第七章隧道与地下工程要点.ppt

* 水工隧道 山体中或地下开凿的过水隧道。水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。水流不充满全洞，在洞内具有自由水面的，称为无压隧洞；充满整个断面，使洞壁承受一定水压力的，称为有压隧洞。 水工隧道包括以下几种：引水隧道、尾水隧道、导流隧道或泄洪隧道、排沙隧道。 水电站水工隧道及地下 发电厂布置 * 锦屏二级水电站地处四川省凉山彝族自治州大山深处，利用雅砻江150公里锦屏大河湾的天然落差，开挖隧洞引水发电。4条引水隧洞平均长约16.6公里，开挖洞径13米，为世界最大规模水工隧洞。 工程建设总工期8年3个月，静态总投资249.8亿元。2012年12月30日上午10时，的锦屏二级水电站首台机组顺利发电。至此，国家“西电东送”和“川电外送”战略的关键性工程――拥有世界最大规模引水隧洞群的锦屏电站，将把清洁能源源源不断地送往华东电网及川渝电网。 * 在实际工程中，为简化枢纽布置，节省投资，在可能条件下宜考虑一洞多用。如发电与灌溉、供水相结合，将发电后的尾水用于灌溉、工业及城镇供水；导流隧道在完成导流任务后，可以改作灌溉隧道或泄洪隧道。较地面上的水电站相比，其受季节性降水影响小，即使在枯水季节也能发挥作用。 锦屏水电站地下厂房三维透视图 * 隧道与地下工程施工方法种类繁多，总体上可以分为岩石地下工程和土层地下工程施工方法。其中岩石地下工程施工方法可以分为矿山法、新奥法和隧道掘进机施工法；土层地下施工方法可以分为明挖法、浅挖法、盖挖法、沉井、沉管、顶管法、盾构法等。 7.4 隧道与地下工程施工 * 在土层等较软地层中进行地下工程施工，必须考虑土层不足以提供自身较长时期稳定的特性。土层地下工程中常用的施工方法有明挖法、浅埋暗挖法等。 (1) 明挖法 7.4.1 土层地下工程施工 明挖法是从地表开挖基坑，修筑衬砌后用土石进行回填的浅埋隧道、管道或其他地下建筑工程的施工方法。 常见的明挖法示意 * 明挖法的优点具有施工简单、快捷、经济、安全，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。? 明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。 杭州设计双向通行的天成路地下隧道采用明挖法施工工艺，开挖深约14m，宽约50m，长约450m * (2) 暗挖法 当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。暗挖适用于不宜明挖施工的含水量较小的各种地层，尤其对城市城区地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地沉陷要求严格的情况下修建埋置较浅的地下结构工程更为适用。对于含水较大的松软地层，采取堵水或降 水等措施后该法仍能适用。 * 以准备好的顶压工作坑(井)为出发点，将管卸入工作坑后，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。 顶管法施工示意图 (3)顶管法 * 顶管法施工现场 * （4）沉管法 沉管法是预制管段沉放法的简称，是在水底建筑隧道的一种施工方法。其施工顺序是先制作隧道管段(用钢板和混凝土或钢筋混凝土)，管段两端用临时封墙密封后滑移下水，使其浮在水中，再拖运到隧道设计位置。 沉管法 * 7.4.2 岩石地下工程施工 (1) 矿山法 矿山法也是暗挖法的一种，主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程。隧道开挖后受爆破影响，岩体破裂松弛，随时都可能坍落。矿山法其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖，并要求边挖边修筑衬砌以求安全。 钻爆法开挖作业程序包括钻孔﹑装药﹑爆破﹑通风﹑支护﹑装碴﹑运输等工序。 * (2) 新奥法 新奥法是在矿山法的基础上发展而来。应用岩体力学的理论，通过对隧道围岩变形的量测、监控，采用新型的支护结构，尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法。新奥法的主要原则为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量” 。 传统矿山法与新奥法施工的区别 施工过程 新奥法 传统矿山法 支护 临时支护 喷锚支护 木支撑为主，钢支撑 永久支护 复合式衬砌 单层模注混凝土衬砌 闭合支护 强调 不强调 控制爆破 必须采用 可采用 测量 必须采用 无 施工方法 分块较少 分块较多 * * 新奥法采用喷锚支护作为临时支护，比之木支撑有显著的优点，除了能节省大量的木材外，它还能及时施作，能有效地控制围岩的变形，并充分发挥围岩的承载能力，并作为复合式衬砌的一部分。 *