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1、鉆爆法暗挖隧道施工工藝與工法西南交通大學(xué)土木學(xué)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藝匯報(bào)內(nèi)容一、概述1.1定義及分類暗挖法定義：在特定的條件下，不開挖地面，全部在地下進(jìn)行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工方法。暗挖法分類：暗挖法鉆爆法機(jī)械法頂管法沉管法1.2鉆爆法施工流程施工準(zhǔn)備場(chǎng)地準(zhǔn)備、測(cè)量定線、三通一平、人員組織開挖爆破出渣運(yùn)輸初期支護(hù)二次襯砌鉆炮眼、裝炸藥、聯(lián)結(jié)引炮裝置、爆炸通風(fēng)、消除危石、裝車錨噴支護(hù)臨時(shí)支撐防水板鋪設(shè)模注混凝土1.3鉆爆法施工工法1.4鉆爆法各工法特點(diǎn)全斷面法：常用在硬巖中，利于大型化機(jī)械作業(yè)，施工速度快。臺(tái)階法：多
2、用于軟弱或節(jié)理發(fā)育的圍巖中，可分為三種變化方案：長(zhǎng)臺(tái)階法：上下臺(tái)階距離較遠(yuǎn)，上臺(tái)階超前50m或5倍洞跨以上，施工中上下臺(tái)階可配大中型機(jī)械平行作業(yè)。短臺(tái)階法：上臺(tái)階長(zhǎng)度小于5倍洞跨且大于1~1.5倍洞跨，適用于較軟弱圍巖，上下臺(tái)階施工干擾較大。超短臺(tái)階法：上臺(tái)階超前1倍洞跨以下，斷面閉合較快，多用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖。1.4鉆爆法各工法特點(diǎn)1.4鉆爆法各工法特點(diǎn)分部開挖法：常用于圍巖條件較差，隧道開挖斷面較大的情況，可分為三種變化方案：臺(tái)階分部開挖法：又稱環(huán)形開挖留核心土法，適用于一般土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖地段。上部核心土用于支擋開挖工作面，利于及時(shí)施做拱部初期支護(hù)，增強(qiáng)
3、開挖工作面穩(wěn)定性；核心土及下部開挖在拱部初期支護(hù)保護(hù)下進(jìn)行，施工安全性好。一般環(huán)形開挖進(jìn)尺不宜過長(zhǎng)，為0.5~1m左右。1.4鉆爆法各工法特點(diǎn)單側(cè)壁導(dǎo)坑法：適用于圍巖差、跨度大、地表沉陷難于控制情況。此法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前，另一側(cè)斷面采用臺(tái)階法施工，兼有臺(tái)階法和側(cè)壁導(dǎo)坑法優(yōu)點(diǎn)。洞跨可隨機(jī)械設(shè)備等施工條件確定。如在開挖單側(cè)壁導(dǎo)坑時(shí)，也采用臺(tái)階法施工，并及時(shí)用臨時(shí)支撐進(jìn)行支護(hù)，一般將次方法稱為CRD法。1.4鉆爆法各工法特點(diǎn)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：適用于淺埋大跨度隧道，地表下沉要求嚴(yán)格，圍巖條件特差條件。此法安全可靠，單施工速度較慢，工程造價(jià)較高。1.5各工法力學(xué)效果比較臺(tái)階法不同臺(tái)階長(zhǎng)度力學(xué)
4、效果分析比較解析情況1.0D0.75D0.5D0.25D塑性區(qū)示意塑性區(qū)深度（m）7.05.55.04.0地表下沉（mm）35.0529.1824.4611.38拱頂下沉（mm）51.3444.6038.8223.301.5各工法力學(xué)效果比較臺(tái)階法、單側(cè)壁法、雙側(cè)壁法力學(xué)效果分析比較施工工法臺(tái)階法單側(cè)壁法雙側(cè)壁法塑性區(qū)示意拱頂位移（mm）53.4243.7835.12邊墻位移（mm）60.2237.9733.10仰拱位移（mm）94.06143.06103.391.6各分部開挖工法比選情況圍巖條件臺(tái)階法單側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法長(zhǎng)短超短CDCRD單線隧道軟弱淺埋◎○⊙軟弱偏壓◎
5、○雙線隧道軟弱淺埋◎○⊙△軟弱偏壓◎○⊙△三線隧道軟弱淺埋◎○⊙△軟弱偏壓◎○⊙注：◎○⊙△表示優(yōu)選順序二、翔安海底隧道施工方法2.1工程概況翔安海底隧道全長(zhǎng)6.05km，其中跨海域長(zhǎng)4.2km，設(shè)計(jì)采用三孔方案，左右兩孔采用雙向六車道，中間孔為服務(wù)隧道。是我國(guó)大陸修建的第一條海底隧道。翔安海底隧道地理位置示意圖2.2工程特點(diǎn)隧道開挖斷面大最大開挖跨度達(dá)16.84m，最大開挖高度達(dá)12.26m，最大開挖斷面積達(dá)170.7m2。2.2工程特點(diǎn)地質(zhì)條件復(fù)雜陸域段主要為全強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、富水砂層、海域段穿越多處風(fēng)化囊槽。F3F1F4F2F1、F2、F3：全強(qiáng)風(fēng)化深槽；F4：全強(qiáng)風(fēng)化深
6、囊全強(qiáng)風(fēng)化層全強(qiáng)風(fēng)化層、部分透水砂層海水最深約30m施工風(fēng)險(xiǎn)大易發(fā)生突水、坍塌等事故。2.3施工方法通過綜合分析，隧道沿線V級(jí)圍巖地段采用小挖掘機(jī)開挖，I~IV級(jí)圍巖地段采用鉆爆法開挖。圍巖級(jí)別開挖方法掘進(jìn)方式洞口段陸域海域ⅤCRD法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法或CRD法CRD法挖掘機(jī)開挖Ⅳ－CRD法或上下臺(tái)階法挖掘機(jī)開挖輔以弱爆破Ⅲ－上下臺(tái)階法上下臺(tái)階法鉆孔爆破Ⅱ－上下臺(tái)階或預(yù)留光爆層法上下臺(tái)階法或預(yù)留光爆層法鉆孔爆破Ⅰ－—上下臺(tái)階法或預(yù)留小導(dǎo)洞光爆層法鉆孔爆破三、翔安海底隧道各工法施工工藝3.1CRD施工工法適用范圍翔安海底隧道中，在洞口采用大管棚支護(hù)地段、陸域IV/V級(jí)圍巖地段、富水砂
7、層地段、海域風(fēng)化深槽地段，由于隧道開挖跨度較大、且對(duì)圍巖變形控制嚴(yán)格，因此采用CRD工法進(jìn)行施工。施工工藝原理采用CRD預(yù)留核心土的方法，將大斷面隧道分成4個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小洞室分部施工。CRD法遵循“小分部、短臺(tái)階、短循環(huán)、快封閉、勤量測(cè)、強(qiáng)支護(hù)”施工原則，自上而下、分塊成環(huán)、隨挖隨撐、及時(shí)做好初期支護(hù)。待初期支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，自上而下拆除臨時(shí)中隔壁墻及臨時(shí)仰拱，再進(jìn)行施工。3.1CRD施工工法施工工藝流程3.1CRD施工工法施工要點(diǎn)合理開挖支護(hù)步序（1）①-②-③-④開挖支護(hù)順序（2）①-③-②-④開挖支
