水工隧洞施工.ppt

水工隧洞施工.ppt

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洞室开挖和出渣，洞室临时支护，洞室衬砌或支护，洞室灌浆以及质量检查工作特点：

受地质及水文地质影响大，施工场地狭窄，工种工序多、施工干扰大，劳动条件差，施工组织较复杂，安全问题突出。

施工方法：

钻爆法（钻孔爆破法）、机械开挖法,第1节隧洞的开挖,一、开挖方式：

开挖方式的选择主要取决于围岩的类别、断面尺寸、施工机械化程度和水平。

1、全断面开挖法：

指整个开挖断面一次钻爆开挖成型。

分垂直掌子面掘进和台阶掌子面掘进。

适用于围岩坚固稳定、不需要支撑，有大型开挖设备，设备能力和断面大小相适应，轴线不长情况。

施工特点：

净空面积大、各工序相互干扰小、有利于机械化作业、施工组织较简单、掘进速度快。

垂直掌子,垂直掌子面掘进能使用多台钻机或钻孔台车，适宜大型机械设备施工。

垂直掌子开挖机械化程序,1、钻孔台车2、装碴机3、通风管4、电瓶车5、钢模台车6、混凝土泵,台阶掌子,整个断面分为上、下两层，台阶面间距保持在3米左右，在掘进过程中要求各层同时爆破，掘进深度大致相同。

适用于地质条件较好，但机械水平低的大断面或避免搭架的中、小断面。

2、导洞开挖法：

（下导洞、上导洞、中导洞、双导洞）,先开挖一个小断面的洞（导洞）作为先导，等导洞贯通后再扩大开挖出设计断面。

隧洞较长时，可在导洞开挖一定距离（1015m）后，接着进行断面扩大，使导洞开挖与断面扩大同时并进。

下导洞开挖（拱下掘进）法（漏斗棚架法）：

适宜岩石稳定、地下水较多的情况。

优点：

下部出碴线路不必转移、运输方便，上部扩大可利用岩石自重提高爆破效果，排水容易，开挖与衬砌施工干扰小，施工速度快。

缺点：

顶部钻孔较困难，遇岩石破碎时，施工不够安全。

下导洞开挖法施工程序,1、下导洞2、顶部扩大3、上部扩大4、下部扩大5、边墙衬砌6、顶拱衬砌7、底版衬砌8、漏斗棚架9、脚手架,上导洞开挖法（拱顶掘进）：

适宜岩石稳定性差、地下水不多的情况。

优点：

先开挖顶部，安全处理容易解决，顶部开挖规格易于控制，下部扩大施工方便。

缺点：

导洞上部出碴线路要转移、排水不方便，开挖与衬砌常交叉进行，施工干扰大，施工速度较慢。

中导洞开挖法：

导洞在断面中部，导洞开挖后全面向四周扩大。

优点：

利用柱架式钻机，可以一次钻完四周辐射孔眼；扩大钻孔可以与出碴平行作业。

缺点：

导洞和扩大并进时，导洞部分出碴不方便。

适用于岩石坚硬、不需要临时支撑，洞径大于5m，且具有柱架式钻机的场合。

双导洞开挖法：

有双侧导洞和上下导洞两种方式。

：

双侧导洞开挖：

适用于岩石破碎，地下水较严重，断面较大，需要边开挖边衬砌的情况,：

上下导洞开挖：

适用于断面很大、缺少大型开挖设备，地下水严重的情况，上导洞用来扩大，下导洞用来出碴和排水。

二、钻孔爆破法开挖：

主要任务：

根据设计要求、地质情况、爆破材料及钻孔设备条件，作好炮孔布置，确定装药量，选择爆破方法等,1、炮孔类型及布置按炮孔所起作用分为：

掏槽孔、崩落孔、周边孔,

（1）掏槽孔：

其作用是增加爆破临空面，一般布置在开挖断面中部，常见的布置形式有楔形掏槽、锥形掏槽和垂直掏槽。

施工过程：

钻孔、装药、爆破、通风散烟、安全检查与处理、装碴运输、洞室临时支护、洞室衬砌或支护、灌浆及质量检查等,楔形掏槽：

锥形掏槽,适用于紧密的坚硬岩体，开挖断面的高度和宽度相差不大，并保证斜孔顺利钻进。

垂直掏槽,适用于致密的坚硬岩体，不同尺寸的开挖断面或斜孔难于钻进的场合。

周边孔：

孔口应离边界线1020cm，以利钻孔。

主要作用是控制开挖轮廓，布置在开挖断面四周，每个角上须布置角孔。

崩落孔：

主要作用是爆落岩体，大致均匀分布在掏槽孔外围，通常与开挖断面垂直，孔底应落在同一平面上。

14、导洞掏槽孔56、崩落孔710、周边孔1117、导洞底边孔1823、扩大垂直炮孔（担任主要掘进任务）2430、扩大水平炮孔（控制开挖边界）,2、出碴（装碴与运输）,占一次爆破开挖循环时间的3050%左右，是决定掘进速度的关键工序。

出碴方式有：

1）人工出碴：

常借助棚架集碴、棚架漏斗装渣，机车牵引斗车出渣，机械化程度低，适用于小型工地。

2）装岩机装渣：

机车牵引斗车或矿车出渣：

适用于小断面或大断面分部开挖的隧洞。

运输线路宜设双线，或在适当位置铺设岔道，以满足装车及调度的要求。

3）装载机或短臂正向铲挖掘机装车，自卸汽车出渣：

适用于大断面隧洞全断面开挖。

运输线路宜设双车道，为单车道时，每隔200300m应设错车道。

三、掘进机开挖,1、掘进机的类型：

滚压式（挤压式）：

滚刀强行压入岩体，并在刀盘旋转推进过程中，用挤压和剪切的联合作用破碎岩体。

铣削式（切削式）：

利用岩石抗弯、抗剪强度低的特点，靠铣削（剪切）加弯断破碎岩体。

2、掘进机开挖优点：

利用机械切割、挤压破碎，能使掘进、出碴、衬砌支护等各项作业平行连续进行，工作条件比较安全，节省劳力，机械化程度高，进度快；掘进机挖掘的洞壁比较平整，断面均匀，超欠挖量少，围岩扰动少，对衬砌支护有利。

3、掘进机开挖缺点：

初期投资大；刀具磨损快；刀具更换、电缆延伸、机器调整等辅助作业占时较长；掘进是散发大量热量，需要较大的通风设备。

第2节衬砌施工,分缝：

沿洞长方向分段进行施工（分段）分块：

横断面上混凝土分块浇筑,一、衬砌的分缝分块及浇筑顺序,混凝土和钢筋混凝土衬砌施工，有现浇、预填骨料压浆和预制安装等方法。

1、分段：

当结构上有永久伸缩缝时，可利用永久缝分段；当永久缝过长或无永久缝时，则应设施工缝分段，分段长度618m，视地质条件、断面大小、浇筑能力等确定。

分段浇筑的顺序：

跳仓浇筑、分段流水浇筑、分段留空挡浇筑3种方式。

对无压隧洞，结构上按允许开裂设计，也可采用滑动模板连续浇筑。

第2节衬砌施工,2、分块：

衬砌施工在横断面上分块进行，分底拱、边拱和顶拱。

浇筑顺序一般先底拱、后边拱，再顶拱。

分块取决于施工设备、技术条件、断面大小。

分块施工时，接缝一般设在衬砌结构的转折点附近，或结构内力较小的部位；缝面处应设置键槽和适当布置钢筋，受力钢筋直接通过缝面，不得切断。

二、衬砌混凝土的浇筑,1、模板架立,底拱：

中心角小时，只架立两端模板，待混凝土浇筑后，用弧形样板将表面刮成弧形；当中心角较大时，采用悬吊式模板：

先立端部模板，再立弧形模板桁架，然后随混凝土浇筑，逐渐从中间向两端安装悬吊式模板。

边拱和顶拱：

桁架式模板，在洞外先将桁架拼装好，运入洞内安装就位后，再随混凝土浇筑面的上升，逐块安设模板。

大中型隧洞衬砌：

可用移动式钢模台车。

2、衬砌的浇筑和封拱,1）衬砌浇筑：

底拱衬砌浇筑：

在其脚手架上运送混凝土直接倾倒入仓。

边拱和顶拱：

混凝土泵，依靠混凝土泵的连续压送，通过导管将混凝土浇入仓内，能适用洞内狭窄的工作条件。

2）封拱：

指在相邻两个浇筑段之间，后浇段顶部混凝土的施工。

封拱盒封拱:

混凝土泵封拱：

一般在导管末端接冲天尾管，垂直地穿过模板伸入仓内，其间距一般为46m；离浇筑段端部约1.5m左右。

尾管出口与岩面的距离在20cm左右。

设置通气管，在仓的中央部位设置进入孔。