隧道工程教学PPT.pptx

简答1.1地下工程概述能源供给设施地下生活设施地下储藏设施地下商业及交通设施放射性废弃物处理设施地下工程的利用形态 一、隧道的定义及分类1.定义：隧道一般是指作为地下通道的工程产品。有道路隧道、水底隧道、城市道路隧道、底下铁道、铁路隧道和航运隧道、引水隧道等。2.分类：通常隧道可分为两大类，一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的成为软土隧道。选择填空大题1.2隧道工程的发展简介 二、隧道的用途及要求1.用途：在山岭地区，修建隧道可以有效地克服地形或高程障碍，改善路线线形，提高路线等级，缩短行车里程，节约能源和时间。在江河、海峡、港湾地区修建水底隧道，可减少桥梁对水路交通的影响。城市公路隧道可以减少用地，实现立体交叉。此外，隧道还能增加隐蔽性、提高防护能力。2.要求：为保持隧道四周岩体的稳定，确保行车安全，通常要修筑主体的洞门、洞身衬砌，并安装配套的通风、照明、防排水、安全设备等。洞身衬砌的主要作用是承受岩土的压力、结构自重及其它荷载，防止岩土风化、崩塌等。通风照明、防排水、安全设备等的主要作用是确保行车安全、舒适。大题1.2隧道工程的发展简介 填空选择1.2隧道工程的发展简介水底隧道施工方法施工方法山岭隧道施工方法浅埋及软土隧道施工方法 大题1.2隧道工程的发展简介？山岭隧道施工方法又包括掘进机法和矿山法（钻爆法）——传统矿山法、新奥法；浅埋及软土隧道施工方法又包括明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法和盾构法；水底隧道施工方法又包括沉埋法和盾构法等多种施工方法。？掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。简称TBM(tunnelboringmanchine）法，是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后通过配套的运输设备将碎石运出。具有掘进速度快，超挖小，围岩松动小，多用于没有塑性围压和涌水的中等坚硬的岩石，有一定的局限性。 新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷锚支护为主要手段）来承受压力并保持围岩稳定。新奥法施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破等措施，减少应力集中。因此新奥法的三大要素为喷射混凝土、锚杆、光面爆破，主要原则可概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”现在大多数的钻爆隧道掘进都采用新奥法。1.2隧道工程的发展简介填空 一、施工特点1.隐蔽性大，未知因素多；2.作业空间有限，工作面狭窄，施工工序干扰大；3.施工过程作业的循环性强，施工时要严格地按照一定的顺序循环作业；4.施工作业的综合性强，在同一工作环境下进行多工序作业（掘进、支护、衬砌等）；5.施工过程的地质力学状态是变化的，围岩的物理力学性质也是变化的，因此，施工过程也是动态变化的；6.作业环境恶劣，作业空间狭窄，施工噪声大，粉尘，烟雾，潮湿，光线暗，地质条件差等给施工人员带来了不利的工作环境。7.作业风险性大。风险性是和隐蔽性和动态性相关联的，在施工过程中，施工人员必须随时关注隧道施工的风险性。大题论述1.3隧道与地下工程施工的特点与原则 针对隧道工程的施工特点，隧道工程的施工技术，主要是研究解决隧道工程各种施工方法所需的技术方案、技术措施和安全保障措施，特殊地质、不良地质地段的施工手段，隧道工程施工过程中的爆破、衬砌、支护、通风、防尘、防瓦斯、防有害气体，及照明、水、风和电的作业方式及操作技术标准和要求，围岩变化的测量监控方法等等。隧道的围岩，是隧道的主要承载单元，在隧道的施工过程中应充分保护和维护围岩，避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度，使暴露的围岩尽量保留既有状态，这是隧道施工技术选择时最重要的基本原则。填空1.3隧道与地下工程施工的特点与原则 1.施工过程中要做好围岩的保护和维护工作隧道施工穿过岩体时，要尽量做到不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力。为此，可采用机械开挖技术和控制爆破技术及各种技术措施、手段和方法。2.隧道圬工工程做到内实外美隧道圬工工程是指混凝土、喷射混凝土、干砌和浆砌工程。内实的关键是保证“六密实”，外美即混凝土外露表面要美。两者中内实是关键。3.隧道施工要确保安全、重视环境安全的重点是要防止坍塌。环境包括内部环境和外部环境。内部环境是指施工作业环境，它直接关系施工人员的身心健康。外部环境是指对周边环境的影响，包括施工污水、弃渣的处理排放、噪音、粉尘污染等。简答1.3隧道与地下工程施工的特点与原则 2.1隧道与地下工程施工的特点与原则一、安全保证体系要求在施工现场安全生产保证体系应围绕实现项目安全目标和不断提高安全管理成效来建立，按照制定措施、贯彻实施、检查落实、不断改进的模式来运行。其要求为：1.建立有效的组织机构工程项目部安全管理组织的建立应满足工程实际需要，精炼高效，不能只做表面文章，走走形式。可在已有的管理机构中明确安全职能所在部门（或岗位），也可按工程规模和状况要求，设置专门的安全组织机构，有条件的可设置安全工程师岗位。要明确职责和权限，并形成文件，确定资源配置和工作流程，确保安全管理工作行之有效。2.制定安全目标每个项目都应制定明确的安全目标，将安全事故的发生率和人员伤亡率控制在最低限度。为实现这一目标，项目部就要采取行之有效的措施来保证。简答 3.危险源与不利环境因素的识别、评价和预防在做工程技术准备时应有效进行危险源和不利环境因素的识别、评价，并制定相应的预防措施。在识别和评价方面应尽量充分，必须覆盖项目经理部中的各种活动，施工现场内的所有物料、设施和设备，同时要全面考虑可能发生的各类安全风险和不利环境影响。所采用的识别和评价方法要合理，要与项目经理部的实际运行经验和控制能力相适应，具有可操作性。4.监督、检查执行情况在工程施工过程中，要监督、检查措施落实执行情况，并根据实际情况的发展变化，对预防措施及时进行调整和更新。第2章隧道与地下工程安全管理2.1隧道与地下工程施工的特点与原则 5.总结每个工程完成后，及时总结经验教训，为今后更好地完善安全保证体系奠定基础。二、安全保证体系的建立1.建立安全保证体系的基本原则预防为主的原则；从实际出发的原则；全员参与；持续改进。2.建立安全保证体系的程序教育培训，组织落实阶段；文件化阶段；体系运行阶段。第2章隧道与地下工程安全管理2.1隧道与地下工程施工的特点与原则 一、施工现场安全管理的概念1.定义：施工现场的安全管理是指在施工过程中组织安全生产的全部管理活动。安全管理以国家的法律、法规和技术标准为依据，采取各种手段，通过对生产要素过程的控制，使生产要素的不安全行为和不安全状态得以减少或消除，达到减少一般事故，杜绝伤亡事故的目的，从而保证安全管理目标的实现。填空选择2.2隧道与地下工程安全管理的基本方法 管理面广由于隧道工程规模较大，工艺复杂，工序多，不确定因素多，所以，安全管理工作涉及的范围大，控制面广。管理动态性强由于工程项目的单一性，使每项工程的施工条件和方法都有所不同，所面临的危险因素和防范措施也会有所改变。管理系统交叉工程建设过程受自然环境和社会环境影响很大，安全管理需要把工程系统与环境系统和社会系统结合起来进行全面有效地控制。管理的严谨性安全控制措施必须严谨，一旦失控，导致安全事故发生，就会造成损失和伤害。大题2.2隧道与地下工程安全管理的基本方法2.安全管理的特点 二、安全管理的程序1.确定项目的安全目标。在以项目经理为中心的项目管理系统内进行分解，从而确定各岗位的安全目标，实现全员安全控制。2.编制安全生产保证计划。对生产过程中的不安全因素，用技术手段加以消除和控制，落实“预防为主”的方针，并用文件化的方式表示，作为项目安全控制的指导性文件。选择填空2.2隧道与地下工程安全管理的基本方法 3.安全生产保证计划的落实与实施。建立健全安全生产责任制，设置安全生产设施，进行安全教育和培训，沟通、交流信息，通过安全控制使生产作业的安全状况处于受控状态。4.安全生产保证计划的检查。对计划的落实执行情况进行检查，纠正不符合要求的情况，并做好检查记录，根据实际情况补充和修改安全技术措施。5.不断改进，直至项目顺利完成。第2章隧道与地下工程安全管理2.2隧道与地下工程安全管理的基本方法 安全法规安全技术经济手段安全教育安全检查与评价简答2.2隧道与地下工程安全管理的基本方法 一、隧道及地下工程风险概述定义：在建设过程中可能发生的不利后果或负面影响的集合。换言之，工程风险是与预期利益相悖的可能损失、不利影响，或由各种不确定性所引发的涉及建设各方及源于建设影响的第三方的不利后果及影响。风险需要具备两个条件：一是不确定性，二是产生损失后果。不具备以上两个条件就不能称为风险。最早的从事地下工程风险分析的人物：H.H.EinsteinSalazar.G.F——不确定性影响与工程造价的联系C.L.Leihton——地下工程风险链的定量风险评估Dr.B.V.Shastri——GIS地质风险评估研究填空选择2.3隧道及地下工程建设风险管理 目前主要的风险管理系统是MIT（麻省理工学院）和EPFL（路桑联邦理工学院）共同合作研发的隧道工期成本风险管理决策支持系统（DAT）指导性的法规：国际隧道工程和地下空间协会2004年发布的《隧道工程风险管理指南》、英国隧道协会和保险业协会2003年9月联合发布的《英国隧道工程建设风险管理》等。我国地下工程风险管理研究和实践时间处于起步阶段，风险分析在地下工程领域中的应用才刚刚开始。主要研究集中在整合地铁风险管理的各种资源，如何减少风险源以及风险因素各权值的确定；实现周期风险损失最小化；利用模糊函数曲线描述深基坑施工期的风险；分析接收准则的计算方法和标准。 二、风险管理组成简答风险界定风险辨识风险估计风险评价风险管理 论述3.1施工准备阶段安全管理施工前，应深入施工现场调查了解，掌握地形地貌的具体情况，交通运输条件，周围的环境等，据此分析在施工过程中可能存在的安全事故隐患，结合所确定的施工方案，编制安全施工措施方案，并作为施工组织设计的一部分用于指导施工，保证施工安全。通过熟悉设计文件，掌握设计要求及工程的重点和难点，核对隧道平面、纵断面设计，了解隧道与所在区段的总平面、纵断面设计的关系；核对洞口位置、式样、衬砌类型是否与洞口周围环境相适应；核对洞外排水系统和设施的布置是否与地形、地貌、水文气象等条件相适应。施工组织设计是指导工程施工的纲领性文件。主要内容包括：工程概况，施工方案，进度计划及各项资源需要量计划，质量、安全、进度、成本降低、文明施工、冬雨期施工等专项措施，施工平面布置图等。安全管理和安全技术措施是施工组织设计中的一部分内容。深入施工现场调查熟悉设计文件编制施工组织设计 一、洞口施工洞口施工是隧道工程施工的开始，洞口就像咽喉，洞口段的安全可靠是隧道施工成败的关键。同时，洞口地段的地质一般较差，且地表水汇集，施工难度大。由于每座隧道的地形、地质及线路不同，要很明确规定洞口段的范围是比较困难的，通常可以将隧道开挖可能给上坡地形造成不良影响的洞口范围称为洞口加强段。施工时，应根据围岩条件来确定洞口段范围。隧道洞口工程主要包括边、仰坡土石方；边、仰坡防护；端墙、翼墙等洞口圬工；洞口排水系统；洞口检查设备安装；洞口段洞身衬砌。选择填空 都可能隧道洞口段施工技术要点套拱应有一定的长度，一般3~4m为宜；套拱的基础应支承在稳定的地层或结构物上；大管棚施工应保持较高的水平精度，避免进入隧道开挖空间；套拱与地层的连接部位应进行加固处理，以免刚度差异较大引起的地层坍塌；及时封闭和施作仰拱，并加强地层变形监测，严格控制地层沉降和收敛。 二、明洞施工明洞就是用明挖法修建的隧道，分为独立式和接长式，常因地形、地质条件不同而有许多种结构形式，采用最多的是拱式明洞和棚式明洞。明洞大多设置在塌方、落石、泥石流等地质不良或受地形限制的地段。其施工方法主要有：1、全部明挖先墙后拱法该法适用于埋置深度较浅、边仰坡开挖后能暂时稳定或在已成路堑中增建明洞地段。施工是从上向下分台开挖，先做好两侧边墙，再做拱圈，最后做防水层及洞顶回填。 2、上部明挖先拱后墙法该法适用于明洞位于岩层破碎，路堑边坡较高，全部明挖可能引起坍塌，但拱脚岩层承载力较好，能保证拱圈稳定的地段。施工方法是先开挖起拱线以上的部分，用拉槽法开挖临时边坡、仰坡。当临时边坡、仰坡不太稳定时，采用喷锚网加固坡面，先做好拱圈，然后开挖下部断面，再做边墙，拱脚应设连续的纵向钢筋混凝土托梁，并使混凝土与两侧岩石密贴。3、墙拱交错法适用于半路堑、原地面边坡陡峻，由于地形限制不能先做拱圈，或由于外侧地层松软，先做拱圈可能发生较大沉陷，先墙后拱也有困难时。 简答论述三、浅埋段工程施工浅埋段工程是指覆盖层不足毛洞洞跨两倍的隧道，属于浅埋隧道。因其覆盖层浅，围岩难以自成拱，地表易沉陷，因此施工方法不能与覆盖层深的隧道区段相同，应采用浅埋段施工方法。浅埋段施工方法常用的有明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法及盾构法等。浅埋段施工应注意的问题：1、除盾构法施工外，严禁采用全断面开挖。 2、开挖后应尽快施作锚杆，喷射混凝土，敷设钢筋网或钢支撑。应尽快实施衬砌，防止围岩松动。3、地质条件很差时，宜采用地表锚杆、管棚，超前小导管，注浆加固围岩等辅助方法施工。4、为控制地表沉降，宜采用单臂掘进机或风镐开挖，减少对围岩的扰动；采用爆破开挖时，应短进尺，弱爆破；通过打设拱脚锚杆来提高拱脚处围岩的承载力；加强沉降观测，量测频率宜为深埋段时的两倍。 大题四、掘进方式掘进方式是指对坑道范围内岩体的破碎挖出方式，是开挖中的关键工序。常用的有钻眼爆破掘进、单臂掘进机掘进、人工掘进三种方式。爆破振动会使围岩发生坍塌，一般只适用于石质隧道。现在随着控制爆破技术的发展，爆破法的应用范围也逐渐增大，也可用于软石及硬土的爆破。 2.及时性简答1.灵活性4.协同性6.封闭性3.密贴性5.柔性锚喷支护 1.灵活性—锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护部件进行适当组合的支护形式。它们既可以单独使用，也可以组合使用，可以用于局部加固，也易于进行整体加固；既可以一次完成，也可以分次完成。能充分体现先柔后刚的原则。2.及时性—锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。在时间上利用早期强度高的特点提供早期支护，在空间上能使锚喷在最大限度内紧跟开挖面施工，还可以利用锚杆进行超前支护。3.密贴性—喷射混凝土能与周边的围岩全面、紧密地粘贴，因而可以抵抗岩块之间沿节理的剪切和张裂，并填补了洞壁的凹穴，使洞壁变得圆顺，减少了应力集中。 六、通风与防尘简答通风方式解释隧道施工通风的目的是供给洞内足够的新鲜空气，稀释并排除有害气体和降低粉尘浓度，以改善劳动条件，保障作业人员的身体健康。通风方式应根据隧道的长度、掘进坑道的断面大小、施工方法和设备条件等诸多因素来确定。在施工中，有自然通风和强制机械通风两类。自然通风是利用洞室内外的风压差或温差来实现通风的一种方式，一般仅限于短直隧道，且受洞外气候条件的影响极大，因而完全依赖于自然通风是较少的，绝大多数隧道均应采用强制机械通风。机械通风可分为管道通风和巷道通风两大类，而管道通风根据隧道内空气流向的不同又可分为压入式、吸出式和混合式三种。巷道式通风方式是利用隧道本身和辅助坑道组成主风流和局部风流两个系统互相配合达到通风目的。通风方式应针对污染源的特性，尽量避免成洞地段的二次污染，有利于快速施工。 简答（优点）延伸一、掘进机施工的特点掘进机法（TBM）是利用岩石隧道掘进机在岩石地层挖掘隧道的一种施工方法。隧道掘进机是一种集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效施工机械，问世于1952年，由美国Robbins公司生产，发展至今，技术上已经很成熟。掘进机施工的主要优点有快速、优质、安全、环保。（1）快速：掘进机开挖时可实现连续作业，因此掘进效率高，其掘进速度为常规钻爆法的3~5倍。（2）优质：采用掘进机开挖的隧道内壁光滑，从而可以减少支护工程量，降低工程费用，且开挖施工质量好。 （3）安全：掘进机施工对岩石的扰动小，影响范围一般小于50cm，可大大改善开挖面的施工条件，且周围岩层稳定性较好，从而得到安全的边界环境。同时，掘进机自身带有局部护盾或整体护盾，有利于施工人员的安全。（4）环保：开挖时采用机械破岩，无钻爆法用的炸药等化学物质爆炸及污染，人员劳动强度低、数量少，作业环境好，有利于作业人员的健康。二、掘进机施工的局限性（1）掘进机的经济性问题（2）设计制造周期长（3）适用性较差（4）开挖断面只限于圆形 简答2个后配套系统：1.后配套平台车2.连续皮带输送机3.电气控制系统辅助施工设备：1.超前钻机2.锚杆钻机3.圈梁安装器4.喷射混凝土设备5.渣土分流装置6.掘进机通风系统、除尘系统7.机器通信、数据记录、机器导向系统8.安全控制系统9.瓦斯监测器 简答五点三、限制TBM施工性能的典型因素（1）岩体地应力问题地应力和岩爆关系密切，对于深埋隧道而言，其硐室的稳定不可避免地受到高地应力和岩爆的威胁，这些坚硬脆性岩体具备了储存高能量的条件。护盾式TBM对隧道快速收敛十分敏感，有可能被收敛的地层卡住。对于开敞式TBM，如果隧道在短时间内发生严重的收敛，那么施作的隧道支护和TBM的支撑系统可能会出现严重问题，从而影响隧道的掘进进度。如果由于机械故障等原因，TBM被迫在挤压地层区段停滞了相当长一段时间，那么TBM被困住的可能性相当大（瑞典哈尔扎森隧道）。 （2）岩层破碎带对于埋深大、活动性断裂，断裂带宽度长达数百米，这类围岩尽管因强度低而对TBM刀具的磨损较小，但其完整性差，断层节理裂隙发育，自稳性差，易产生塌方，从而加大了TBM施工的难度。这类施工条件需要准确预测和研究断层和破碎带的特点，合理选择和配置刀盘转速和贯入度等掘进参数。否则，会使坍塌程度加剧或造成掘进机损坏事故，大量的塌方也会影响掘进机的性能而无法正常掘进。（3）开挖面不稳定如果拟开挖岩体破碎或风化严重，导致开挖面发生重大不稳定现象，大的岩块和粉碎石块从开挖面塌落，且这种不稳定现象一直持续不停，直至达到新的平衡，造成大的超挖，那么这种情况可能会影响TBM的正常工作，即使是硬岩护盾式TBM。 （4）TBM通过溶洞的施工技术TBM在隧道的施工中遇到天然大溶洞，必须对溶洞底部松散岩体进行回填封堵和灌浆，用钢筋混凝土做TBM通过的基础，同时要考虑到溶洞与隧洞轴线的交叉问题，TBM在一边无支撑、无法掘进的情况下通过。（5）能有效处理大量涌水地下水是影响围岩和硐室施工安全的重要因素，隧洞的涌水还具有涌水量大、水头压力高、补给丰富的特点。隧道岩体的突水、涌水是影响施工进度和安全的一个重要因素，如何尽早、准确预测涌水，适时处理涌水对TBM施工非常重要。 填空一、TBM施工作业系统掘进机的推进过程就是施工的掘进过程。“掘进—装运—支护—再掘进”是隧道施工的基本作业流程。施工作业的保障系统包括直接和间接两大部分，即由物料的组织、运输和TBM的维护保养构成。（1）掘进与出渣运输作业系统作业过程为刀盘推进—旋转—切削—出渣—排运。（2）隧道掘进支护作业系统作业过程为掘进—地层改良—支护—喷混凝土—二次衬砌及铺设防水层。（3）运输系统主要指出渣转载与仰拱块等材料的运输。材料主要包括工程用材及设备维护用材等。（4）能源供应与劳动环境系统能源供应系统指风、水、电等基本能源的供应，劳动环境保护在于避免人身伤害及设备故障。 简答7.1盾构选型的基本原则开挖面稳定地层的适应性地下水处理沉降施工适宜性安全性辅助工法环境及公害 （记数）盾构类型与渗透性的关系地层渗透系数对于盾构的选型是一个很重要的影响因素。根据欧美和日本的施工经验，当地层的透水系数小于10-7m/s时，可以选用土压平衡盾构；当地层的渗水系数在10-7m/s和10-4m/s之间时，既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当地层的透水系数大于10-4m/s时，宜选用泥水盾构。 简答盾构类型与水压的关系当水压大于0.3MPa时，适宜采用泥水盾构。如采用土压平衡盾构，螺旋输送机难以形成有效的土塞效应，在螺旋输送机排土闸门处易发生碴土喷涌现象，引起土仓中土压力下降，导致开挖面坍塌。当水压大于0.3MPa时，如因地质原因需采用土压平衡盾构，则需增大螺旋输送机的长度，或采用二级螺旋输送机。 填空7.3盾构机对复合地层适应性的因素研究设计寿命：盾构机设计寿命的提高对复合地层中盾构机的掘进施工影响较大，区别于单一均质地层，在复合地层中的最大不同点是，盾构机本身在设计上就必须考虑到对付千差万别地层变化。设计寿命作为一个反映盾构机综合性能的重要指标，其寿命的长短将直接关系到其应付各种地质条件的可行性和安全性。例如，在广州地铁使用引进的盾构机当中，部分按主轴承4000h、掘进3km使用寿命设计的盾构机所表现的对付不同性质地层的掘进能力明显不如那些按主轴承10000h、掘进10km使用寿命设计的盾构机。为了保证10km的使用寿命，盾构厂家主要在钢结构的强度和主轴承密封系统进行了明显的优化。 论述对盾构机掘进有不利影响的典型工程地质和水文地质残积土的粘土以及泥岩类岩石经研磨后形成的粉粒状矿物质，在受压、受热、受湿环境条件下，会在刀盘表面或土仓内形成泥饼。上软下硬或上硬下软的不均匀地层难以全天候进行动态平衡控制，易导致顶部坍塌。软硬地层突变及花岗岩地区的球状风化体，会使刀盘变形和刀具崩裂。富水断裂带和岩石破碎带等地层会导致螺旋输送机出土口涌水涌砂，造成施工困难；过江河或砂层、淤泥层，易失水和扰动引发大的沉降；土压平衡状态施工遇到石英含量的地层时，刀具磨损严重。 填空砂性地层中盾构推进的影响存在的问题土压平衡盾构施工成功的关键之—是合理进行土压力管理，使开挖面保持稳定。为保证密封舱内的土压力能够真实反映，需要要将开挖面切削下来的土体在密封舱内调整成一种“塑性流动状态”的土体。如果地层是淤泥质粘土层的话，只要在密封舱内通过旋转翼板搅拌，就可满足这种状态顺利进行施工。但是，如果地层是粘粒(粒径小于0．005mm)的含量较少(小于10％)的卵石层、砂土地层、粉土层、风化岩地层，进入密封舱的土体就很难形成这种“塑性流动状态”，从而给土压力保持带来困难，导致施工出现以下问题。 简答对策：防止盾尾漏浆措施（1）提高同步注浆质量与管理（2）加强盾尾舱的管理（3）盾尾漏浆对策防止隧道上浮措施在盾构掘进过程中，加强隧道监测是防止隧道上浮的积极措施，对盾构机和管片进行姿态控制，能够有效控制隧道上浮。 一、煤层瓦斯隧道定义：煤层瓦斯隧道是指煤系地层中含有甲~丁烷、一氧化碳和氢气等可燃、易爆有害气体的隧道。简答4.2特殊围岩施工技术要点瓦斯突出的类型爆破时突出延时突出过煤层时突出自冲岩柱突出引起煤尘爆炸的主要因素煤尘灰分与水分煤尘的粒度空气中氧气含量煤挥发成分含量 填空二、高地应力隧道高地应力隧道是指隧道围岩中原始地应力大于某一限值的隧道，这一限值在《工程岩土分级标准》（GB50218-94）中的规定为时隧道围岩中的地应力状态。高地应力地层地质调查岩性及其力学性质调查围岩结构与构造调查初始地应力调查水文地质条件调查 一、地质超前预报主要方法简答4.3地质超前预报技术超前水平钻探常规地质分析物探类主要应用手段有常规地质测绘、地质素描、抽（压）水试验、渗流测试、岩石力学试验、水力联系分析及水成分分析一种传统可靠的方法，可以探测隧道前方几米至百米距离，可通过岩芯观察和分析对隧道前方松散地质体、断层破碎带进行准确定位，对岩芯进行各种岩石物理力学参数，探测距离可达数百米主要有隧道地质超前预报系统、高密度直流电法、地质雷达、红外探测法、声波法等手段，应用物探法进行地质灾害预报时，应采用综合分析 简答重、难点问题预报方法分为裂隙岩体坍方和软岩坍方。前者多采用基于块体理论的围岩稳定分析法进行，也可以根据结构面强度，计算块体的稳定性，从而指导施工；后者多采用净空位移量测信息特征进行，原因多为软岩强度低或措施不当。目前我国所用的预报模型可分为非确定性模型、确定性模型和随机数学模型三大类，预测的准确性还不够高。较成功的预报方法有电法+隧道地质超前预报系统+超前钻探组合探测技术进行风险评估与预报的方法。坍方预报涌水预报 选择填空四章32—35三、涌水量预测方法1.相似比拟法正洞已开挖段的涌水量未开挖段涌水量为式中：q0——正洞实测单位涌水量l0——正洞涌水段长度l——未开挖段预测长度 2.水理统计法隧道的涌水量为式中：n——干流系数，一般为0.5~0.6Qe——地表水枯水期流量（m3/d）L——隧道通过该流域面积内的长度（km）l——地表水干流长度（km） 3.水均衡法隧道的涌水量为式中：F——集水面积（km2）α——大气降雨渗入系数A——降雨量（mm）T——渗流时间（d） 第五章水下隧道及沉管法施工①水下隧道概述②水下隧道施工方法选择③沉管法基础及基槽处理④管节制作⑤现今科研课题 二、水下隧道的优越性（1）具有很强的抵抗战争破坏的能力（2）具有很强的抵抗自然灾害的能力（3）不侵占航道净空，不影响航运（4）能全天候越江通车，不受气象变化的影响（5）结构耐久性好，维护保养费用低（6）能做到不拆迁或少拆迁（7）对生态环境影响小（8）设计上可以做到一洞多用简答5.1水下隧道概述 影响基础处理方法选择的因素采用基础的类型应根据沉管沉放环境，水力条件（流速、流向、水深、波浪、潮汐等），气候条件，沉积及地基情况，地震，隧道用途以及航运条件等来进行综合考虑。其中，主要的影响因素是淤积、地震、潮汐和航运。淤积和潮汐对基础作业的时间要求比较严格，时间上稍有耽误，便会形成新的沉积，需要重新清淤。对于地震要求，它要求沉管基础必须满足抗震要求，否则后果难以预料。至于航运条件，它直接影响着水上施工作业。通过调查这些因素，选择合理的沉管基础十分必要。填空5.3沉管法基础及基槽处理 基础处理方法简答（1）灌砂法——从工程船舶上通过导管沿着管节侧面向管节底部灌填粗砂，构成纵向垫层。该工法是在管节底板中等距离预埋灌砂管，通过灌砂管向管节底下预留基础空间进行灌砂。（2）灌囊法——首先在开挖好的基槽底面先铺一层砂、石垫层，然后于管节沉放前，在管节底面下事先系扣空囊袋一并下沉，先铺垫层与管节底面之间留出15~20cm的空间。（3）压浆法——是从隧道内部，经预埋在管节底板上的单向阀压浆孔向管底空隙压注混合砂浆。5.3沉管法基础及基槽处理 （4）刮铺法——一般用于钢壳管段（即船台法）隧道，属于先铺法中的一种。（5）喷砂法——喷砂法基础也称C&N法基础，它的主要设施是与隧道管段上方滚动移动的钢门架相连的3根管子。（6）压砂法——亦称砂流法，通过隧道管节底部的预留孔，将砂、水混合物泵出，填充隧道管节下的空间。（7）桩基法——在早期沉埋隧道中有所应用，主要目的在于防止不均匀沉降。（8）沉箱桥台法——将管节两端沉放在沉箱之上，然后在管节下面与河床的孔隙间进行充填。5.3沉管法基础及基槽处理 按照管节制作方式，沉管法隧道分为船台型和干坞型两大类。1.船台型（钢壳沉管）先在造船厂的船台上预制钢壳，制成后沿着船台滑道滑行下水，然后在水上于浮态中灌筑钢筋混凝土。这种船台型管段的横断面一般是圆形、八角形或花篮形的，隧管内只能设二个车道，需四车道时，则制作二管并列的管段。（1）此法的优点：横断面接近圆形，沉放完毕后，荷载作用下所产生的弯矩较小，在水深较大时，比较经济；管段的底宽较小，基础处理比较容易；论述5.4管节制作 管外的钢壳既是灌注混凝土的外模，又是防水层，在浮运过程中不易碰损；工期较短，在管段需要量较多时，更为明显。（2）此法的缺点：断面的空间常不能充分利用；车道上方将存在一个界限以外的空间，这样就压低了车道的路面高程，使隧道的深度增加，土方量增大；钢壳下水及于浮态下灌筑混凝土时，应力复杂，必须增加结构强度，造成耗钢量大，使管段的造价较高；手工焊接（不能避免）处的防水质量不容易保证，沉放完毕后如有渗漏，不好修补；钢壳本身的防锈问题，尚未完全解决；一个断面内只能安设二个车道，不便于建造多车道隧道。早期的沉管隧道船台型采用较多，但近年来已趋淘汰。5.4管节制作 2.干船坞型（钢筋混凝土沉管）在临时干坞中制作钢筋混凝土管段，制成后在坞内灌水使之浮起并拖运至隧址沉放。其断面多为矩形，在同一管段断面内可以同时容纳4~8个车道。（1）此法的优点：不占用船厂设备，不妨碍造船生产；隧道横断面的空间利用率较高，适于建造多车道隧道；车道部位高，土方量相对较少；不采用钢壳，可大量地节约钢材。（2）此法的缺点：制作管段时，混凝土施工工艺要求高，需要有一系列的严格措施作保证；基础底面积大，地基与管体底面的基础处理比较费时费事；普通的混凝土防水性能较差，须充分考虑防水措施。总之，在干坞中制作的混凝土管段比在船台上制作的钢壳管段经济，已成为当前最常用的制作方式。5.4管节制作 五、勘察方法1.钻探勘察钻孔布置应根据地质复杂程度确定。盾构法隧道区间钻孔宜在隧道两侧交叉布孔，位置宜在隧道外侧2~5m。所有钻孔均不得布置在隧道、联络通道等永久结构的空间范围。一般性钻孔深度为H1=H+D+5m，控制性钻孔深度H2=H+3D，H为隧道覆土厚度，D为隧道外径。2.物理勘探3.地质勘察试验工作根据具体工程的要求采集岩、土、水样进行分析试验。简答8.1勘察 隧道选线通常的曲率半径急曲线、角度的场合隧道坡度不小于0.2%，不大于5%隧道覆土厚度不小于1到1.5倍开挖半径隧道净空尺寸断面为圆形、半圆形、多圆形（双圆、三圆）、矩形、马蹄形简答8.2总体设计 简答8.3衬砌设计七、其他荷载主要包括：（1）来自内部的荷载（2）地震的影响（3）邻近施工的影响（4）平行隧道间的相互影响（5）地基沉降的影响 简答论述8.3衬砌设计八、材料原材料包括：（1）水泥（2）矿物外加剂（3）钢材（4）铸铁制品（5）钢筋（6）螺栓、螺母及垫圈（7）焊条及焊丝混凝土包括：（1）预制钢筋混凝土管片用混凝土（2）现浇混凝土（3）喷射混凝土 一、分类简答9.1辅助施工分类及应用范围按照辅助工法使用目的分类加固土层和软弱围岩治理地下水防坍控沉按照辅助工法作用机理分类注浆法降水法富水岩溶降压稳定工作面 二、应用范围辅助工法的应用范围应根据地质与水文条件、施工方法、进度要求、机械配套和工程所处环境等，优先选择较简单的方法或同时选择几种综合辅助方法来实现目的。其主要应用范围如下：1.保持掌子面的自稳性2.防止隧道施工中发生的涌水涌泥事故3.防止隧道开挖坍塌和地表过量沉降简答9.1辅助施工分类及应用范围 四、注浆施工常见问题1.串浆：是指在注浆过程中，浆液由正在注浆的注浆孔中经过溢浆孔溢出，再经过地层进入未注浆（或已注浆）的注浆孔中的一种现象。主要原因是注浆管丝扣脱节，浆液经丝扣脱节的部位进入注浆孔内，堵塞注浆管进而形成串浆。2.芯管无法下入：是轴阀管注浆过程中常发生的一种现象，它是指注浆芯管无法下入注浆管内部，或者无法下到指定的部位进行正常注浆作业。3.冒浆：指注浆施工过程中，浆液由地表或管线冒出。冒浆的发生不但会使浆液流失，造成浪费，而且是注浆施工不能达到设计意图，甚至造成管线破坏。简答9.2注浆法 4.卡管：是指注浆芯管掉入或卡入注浆管内无法提出的现象。产生卡管现象，会使注浆管及芯管、花管报废，无法继续正常注浆或重复注浆。5.隆起效应：注浆施工中，难免会出现局部浆液不均，产生隆起等现象，为分析注浆时地表所产生的隆起效应，针对注浆施工，在注浆影响区域布设若干条监测主断面，并对其加强监测，分析隆起规律，并监测对周边环境的影响。9.2注浆法 9.3降水法一、降水法分类填空1.洞内轻型井点降水：是一种真空降水，适用于繁华地区或地面施工降水不便的地方。它利用真空原理，使土中的水分和空气受真空吸力作用而产生水气混合液，经管路系统向上被吸入到水气分离器中。由于空气比水轻，经分离器上部由真空泵排出。在降水深度范围，土体重度由浮重度逐渐变为饱和重度，增加了垂直附加土压力，土层在增加的自重应力作用下逐渐固结，增大土体抗剪强度，提高围岩的稳定性。2.深井降水：它的工作原理是利用深井进行重力集水，在井内用长轴深井或潜水泵进行排水，以达到降水或降低承压水压力的目的。对于渗透系数较大、涌水量大、降水较深的砂土、砂质粉土，以及用其他方式不易解决的深层降水，可采用深井井点系统。 9.3降水法填空三、施工要点1.洞内轻型井点降水①井点布置②井点管的布设③井点管的使用2.深井降水①井点布置②井位放样、定位和钻孔③下管与填滤料④洗井⑤安装抽水设备及控制电路⑥试抽水⑦降水完毕，拆除水泵、拔井管、封井 一、应用范围释能降压法是针对复杂高压富水充填溶腔，进行有计划、有目的的精确爆破，从而释放溶腔所储存的能量，降低施工及运营过程中水土压力对隧道形成的影响，之后，通过配套处治措施完成溶腔处理。在做好相邻硐室安全分隔前提下，该法适用于深埋隧道的高压富水充填型溶腔施工。二、施工原则简答1.通过超前探测，掌握溶腔的具体位置、形态和特征，并锁定溶腔位置。2.运用精确爆破技术打开溶腔对其进行部分释能降压。3.释能降压后溶腔要基本处于0水压，确保溶腔安全。9.4岩溶地区释能降压法 四、施工要点1.查找溶腔阶段2.锁定溶腔阶段3.开挖溶腔阶段4.处治溶腔阶段5.八项专项安全设计（水文监测、洞外排水系统、洞外警戒系统、洞内排水线路、洞内相邻硐室分隔、洞内外预警监控系统、进洞条件、进洞观察安全撤离线路）简答9.4岩溶地区释能降压法 此课件下载可自行编辑修改，供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！