隧道施工辅助坑道施工技术PPT
隧道施工中的辅助坑道知识
辅助坑道隧道施工时，为开辟工作面以缩短工期和改善施工条件而增设的坑道。
常用的辅助坑道有横洞、斜井、竖井和平行导坑。
选择辅助坑道应根据隧道长度、施工期限、地形、工程地质与水文地质、弃碴场地等条件，以及通风和排水需要，通过技术经济比较确定。
可以单个、多个或组合使用。
横洞多用于一侧覆盖层较薄的傍山隧道，用以增辟工作面和缩短出碴进料距离（图1）。
若洞口有其他工程干扰，无法从正面开挖正洞，或洞口路堑挖方量大而洞口侧面覆盖层较薄，均可利用横洞提前开挖正洞。
横洞与隧道中线的平面夹角最好为90°,不宜小于40°，应设向外的不小于3‰的纵坡，以利排水和运输。
斜井当长隧道埋深不大，或深埋隧道地表旁侧有低洼地形时,可采用斜井（图2）。
斜井倾角不宜大于25°,斜井中线与隧道中线平面交角不宜小于40°,斜井运输可用皮带运输机或卷扬机轨道运输。
竖井在隧道上方有低洼地形时，可在隧道的一侧或顶部设置竖井（图3）。
它本身的掘进是垂直向下进行的，开挖爆破效率较低。
竖井中的运输采用吊桶或罐笼提升，地面需要安装井架和天轮等庞大的设备，地下需布置井底车场,运输能力有限而能源消耗较大。
为了安装地面提升设备，井口需要修建加固结构，且需有较宽阔的场地。
竖井本身的施工期较长，造价较高。
在隧道建成后，竖井可作为通风之用。
平行导坑简称平导。
一般平行于正洞，适用于长大的越岭隧道无法采用其他辅助坑道时，能同时增辟几个工作面以加快正洞施工速度，并解决施工中的运输、通风、排水、测量、探明地质及施工安全等问题。
由于开挖量增加，约增加隧道造价的15～25％，如超前正洞的长度不够，就不能增辟工作面以缩短工期。
随着钻爆技术及施工机械化的发展，正洞采用了全断面开挖而加快施工进度；通风机和风管也向大型化发展，无需平行导坑作通风巷道，故平行导坑已很少采用。
当地质不良，有大量地下水或瓦斯排出，或平行导坑可利用作修建第二线隧道的导坑时，则采用平行导坑较为有利。
隧道常用施工方法ppt课件
凿岩机安装钢管 顶进联结套
台车 钻孔准备
钻管棚孔
管节联结套 加工制作
顶第一节棚管
接第二节棚管 顶第二节棚管
循环至设计孔深
钢管内灌注水泥砂浆
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图5 管棚顶管施工工艺流程图
(三)、超前小导管预注浆 1、小导管采用焊接钢管或无缝钢管制作，长度取3～5m。 管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径一般为φ6～ 8mm； 2、沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°～30°的外插角采 用风动凿岩机钻孔，将小导管打入地层、亦可在开挖面上 钻孔将小导管打入地层，小导管环向间距符合设计要求； 3、小导管注浆前，先对开挖面及5m范围内的坑道，喷射 厚度为5～10cm混凝土或用模筑混凝土封闭，检查注浆机 具是否完好，同时备足注浆材料； 4、小导管预注浆的工序流程见图6所示； 5、为充分发挥机械效能，加快注浆进度，在小导管前安 设分浆器，一次可注入3～5根小导管。孔口处设置止浆塞， 止浆塞能承受规定的最大注浆力或水压； 6、.注浆后至开挖前的时间间隔视浆液种类确定，开挖时 保留1.5～2.0m的止浆墙，防止下次注浆时孔口跑浆。
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6、台阶法施工工法
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7、导洞超前预留光爆层施工工法
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八、隧道钻爆法施工
第一节 施工程序
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第二节 施工方法及工艺 一、开挖 钻爆法施工根据围岩类别不同可采用全断面一次开挖法和台阶开挖 法两种施工方法。 (一)、全断面一次开挖法 全断面一次开挖法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌。 采用凿岩台车钻深孔，光面爆破，其主要工序为：使用移动式钻孔 台车，首先根据炮眼布置位置全断面一次钻孔，并进行装药连线， 然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆，一次爆破成 型，利用装载机装碴，自卸汽车运至弃碴地点，出碴后钻孔台车再 推进至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时进行先墙后拱 衬砌。 (二)、台阶开挖法 台阶开挖法是将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成型； 或采用上弧形导坑超前开挖和中核开挖及下部开挖(即台阶分部开挖 法)，见图2所示。
高铁隧道(辅助坑道)
(1) 隧道在进行方案设计和定线时，应结合工期综 合考虑辅助坑道的设置条件；重点辅助坑道应设 置在工程地质条件良好、地质资料明确的地段。 (2) 辅助坑道方案设计时，结合预留二线、防灾等， 在硬岩地段应优先选用平行导坑；在软岩地段考 虑设置平行导坑初期支护工作量大、后期拆除重 建困难等因素，宜一次建成；横洞的施工能力很 强，也应优先考虑。
覆盖层较薄的长隧道、或在中间适当位置覆盖 层不厚、具备提升设备、施工中又需增加工作面， 则可用竖井增加工作面的方案。 竖井的位置可设在隧道一侧，与隧道的距离一 般情况下为 15~25m之间，或设置在正上方。断面 形式一般为矩形或圆形。
竖井的位置可设在隧道一侧，与隧道的距离一般情 况下为15~25m之间(图)，或设置在正上方。
•构成洞内测量导线网，提高测量精度。
(二)平行导坑设计及施工要点 1.平行导坑的布置 •一般设于地下水流向隧道的一侧。 •与正洞之间的最小净距离，应视地质条件、施 工方法、导坑跨度等因素确定。 •底面标高应低于隧道底面标高0.2~0.6m，以有利 于正洞的排水和运输。 •纵坡原则上与隧道纵坡一致，或出洞3‰的下坡。
横洞
R 正洞 横洞 横洞 α R 正洞 正洞 R L 横洞 R 正洞
横洞开挖应根据围岩级别、断面大小合理选用 开挖方法，当横洞开挖工作面与正洞的距离小于 10m时，应采取近距离控制爆破技术，降低爆破振 速。 横洞与正洞交叉口的洞室跨度大，受力复杂， 施工中应根据具体情况进行加固并加强变形监测。
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当斜井井身倾角小于12%时，可采用自卸汽车、 装载机或挖掘机配合的无轨运输方式。 当斜井井身倾角为12%~28%时，可选用轨道 矿车或皮带运输方式。 当斜井井身倾角为28%~47%时，应采用矿车 提升。 当斜井井身倾角为47%~70%时，可采用大型 箕斗提升。
隧道施工辅助作业
隧道施工辅助作业地下工程施工中，除了钻爆、出渣、支护和衬砌等基本作业外，还必须借助一些辅助系统为基本作业提供必要条件才能完成工程任务，这些系统的工作称为辅助工作。
辅助工作主要包括通风防尘、压气供应、施工供水与排水、供电、照明等。
一、施工通风任何地下工程施工时都需要通风，采用钻眼爆破法施工时尤为重要。
爆破时，炸药分解产生大量余热和有害气体，同时隧道内空气中氧气的含量相对下降；机械设备也将排出大量废气和热量；隧道穿过煤层或某些地层时还会放出CH4、H2S等气体；另外，钻眼、爆破、出渣、喷射混凝土等作业均会产生大量粉尘。
这些有害气体及粉尘对施工人员危害极大。
因此，施工通风应达到以下目的：供给新鲜空气；冲淡与排出有害气体；降低粉尘浓度；降低地下空间内温度；瓦斯（CH4）浓度不得大于0.5%（按体积计），否则必须按煤炭行业现行《煤矿安全规程》之规定办理。
（一）通风方式的选择施工通风方式应根据隧道的长度、掘进隧道的断面大小、施工方法和设备条件等诸多因素综合确定。
在施工中，有自然通风和强制机械通风两类。
其中，自然通风是利用洞内外的温差或风压来实现通风的一种方式，一般仅限于短直隧道（如500 m以下）、浅埋地下工程，且受洞外气候条件影响极大。
绝大多数地下工程施工应采用强制式机械通风。
《客货共线铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR 9653—2017）规定，隧道施工必须采用机械通风。
根据通风机的作用范围，机械通风分为主机通风和局部扇风机通风。
当主机通风不能满足隧道掘进要求时，应设置局部通风系统，风机间隔串联或加设另一路风管增大风量。
如有辅助坑道，应尽量利用坑道通风。
竖井及隧道施工时，可用主扇或局扇或主、局扇结合式通风。
通风方式应根据隧道长度、施工方法和设备条件等确定。
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，且有利于快速施工。
实施机械通风必须具有通风机和风道。
按照风道的类型和通风机安装位置，机械通风可分为管道式、巷道式和风墙式三种。
隧道施工方法ppt课件
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）采用光面深孔爆破、预裂爆破、弱爆破技术减少对围
岩的扰动； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
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台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
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分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
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6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
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Ⅴ 2
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漏斗 6
隧道构造与施工备课课件 第九章： 辅助坑道
平导
120-180m 120-180m
通坑布置示意图
反向 横通道 40°-45°
5 平导施工
➢ 开挖：与隧道相同 ➢ 出渣：采用有轨运输 ➢ 支护：锚喷支护，与隧道相交处应加强支护； ➢ 衬砌：一般可不修筑衬砌。当考虑作为永久通风
道或泄水洞时应作衬砌 。
北天山隧道洞口
辅助坑道类型
1、横洞 2、平行导坑 3、斜井 4、竖井
辅助坑道作用
作用
选择依据
✓开辟新的工作面 ✓加快隧道施工速度 ✓改善施工条件 ✓缩短工期
• 根据隧道长度、施 工工期、地形、地 质，水文条件，结 合运营期间通风、 排水防灾的等需要
，通过技术经济必
选确定
9.1 横洞
1 适用条件
✓ 隧道较长，受工期 限制需要增加工作 面；
✓ 洞口难以施工时。
2 技术条件
✓ 交角 ：正交、斜交40~45 0
✓ 长度：1/7~1/10正洞长度 ✓ 纵断面：从洞内向洞口为下坡
0.3% 。 ✓ 横断面： 单车道、双车道
3 横洞施工
✓ 开挖 ：与一般隧道相同； ✓ 支护：只做锚喷支护，与隧道
相交处应加强支护；
✓ 衬砌：一般不做，如果作为运 营通风口时，需要做衬砌。
➢ 安全措施：
提升速度、提升绞车带有防过卷装置、井口挡车器、声 光电控制；车辆带有短绳保险装置等。
9.4 竖井
一、竖井的设计要点
• （一）竖井的位置选择 • 竖井应设在较低处或沟谷的两侧，防止洪
水危害。 • 竖井可设在隧道一侧，与隧道净距
15m~25m。
• （二）竖井的断面
• 圆形：受力条件好，能承受较大的围岩侧 压力；但断面利用率低，开挖、支撑及衬 砌比较困难。
公路隧道施工—隧道辅助坑道施工
五、平行导坑
3．平行导坑设计与施工要点
（3）平行导坑洞口约500m左右可不设横向通道。 再往里掘进，每隔120～180m设一个横通道，以便 于出渣进料运输。亦可在适当位置设反向横通道， 以利便调车。横通道与隧道中线交角，一般以 400～ 450为宜，若夹角过小则夹角为锐角处的围岩 容易坍落，并增加横通道长度；若夹角过大则运输 线路的运行条件较差、运输车转输较为困难。横通 道的坡度则可由正洞与平行导坑的高差而定，一般 此坡度不会大；
（3）平行导坑可以构成洞内施工测量导线网，可以提 高施工测精度等。
五、平行导坑
3．平行导坑设计与施工要点
（1）平行导坑平面布置时，一般设于有地下水流向的 一侧，但宜与隧道正洞尽量平行，以利于使平行导坑工 程量减少及利用其排水，可使正洞施工较干燥，但同时 应结合地质条件及弃渣场地等条件综合考虑确定。平行 导坑基本应与隧道正洞纵坡一致，或出洞0.3%的下坡；
（7）平行导坑一般采用有轨运输，应及时铺好道岔， 接通轨道。正洞的各项作业应分区分段进，以减少互相 干扰。分区分段的长度应根据横通道及运输组织管理来 划分。大断面开挖的隧道，采用大型机具施工，干扰小， 通风排水运输施工条件好，因此一般可不需用平行导坑。
一、概述
当隧道较长时，为了增加施工工作面，加快施工进度， 改善施工条件（出渣、进料运输、通风、排水等），往 往需要选择设置一些适宜的、辅助性的坑道，如横洞、 斜井、竖井、或平行导坑等。
五、平行导坑
3．平行导坑设计与施工要点
（6）当洞内施工运输量大时，可以每隔5～6个横通道 设置一个反向横通道，便于增加运输回路，利于运输车 辆调度。连接平行导坑和正洞的横通交叉口处的开挖， 应在平行导坑和正洞开挖至其位置时，应将该处一次挖 好，以有利于通风、出渣，不影响平行导坑和正洞的掘 进速度；
高速铁路隧道施工技术ppt课件
一、前 言
1、隧道分类
高铁隧道的长度等级划分：
⑴长度在500m及以下为短隧道。 ⑵长度在500m以上及3000m以下为中长隧道。 ⑶长度在3000m以上及10000m为长隧道 ⑷长度在10000m以上为特长隧道。
京福项目共有长隧道道1座（蘑菇山隧道）、中长隧道3座（ 陈山坞隧道、棋盘上隧道、楼村隧道）、短隧道5座。
地
折射波法
（1）划分隧道围岩级别；（2）测定岩体的纵波速度
震
波
反射波法
法
（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下洞穴；（3）探测地层划分； （4）测定含水层分布
和 声
隧道地震法（TSP)
（1）划分地层界线；（2)查找地质构造；（3）探测不良地质体的厚度和范 围
波
法
瑞雷波法
（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下岩溶、洞穴
高速铁路施工技术
刘周礼
中交一航局第三工程有限公司京福项目部 1
目录
一、前言 二、洞口工程施工 三、隧道暗洞施工技术 四、隧道附属施工技术 五、隧道主要设备投入情况 六、隧道施工功效 七、隧道质量通病 八、个人体会
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一、前 言
1、隧道分类 2、高铁隧道的特点 3、隧道的主要施工方法 4、新奥法的施工原理 5、隧道工程分部分项划分
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三、隧道暗洞施工
1、隧道超前地质预报
方法名称
适用范围
电
直流电法
法
高密度电阻法
超前探测隧道掌子面和侧帮的含水构造 探测岩溶、洞穴、地质界线
电
甚低法
（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测岩体接触带；（3）含水构造及地下 暗河等
磁
法
地质雷达
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井身：不得有变坡点。 井底车场：采用和平坡，长度应根
据调车作业需要确定。
二、斜井的组成
三、斜井与隧道连接
交角：40-45° 单联式：施工简单，调
车作业拥挤 双联式：便于调车，构
造复杂
四、斜井施工要点
开挖：与隧道相同，但是打眼的方向应与斜井倾角一致； 运输：试坡度而定，有无轨和有轨运输； 支护：喷锚支护 ； 衬砌：井口段应修筑衬砌 ，其它部分视地质条件及是否
矩形：施工较为方便，但受力条件差。
一、竖井的设计要点
3、竖井的构造
井口圈、井筒、壁座、 井筒与隧道间的联接段、 井下集水坑等部分组成。
二、竖井的开挖与支护
开挖：采用钻眼爆破的方法，以人力装碴； 支护：向下掘进时，每掘进一定深度应根据地质条件
对竖井井壁进行支护（灌注混凝土护壁），围岩较破 碎时需修筑永久衬砌； 井口、井底需有必要的安全措施及通讯信号设备； 有条件和必要时，可设置投料孔。
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四、平导的布置
位置：在隧道一侧，Ⅱ线位置或地下水来源一侧 与隧道的净距： 15~20m 纵坡：隧道纵坡一致 底部标高：低于隧道标高0.2-0.6m 横断面：单车道断面
五、横通道的布置
横通道的方向：隧道中线交角一般以40-45° 间距：120-180m设一个正向横通道 ； 每隔600~800m设置反向横通道。
辅助坑道
•本章学习的内容：
掌握隧道辅助坑道设置要求，熟悉横洞、平行导坑、斜井设置要求，掌 握平行导坑的作用，了解竖井的斜井的区别。
•重难点：
重点：辅助坑道设置要求，平行导坑、横洞、斜井的技术要求。 难点：平行 斜井 4 竖井 5 竣工后辅助坑道处理
9.5 隧道竣工后辅助坑道的处理
1、横洞、平行导坑、斜井的洞口用50号浆砌片石封闭，无衬砌 时封闭厚度为3~5m，有衬砌时封闭厚度不小于2m。竖井井口 用钢筋混凝土盖板封闭。 2、与隧道接头处用50号浆砌片石加固，其厚度不小于2m。 3、横洞、平行导坑的横通道、竖井、斜井的连接通道在靠近隧 道15~20m范围内，如无衬砌应用弃碴回填。竖井设在隧道顶部 时，回填高度不小于10m。 4、横洞、平行导坑已作衬砌地段，或围岩稳定、施工时无临时 支撑地段可不做处理，其它地段根据地质情况分段局部回填。 5、坑道回填前，应结合排水需要先做好暗沟，留好检查通道。
辅助坑道类型
辅助坑道作用
作用
开辟新的工作面 加快隧道施工速度 改善施工条件 缩短工期
选择依据
根据隧道长度、施工工期、地形、 地质，水文条件，结合运营期间 通风、排水防灾的等需要，通过 技术经济必选确定。
9.1 横洞
一、适用条件
L＞500m，受工期限制； 洞口难以施工时。
二、技术条件
交角 ：正交、斜交40~45° 长度：1/7~1/10 纵断面：从洞内向洞口为下坡0.3% 横断面： 单车道、双车道
六、平导施工
开挖：与隧道相同 出渣：采用有轨运输 支护：锚喷支护，与隧道相交处应加强支护； 衬砌：一般可不修筑衬砌。当考虑作为永久通风道或
泄水洞时应作衬砌 。
北天山隧道洞口
北天山隧道平导
北天山隧道
9.3 斜井
一、斜井的适用条件
隧道较长而埋深不大； 地表面有低洼地形可
以利用时。
二、斜井的组成
三、横洞施工
开挖 ：与一般隧道相同； 支护：只做锚喷支护，与隧道相交
处应加强支护； 衬砌：一般不做，如果作为运营通
风口时，需要做衬砌。
9.2 平行导坑
一、平行导坑与隧道关系
二、平导的适用条件
长度在3000m以上，不宜采用其他辅助坑道； 有大量地下水或瓦斯。
三、平导的作用
超前掘进，可以进行地质勘察 ； 增加正洞工作面，加快施工速度 。 有助于施工排水。 通风效果好，构成巷道式通风系统 ； 有利于排水、主要的运输巷道 ； 安全通道。
作为永久通风道等条件决定 。
五、斜井运输
无轨运输：综合坡率i≤10%； 矿车提升或皮带运输：10%＜i ≤ 27%； 轨道矿车提升： 27%＜i ≤ 47% 大型箕斗提升： 47%＜i ≤ 70%。
六、斜井提升运输设备和安全措施
斜井运输： 采用卷扬机牵引斗车 主要设备：提升绞车、天轮架及天轮，提升钢丝绳、轨 道道岔等；
安全措施： 提升速度、提升绞车带有防过卷装置、井口挡车器、声 光电控制；车辆带有短绳保险装置等。
9.4 竖井
一、竖井的设计要点
1、竖井的位置选择 竖井应设在较低处或沟谷的两侧，防止洪水危害。 竖井可设在隧道一侧，与隧道净距15m~25m。
一、竖井的设计要点
2、竖井的断面
圆形：受力条件好，能承受较大的围岩侧压力；但断面 利用率低，开挖、支撑及衬砌比较困难。