+415～LK30+370,全长3955m;右线里程RK26+405～RK30+300,全长3895m。牛郎河隧道地处太行山中低山区,海拔高度介于724m～1046m之间,隧址区地形起伏较大。地势陡峭,相对高差320m。隧道最大埋深280m。区内沟谷发育,多呈“U”及“V”型谷。 、工程地质条件隧道进口隧址区主要穿越中奥陶统上马家沟组第三岩性段中厚层灰岩及第四薄层泥灰岩,岩层产状平缓,近于水平。地表覆盖薄层第四系残坡积地层。进口80m属Ⅲ类围岩,薄泥层灰岩,强～弱风化,硬质岩组。发育两组节理,岩体较破碎,呈碎石状镶嵌结构,围岩稳定性差。中间Ⅳ围岩,中厚层灰岩,微风化～新鲜岩石,硬质岩组, 单斜构造,产状平缓。受构造影响较重,节理较发育,呈X型张性节理,节理走向分别5°～7°和290°,节理宽度约1～,贯通性良好,由黄粘土残积物充填,层间结合性差。岩体呈块碎石状镶嵌结构块状砌体结构,围岩稳定性一般。地下水主要为岩溶水和基岩裂隙水,呈滴水状或涌水状。 、施工概况根据隧址区地形、地貌及地质条件，两端接线工程量和隧道照明的需求，隧道进、出口段平面线形分别设置为半径R-2500m、R-1500m的不设超高的平曲线，洞身段均为直线，主要是考虑减少隧道长度和有利于通风而为之。左洞纵坡为的单坡，右洞纵坡为和的合成坡。依救援逃逸的需求，隧道内布设车行横洞3道、人行横洞3道。另外，左、右洞内各设置4处应急停车带。牛郎河隧道采用分离式断面，两洞净间距约30m，其建筑限界为：净宽(×2+)，净高5m。洞内设单侧检修道，高，隧道内轮廓为单心圆。应急停车带处的内轮廓为三心圆。除明洞外，隧道衬砌结构系按NATM原理，采用以柔性支护体系为主要受力结构的复合式衬砌，即以喷、锚、网、格栅或型钢钢架等为初期支护，模筑混凝土或模筑钢筋混凝土为二次衬砌，并在两者之间敷设防水板。这种支护方式既能充分维护和利用围岩的自承能力，减薄衬砌厚度，又便于机械化快速施工有利于保证施工安全和工程质量。隧道内设置有电光照明、全射流风机纵向式通风、消防、监控通讯以及配套的养管设施。牛郎河隧道采用分离式、双洞、双车道布置,两洞净距30m。隧道净宽,净高。隧道内轮廊为R=527cm单心圆。本标段左、右线各设紧急停车带两处,行车方向右侧加宽,净宽,内轮廊为三心圆。车行横洞、人行横洞各两处,洞门为端墙式。隧道以柔性支护体系结构的复合式衬砌为主要受力结构,即以喷锚,钢筋网,钢格栅支撑、喷25#防水混凝土为初期支护,模注混凝土为二次支护,并敷设防水层防水;路面为25cm厚35#混凝土,上铺7cm沥青混凝土作为上路面。隧道采用新奥法施工技术,利用大型配套施工机械施工作业生产线。Ⅲ类围岩采用上半断面开挖法作业,Ⅳ围岩采用全断面光面爆破法开挖,洞口段采用上半断面弧形导坑开挖先拱后墙法施工,并且打入间距为50cm、长度为5m锚杆三排;明洞采用明挖方法施工。不良地质采用短循环、弱爆破、超前锚杆、强支撑方法。Ⅲ类围岩开挖循环进尺～,Ⅳ类围岩循环进尺～。装碴运输采用无轨装碴,无轨运输方案。二次衬砌采用自行全液压整体模板台车施工方案。 很不错哦，你可以试下zwπq│u渐纭￥ùⅵu渐纭￥ùⅵj「rgj「p41125855212011-9-12 12:32:26

浅谈隧道施工开挖 摘 要：根据我国目前施工实际情况和国外经验，将常用的五种公路隧道施工中的开挖方法作简要论述。 关键词：隧道施工；开挖方法；支护形式 在隧道开挖和衬砌施工过程中，围岩、衬砌的受力和变形情况难以获得确定解答，施工中开挖方法和支护形式是隧道施工中的关键技术，如何选择合理的开挖方法和支护形式是隧道工作者要考虑的。在隧道现场施工中，一般根据上部地质情况、土层覆盖厚度、结构受力特征、隧道开挖的时空效应及施工各工序间的相互影响等因素而决定施工方法，精简施工工序，提高施工效率，一般情况下，还要对经济情况、工期的影响进行分析，同时结合数值分析来综合考虑。 1 常用开挖方法 根据我国目前施工实际情况和国外经验，将常用的.五种公路隧道施工中的开挖方法简述如下： 全断面法 全断面法是指将隧道的断面一次开挖成型，或钻爆或掘进，开挖后统一进行支护衬砌的施工方法。 它适用Ⅰ~Ⅲ级整体性较的围岩，有时也用于IV级围岩，前提是在开挖过程中这种围岩能自稳。 它的特点是：工序少，对施工组织和管理有利；开挖断面大大，可以采用深孔爆破，加快开挖进度；轮廓一次成型，扰动围岩次数少；作业空间大，有利于大型机械作业。 台阶法 台阶法也叫半断面法，将断面一分为二进行开挖，是全断面法的变化方法，它使用的前提是围岩能在短期内自稳，被国内绝大多数隧道所采用。 台阶法包括长台阶法、短台阶法和微台阶法等三种，其划分是根据台阶长度确定。采用哪种台阶法，选择原则有两个：初期支护从施作到基本能自稳的时间长短；上部台阶施工时所需要的空间大小。对岩性较差的围岩，主要考虑第一个原则；对岩性较好的围岩，主要考虑第二个条原则。 长台阶法。长台阶法上下两断面相距较远，一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞宽。在上下台阶上可同时进行平行作业，也可以先在上断面开挖一个进尺，瑞在下断面开挖一个进尺，当隧道长度较短时，也可以先将上断面全部挖通后，再进行下断面开挖，相对于全断面来说，长台阶法一次开挖的断面和高度较小，只需配备中型钻孔台车即可，而且对于维持掌子面的稳定也有利。它适用范围较全断面法广泛，一般适用I-V级围岩。 短台阶法。短台阶法志长台阶法类似，只是两个断面相距较近，一般上台阶长度小于5倍洞宽且大于1~倍洞宽，上下断面采用平行作业，Ⅱ-Ⅴ级围岩都能采用，是新奥法中采用的主要方法之一。 短台阶法施工中，当初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合，保证在施工机械正常工作的前提下下台阶的最小长度。 微台阶法。 微台阶法是全断面开挖的一种变异形式，适用于V-VI级围岩，一般台阶长度为3~5m，台阶长度小于3m时，无法正常进行钻眼和拱部的喷锚支护作业；台阶长度大于5m时，利用爆破将石碴翻至下台阶有较大的难度，必须采用人工翻碴。微台阶法上下断面相距近，应注意开挖工作面的稳定，必要时进行加固和支护。 保留核心土法 这种方法使用中主要指环形开挖留核心土法，它将开挖断面分为环形拱部、上部核心和下部台阶三个部分，由短台阶法发展而来。先用人工或小型掘进机开挖环形拱部，进行拱部锚喷；再开挖上部核心土和下部台阶土体，进行边墙和底部初期支护；向前推进继续重复开挖上中下部土体；待围岩和初期支护的变形基本稳定后，施作二衬。 这种方法优点是施工步骤简单，在遇到短距离围岩变化时可优先使用，能较快地提高施工的进度；不足是这种方法一次开挖的进尺较短，一般在1m左右，而且顶部空间较小，不易于拱顶部的支护实施。 中隔壁法 这种方法是将断面从中间隔开，分为两侧，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，再开挖另一侧。断面每块开挖和支护后形成闭合单元，有利于围岩稳定，减小净空位移及地表深陷。 各分块纵向间隔距离视围岩变形情况，参照短台阶法决定。 中隔壁法适用于断面跨度大，地表沉陷量要求较小的软弱围岩中的浅埋隧道。 交叉中隔壁法 交叉中隔壁法也是将断面从中间隔开，分为两则，先开挖一侧的上部，再开挖另一侧的上部，左右两侧交叉进行开挖和支护。在所有支护中，中隔壁及交叉临时支护在在灌注二次衬砌时逐段拆除。 它适用于软弱围岩浅埋的双线或多线隧道。 2 支护形式分析 在早期，隧道是为矿山为服务的，那时候支护是主要是用钢木构件支撑，其中木支撑主要用圆木，它可以构成矩形或扇形支撑，不能较好适应隧道断面形状，且磨损率高，耐久性差，安全性也不高，一般属临时支护，在进行模筑混凝土后需要拆除，现在很少采用。钢支撑，主要以工字型钢，钢筋和旧钢轨为主，可以构成拱形支撑，可较好适应隧道断面形状的要求，且具有较大的承载能力和很好的耐久性，可作永久支护，施工较木支撑简便且安全。 随着社会的发展，现在的新奥法主要以喷锚支护为主要手段，这种支护不像早期的刚性支护，它是一种柔性支护，允许围岩有一定的变形。 在现代隧道支护理论中，也将隧道支护他为永久支护和临时支护。这两种支护并没有严格上材料和形式的区别，只是在于临时支护一般在施作永久支护后在拆除。