+現代隧道工程技術與應用徐林生教授、博導1+現代隧道工程技術與應用122小團山隧道昆明端3小團山隧道昆明端3沙坪壩隧道洞門設計一號方案4沙坪壩隧道洞門設計一號方案4沙坪壩隧道洞門設計二號方案5沙坪壩隧道洞門設計二號方案5沙坪壩隧道洞門設計三號方案6沙坪壩隧道洞門設計三號方案6尤特酈山隧道7尤特酈山隧道7雙山隧道洞門設計方案一8雙山隧道洞門設計方案一8圖27－2斜拉橋的引橋工程9圖27－2斜拉橋的引橋工程9圖26規劃線的懸索大橋（跨度2200m，通航凈高82m）10圖26規劃線的懸索大橋（跨度2200m，通航凈高8正在施工的位居世界第一的鋼拱橋——L=550m，跨越黃浦江的盧浦大橋（中承式系桿拱）圖28盧浦大橋建成后的全景11正在施工的位居世界第一的鋼拱橋圖28盧浦大南京市玄武湖隧道12南京市玄武湖隧道12第一章緒論1.1隧道施工概述一、我國公路隧道建設狀況

公路習慣修法：“逢山開路、遇水架橋”山嶺公路隧道的優點：①提高公路等級和行車舒適性；②縮短行車里程，減少汽車損耗，節約能源和運費；③降低越嶺公路高程，保證常年通車；④減少人為公路病害和水土流失；⑤節約土地，保護生態環境。13第一章緒論1.1隧道施工概述13水底隧道優點：①不侵占水道航道的凈空，不影向航運；②不受惡劣自然氣侯環境影響，能全天侯通行；③少拆遷或不拆遷，降低工程綜合造價；④結構耐久性好，維護保養費用低；⑤對周圍生態環境干擾影響小；⑥容易做到“一洞多用”，便于綜合布設和維修城市越江供水電氣管道等；⑦抵御常規戰爭能力較強。14水底隧道優點：①不侵占水道航道的凈空，不影向航運；14

跨越黃浦江的越江通道設施——溝通上海浦西與浦東新區（已建和正建的：6橋、7隧，未計入地鐵越江）15跨越黃浦江的越江通道設施——溝通上海浦西與浦東新區1沉管隧道縱斷面圖16沉管隧道縱斷面圖16

越江沉管法隧道17越江沉管法隧道17上海外環線沉管隧道進出口洞門18上海外環線沉管隧道進出口洞門18圖19－2－119圖19－2－119沉管的預制20沉管的預制20沉管的出運21沉管的出運21圖19－4－122圖19－4－122沉管的安裝23沉管的安裝23

隧道缺點:建設費用較高；施工難度較大。

截止2005年底，公路隧道已達2889座，總長度1527公里，其中特長隧道111座（其中5Km以上特長隧道32座、最長的秦嶺終南山隧道長達18.02Km）。發展趨勢：長、大、深、群24隧道缺點:建設費用較高；施工難度較大。截止二、隧道施工與特點

隧道施工特點:①地下隱蔽工程，未知因素較多，施工經驗很重要；②作業空間有限，工作面狹窄，施工工序間有一定干擾；③施工作業的循環性較強，需按一定順序實施；④施工作業的綜合性較強；⑤施工過程中圍巖-支護結構物理力學的性能動態變化。⑥晝夜均可施工作業，但工作環境條件相對較差。

隧道施工包括隧道施工方法、施工技術和施工管理三個方面。25二、隧道施工與特點隧道施工特點:25隧道施工方法：⒈鉆爆法（礦山法）：包括傳統礦山法、新奧法⒉掘進機法（無鉆爆法）：包括TBM方法、盾構法⒊淺埋及軟土隧道施工方法：包括明挖法、淺埋暗挖法、地下連續墻法、盾構法

⒋水底隧道施方法：包括沉管法（預制砼管段沉埋法）、盾構法和鉆爆法26隧道施工方法：⒈鉆爆法（礦山法）：包括傳統礦山法、新奧法262727四臂鑿巖臺車28四臂鑿巖臺車28三線大跨雙側壁導坑施工29三線大跨雙側壁導坑施工293030CRD工法超淺埋大跨度施工技術31CRD工法超淺埋大跨度施工技術313232TBM隧道掘進機33TBM隧道掘進機33TBM出碴34TBM出碴34TBM控制室35TBM控制室35TBM施工的隧道和整體道床36TBM施工的隧道和整體道床363737盾構掘進施工中38盾構掘進施工中383939地下鐵道區間隧道及其上、下行線間的連接通道

地鐵區間隧道和越江隧道盾構法施工40地下鐵道區間隧道及其上、下行線間的連接通道地鐵區間隧上海崇明越江隧道工程設計41上海崇明越江隧道工程設計41地連墻的“圍護－支撐結構”系統42地連墻的“圍護－支撐結構”系統42市區商業街下方的地下連續墻逆作法施工地鐵車站深、大基坑施工43市區商業街下方的地下連續墻逆作法施工地鐵車站深、大基坑施工方法選擇應考慮的基本因素:①施工單位施工能力、人員素質、設備條件、管理水平;②隧道水文與工程地質條件；③隧道類型與斷面積大小；④隧道埋深條件；⑤施工工期；⑥周圍環境條件。隧道施工作業方式:順序作業、平行作業、流水作業44施工方法選擇應考慮的基本因素:①施工單位施工能力、人員素質

順序作業：就是按工藝流程和施工步驟的先后順序組織施工操作。缺點：整個工期長；專業隊施工不連續，易形成窩工；工作面空閑時間長、未充分利用。平行作業：根據需要，可將較長的線型工程作業面分成幾段或幾個工點分別同時按程序施工，即同時開工、齊頭平進、同時完成。它可以縮短工期，、充分利用工作面，但消耗的機具和勞動力較多。流水作業：將工程劃分成若干施工段，某一工種的工人隊先在第一施工段完成第一道工序，再轉移到第二段完成同一道工序；同樣，另一工種的工人隊緊跟其后45順序作業：就是按工藝流程和施工步驟的先后順序組織依次在各施工段完成下一道工序，如此類推直至完成。

優點：前一工序可迅速為后一工序讓出工作面，從而加快了工程進度；各施工隊在各施工段上連續均衡施工，可以合理地使用勞力、材料和設備，避免出現短期的使用高峰現象；工人連續進行同一種工作，也有利于保證施工質量和提高勞動生產效率。46依次在各施工段完成下一道工序，如此類推直至完成。優點隧道施工技術：主要是研究解決隧道各種施工方法所需要的技術方案和技術措施，特殊不良地質地段的施工手段，隧道施工過程中的爆破、襯砌、支護、通風、防塵、防瓦斯有害氣體，以及照明、水風電的作業方式與操作技術標準、要求，圍巖變化的監控量測方法等。施工技術應確保所選擇的施工方法的具體實施。隧道施工技術應用須遵循的基本原則：①施工過程中應充分保護和利用好圍巖；②允許并限制圍巖的可控變形；47隧道施工技術：主要是研究解決隧道各種施工方法所需要的③圍巖變形控制主要通過支護結構的支護阻力效應來達到。④實時跟蹤監控量測技術手段；⑤實施柔性噴錨支護措施，必要時可采用工字鋼、格柵鋼拱架補強加勁措施或臨時仰拱、超前支護等措施。⑥施工過程中要密切注意圍巖-支護結構體系的動態變化情況，特別是地下水較豐富時；⑦及時封閉拱墻部位的圍巖，必要時也可封閉掌子面；⑧二次襯砌砼的施筑順序應采用先墻后拱的施工順序。⑨遵循預設計-施工-地質預報-監控量測-反饋修正預設計的科學程序。48③圍巖變形控制主要通過支護結構的支護阻力效應來達到。④實時隧道施工管理：主要是指如何按著施工組織設計的原則、施工方案和工進度要求組織施工。包括技術管理，計劃與進度的動態管理，施工質量管理，施工安全管理，施工成本控制與管理等。1.2隧道施工與成本隧道施工成本是指在其施工過程中施工耗費總和的貨幣表現形式。隧道施工成本主要包括直接費用和間接費用兩大部分，直接費用主要包括人工費、材料費、機械費和水電費、利稅等，間接費用主要為管理費。49隧道施工管理：主要是指如何按著施工組織設計的原則、施影響隧道施工成本的主要因素：①合理施工方法的選擇；②超挖與處理狀況；③施筑不當引發坍方的處理；④噴筑混凝土施工質量；⑤施工作業順序；⑥材料供應、采購、管理、使用;⑦非直接生產性管理機構、管理人員與車輛因素；⑧隧道施工地質條件的變化。50影響隧道施工成本的主要因素：①合理施工方法的選擇；50

綜上所述，隧道施工過程中考慮得越周密、細致，那么預見性可能就越強，出現問題時就能夠及時地處治，從而降隧道施工的風險性，將損失減少到最低限度。所以，隧道施工方法、施工技術、施工管理三個方面應進行整體優化與控制，才可能達到控制施工成本的目的，以最少的投入，取得最佳的經濟效益。51綜上所述，隧道施工過程中考慮得越周密、細致，1.3隧道施工組織與管理要點①建立正常的循環作業；②明確多種作業的形式和關系；③根據隧道工程規模和合同工期要求組織掘進工作面；④健全現場施工調度系統；⑤動態組織與管理；⑥健全各種責任制度；⑦加強施工過程中的分工協作。施工要點：愛護圍巖、內實外美、重視環境、動態施工521.3隧道施工組織與管理要點①建立正常的循環作業；521.4隧道施工常遇到的問題①施工中缺乏完善、有效的地質超前預報方法與技術；②對“保護圍巖、愛護圍巖”的認識不足，造成不應有的損傷和松馳或坍方；③施工機械化程度不高；④支護襯砌結構偷工減料，隱患較多；⑤隧道滲漏水現象較普遍，防排水問題是薄弱環節；⑥質檢體制不完善，缺乏有效的檢測方法和手段；531.4隧道施工常遇到的問題①施工中缺乏完善、有效的地質超前⑦施工作業環境條件欠佳；⑧施工人員現場應變處理能力不強，一旦出現不良施工災害時常束手無策，不能及時整治；⑨施工干擾普遍存在，缺少統一協調和動態管理。54⑦施工作業環境條件欠佳；⑧施工人員現場應變處理能力不強，一旦1.5國外公路隧道技術概況與發展趨勢①復合式柔性襯砌設計技術；②圍巖穩定監測與信息反饋分析技術；③扁平大斷面公路隧道設計與施工技術；④山嶺公路隧道防排水技術；⑤通風專用設備靜電吸塵技術；⑥交通監控系統關鍵技術；⑦公路隧道特殊修筑方法（TBM、盾構與沉管法）551.5國外公路隧道技術概況與發展趨勢①復合式柔性襯砌設計技1.6科技攻關及目標⑴初期支護結構與支護效果：①錨桿結構型式與支護效果；②噴射砼層變形特征與受力分析；③型鋼支撐（工字鋼、格柵鋼拱架)的合理結構型式與支護效果;④超前支護(錨桿、小導管、管棚)力學分析與支護效果⑵二次襯砌砼受力特性研究: