第10章 隧道施工方法

重庆交通大学 隧道及岩土工程系
2012年11月
学习本章目的： （1）掌握新奥法隧道施工的基本方法； （2）掌握不良地质隧道的施工方法；
（3）掌握隧道开挖方法和主要支护手段。
第10章 隧道施工基本方法
10.1 概述
10.2 新奥法施工
10.3 传统的矿山法
10.4 不良地质条件下隧道施工
10.5 隧道开挖
②地质和水文条件 ，其中包括围岩级 别、地下水及不良地质现象等
● 围岩级别是对围岩工程性质的综合 判定，对施工方法的选择起着重要的甚 至决定性的作用；
③ 施工技术条件和机械装备状况
实践证实，施工条件是决定施工方 法的最基本的因素，它包括一个施工队 伍所具备的施工能力、素质以及管理水 平。
④ 施工中动力和原材料供应情况；
⑹ 公路隧道埋设于地下，一旦建成就难 以更改，所以，除了事先必须审慎规划 和设计外，施工中还要做到不留后患。
2、隧道施工应遵循的基本精神和原则
⑴ 在施工中必须充分保护围岩，避免过 渡破坏和损伤遗留围岩的强度，使暴露 的围岩尽量保留既有的质量，因此，采 用控制爆破技术是必要的；
⑵ 为了充分发挥围岩的承载力，应允许 并控制围岩的变形 ● 允许围岩变形达到不在围岩中形成松 弛的量级； ● 必须限制围岩变形，使围岩不会过渡 松弛而丧失或大大降低承载力；
● 临时仰拱也是重要的、不容忽视的支 护手段；
⑺ 在可能的条件下，应尽量采用全断 面或大断面分部的开挖方法；
⑻ 在任何情况下，使隧道断面能在较短 时间内闭合是极为重要的； ● 必须改变“重视上部结构、忽视底部 结构”的观点； ● 应尽量采用能先修筑仰拱(或临时仰 拱)或铺底的施工方法；
⑼ 为保证二次衬砌的质量和整体性， 在任何情况下，都应采用先墙后拱 的施工顺序。
地安全使用。
其特点可归纳如下： ⑴ 隧道工程全部为隐蔽工程，工程地质和 水文十分重要，甚至起决定性的作用； ⑵ 公路隧道是一个形状扁平的建筑物，施 工工作面少(正常情况下只有进、出口两个 工作面)，工期较长;
⑶ 施工环境差，采取有效措施加以改善；
⑷ 工程施工不受季节变换及气候变化的 影响； ⑸ 施工工地一般都位于偏远的深山狭谷 之中，往往远离既有交通线，运输不便， 供应困难；
从改革、开放以来，我国铁路、公路、水 电站等隧道工程的发展又进入了一个新的时期， 这不仅表现在隧道数量的增加，也表现在隧道 长度的突破。隧道技术的发展，面临一个新的 机遇和挑战，从目前的工程实际，在今后很长 一段时间内，钻爆法仍然是修建山岭隧道的主 流，因此，改造和完善钻爆法及其相关技术， 仍然是刻不容缓的，必须及时总结经验，适应 形式发展要求。
⑸ 在施工过程中，必须建立设计－施 工检验－地址预测－量测反馈－修正 设计的一体化的施工管理系统，以不 断的提高和完善隧道施工技术
⑹ 选择支护手段，一般应选择大面积、 牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设和 应变能力强的支护手段； ● 多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合 使用； ● 要与钢支撑或格栅等配合使用；
10.6 隧道支撑及衬砌施工
10.1 概述
1、隧道工程特点 2、隧道施工应遵循的基本精神和原则
3、隧道施工方法及其选择
4、隧道施工技术的发展
1、 隧道工程特点 隧道施工过程通常包括：在地层中挖 出土石，形成符合设计轮廓尺寸的坑道；
进行必要的初期支Baidu Nhomakorabea和砌筑最后的永久衬
砌，以控制坑道围岩变形，保证隧道长期
⑧ 施工中动力和原材料供应情况； ⑨ 工程投资与运营后的社会效益和 经济效益； ⑩ 施工安全状况，
⒒有关污染、地面沉降等环境方面的要 求和限制。 当隧道施工对周围环境产生不良影响 (如爆破震动、地表下沉、噪声、地下水 条件的变化等)时，环境条件也成为选择 隧道施工方法的重要因素之一，在城市 条件下，甚至会成为选择施工方法的决 定性因素。
3、隧道施工方法及其选择 ⑴ 隧道施工方法 一个多世纪以来，世界各国的隧道工 作者在实践中已经创造出能够适应各种围 岩的多种隧道施工方法。习惯上将它们分 成为：矿山法、掘进机法、沉管法、顶进 法、明挖法等。
① 矿山法
因最早应用于矿石开采而得名，它 包括上面已经提到的传统方法和新奥法。 由于在这种方法中，多数情况下都需要 采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆 法。有时为了强调新奥法与传统矿山法 的区别，而将新奥法从矿山法中分出另 立系统。
应该看到隧道施工方法的选择，是一 项“模糊”的决策过程，它依赖于有关 人员的学识、经验、毅力和创新精神。 对于重要工程则需汇集专家们的意见， 广泛论证。必要时应当开挖试验洞对理 论方案进行实践验证。 从目前我国公路隧道发展趋势来看， 在今后很长一段时间内，仍以采用新奥 法为主，这也符合世界潮流。
4、隧道施工技术的发展
② 掘进机法
包括隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，简写为T．B．M．）法和 盾构掘进机法。
③沉管法、顶进法、明挖法则是用来修 建水底隧道、地下铁道、城市市政隧道 等，以及埋深很浅的山岭隧道。
⑵ 施工方法选择需要考虑的因素
① 工程的重要性。一般由工程的规模、 使用上的特殊要求，以及工期的缓急体 现出来；
⑶ 变形的控制主要通过支护阻力(即各 种支护结构)的效应达到的。因此，在施 工中必须合理决定：①支护结构的类型 ②支护结构参与工作的时间 ③各种支护 手段的相互配合 ④底部封闭时间 ⑤1次 掘进长度等等；
⑷ 必须在施工中进行实地量测监控， 及时提出可靠的、足够数量的量测信 息，以指导施工和设计；
4、隧道施工技术的发展
为了适应我国山岭隧道工程发展的需 要并结合隧道工程技术的发展趋势，目 前施工中，必须予以关注的问题是：
⑤ 隧道的横断面积
隧道横断面的形状和尺寸，对施工方法 选择也有一定的影响。
⑥ 隧道的埋深
隧道的埋深与围岩的初始应力场及 多种因素有关，在同样的地质条件下， 由于埋深不同，施工方法也有很大差 异。
⑦ 工期 作为设计条件之一的工期，在一定程 度上会影响基本施工方法的选择。因此，
工期决定了在均衡生产的条件下，对应 配备的开挖、运输等综合生产能力的基 本要求，即对施工均衡速度、机械化水 平和管理模式的要求。