隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法(2)
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法一、前言隧道工程的建设是现代城市建设的重要组成部分，而隧道的开挖施工是隧道工程的首要工序。
随着科技的进步和机械化技术的发展，隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法应运而生。
本文将对该工法进行详细介绍。
二、工法特点1. 机械化开挖：采用先进的隧道掘进机进行机械化开挖，提高了施工效率和开挖质量。
2. 全断面开挖：以整个断面的方式进行开挖，减少了地层破坏和沉降程度。
3. 掌子面超前预加固：在开挖掌子面前预先进行加固措施，确保施工过程中的安全和稳定。
4. 高度自动化：工法实施过程中采用自动化控制和监测系统，提升了施工的精度和准确性。
三、适应范围该工法适用于各种土质和岩层的隧道工程，尤其适用于地质复杂、地表重要建筑物敏感或地下管道密集的场合。
四、工艺原理该工法通过对施工工法与实际工程之间的联系，采取技术措施实现隧道的安全、高效施工。
具体包括：1. 地质勘察和预测：通过地质勘察和预测，准确了解地下环境，为工程施工提供依据。
2. 施工设计：根据地下环境和工程要求，制定合理的施工设计方案。
3. 机具设备选择：选择适合具体隧道工程的机具设备，确保施工质量和效率。
4. 施工组织：合理组织施工人员和机具设备，确保施工的顺利进行。
5. 预加固措施：在开挖掌子面之前，采取预加固措施，如地下连续墙、钢筋混凝土喷射桩等，提高隧道施工的安全性和稳定性。
五、施工工艺1. 施工准备：确定施工方案、准备机具设备、布置施工现场。
2. 预加固施工：进行预加固工程，确保施工过程的安全和稳定。
3. 开挖掌子面：采用隧道掘进机进行机械化开挖，按照设计要求将掌子面开挖至预定控制点。
4. 掌子面后续加固：在掌子面开挖完成后，及时进行后续加固，如加固钢筋混凝土衬砌等。
5. 小断面顶进：开挖完掌子面后，进行小断面的顶进施工，直至将整个隧道开挖完成。
六、劳动组织施工过程中需要合理组织施工人员和机具设备，确保施工的协调和高效进行。
隧道管棚超前支护
钻头不变径跟管的主要缺点有
1、钻具在工作时，内外管同时回转，易造成 内外管之间的环状间隙被岩粉堵塞或被大 块岩屑卡住，造成内管反转失灵，内外管 无法分离。这种方法需要大扭矩的回转钻 机，能源消耗大，不利于环保； 2、由于钻头不变径跟管钻具的钻进是同口径 进入，尤其是遇到漂石时，钻进将非常困 难，即使钻孔成功，由于钻孔缩径，起拔 套管也非常麻烦，甚至经常造成套管断裂 等孔内事故。
管棚支护的主要作用和优点
（1）梁拱效应：先行施设的管棚，以掌子面和后方支撑为 支点，形成一个梁式结构，二者构成环绕隧洞轮廓的壳状结构， 可有效抑制围岩松动和垮塌。 （2）加固效应：注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中，使松 散岩体胶结、固结，从而改善了软弱围岩的物理力学性质，增 强了围岩的自承能力，达到加固钢管周边软弱围岩的目的。 （3）环槽效应：掌子面爆破产生的爆炸冲击波传播和爆生 气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射，大大降 低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度及扰动范围。 （4）确保施工安全：管棚支护刚度较大，施工时如发生塌 方，塌碴也是落在管棚上部岩碴上，起到缓冲作用，即使管棚 失稳，其破坏也较缓慢。
孔深到位 安装管棚 取出套管 退钻 继续钻孔
钻机移位
下一孔位
注浆流程
水 水泥
水泥浆池
注 浆 泵
混 合 器
三通 钻孔注浆
稀释水玻璃
成孔方法
常用的施工方法有夯管法、顶管法、 钻孔等。但钻孔法是目前最常用的成孔方法。 随着钻探设备的专业化分工越来越细，管棚 专用钻机也应运而生。但管棚钻进为近水平 钻进，性质上与勘探钻孔有所不同，对钻孔 方向(空间位置)的精度要求很高，终孔测量 一旦发现孔斜或超出设计允许偏差，会造成 严重的后果。
根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分 布的影响，可将超前支护分为地层改良法和预支护 法。地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性 的方法，这种方法包括注浆、土壤加固、排水和地 层冻结等；预支护法就是在隧道开挖前，先超前对 围岩进行加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖 面周围应力干扰达到最小的方法。超前支护方法主 要包括：管棚法，机械预切糟法，预衬砌法，水平 旋喷注浆法，超前小导管法，超前锚杆法、冻结法 等等。其中管棚层。
高速铁路富水岩溶隧道掌子面预加固施工工法
高速铁路富水岩溶隧道掌子面预加固施工工法高速铁路富水岩溶隧道掌子面预加固施工工法一、前言高速铁路建设是我国基础设施建设的重点项目，而岩溶地质条件下的隧道工程施工始终是一个难题。
富水岩溶隧道的掌子面预加固施工工法是一种能够解决这一问题的新型施工方法。
本文将对该工法进行分析和介绍。
二、工法特点富水岩溶隧道掌子面预加固施工工法的特点主要体现在以下几个方面：1. 强大的防渗性能：该工法通过改善隧道掌子面地质条件，提高地层的固结稳定性，从而有效地防止水和渗流的侵蚀。
2. 高效的施工速度：采用该工法后，可以大大缩短施工周期，提高施工效率，节约人力和物力资源。
3. 经济性高：该工法所需的材料和设备相对简单，使用寿命长，能够降低施工成本，提高工程的经济效益。
4. 高度的适应性：该工法适用于各种地质条件下的隧道工程，可以根据实际情况灵活变通，提高施工的适应性。
三、适应范围该工法适用于各种特殊地质条件下的隧道工程，尤其适合于岩溶地质条件下的富水区域。
在岩溶地区，地下水和渗流是常见问题，而该工法能够通过预加固掌子面，有效地防止水和渗流的侵蚀。
四、工艺原理该工法的工艺原理主要分为两个方面：一是通过加固掌子面，提高地层的固结稳定性，从而防止水和渗流的侵蚀；二是通过采取一系列的技术措施，如注浆、灌浆等，使加固掌子面的效果更加显著。
五、施工工艺该工法的施工工艺主要分为以下几个阶段：1. 掌子面的清理和准备工作：清理掌子面上的杂物和垃圾，进行强度检测，为后续的加固工作做好准备。
2. 掌子面的预加固处理：通过注浆、灌浆等技术手段，对掌子面进行预加固处理，加强地层的固结稳定性。
3. 施工前的准备工作：对施工现场进行清理和整理，进行机具设备的检查和调试等工作。
4. 掌子面的加固施工：按照预定的方案和工艺，对掌子面进行加固施工，保证加固层的强度和稳定性。
5. 施工后的处理工作：对施工现场进行清理，保证施工质量和安全。
六、劳动组织该工法的劳动组织主要包括施工人员的组织和培训，施工队伍的管理和协调等方面。
隧道开挖方法总结
隧道开挖方法总结1、全断面法全断面开挖法是指将整个隧道开挖断面一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖方法。
全断面开挖法施工操作比较简单，主要工序使用移动式钻孔台车或多功能台架，全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车退后至安全地点再起爆，一次爆破成型，出碴后对整个开挖轮廓进行初喷，钻孔台车或多功能台架再推移到开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时，利用支护台架全断面施作剩余初期支护工作。
由于全断面法一次开挖成形，开挖跨度较大，高度较高，隧道周边围岩出现更大范嗣的塑性化和更大的变形，隧道拱脚和墙脚处的应力集中更严重，隧道拱顶更不稳定。
对于硬岩隧道，由于其自身强度一般比较高，所以围岩自身强度并小是影响隧道稳定与安全的决定因素。
但对于软岩隧道，由于其自身强度一般偏低，往往成为影响隧道稳定与安全的控制因素。
对于按照《铁路隧道围岩分级削定标准》判定的围岩等级，在确定隧道开挖力方法时成允分考虑围岩自身强度。
硬岩隧道可通过采取超前铺杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施进超前预加固，从而提高围岩的整体性，而对于软岩隧道，各种超前预加固措施对围岩自身强度提高幅度有限。
综合上述各种因素考虑，结合以往类似工程施工经验，对于高速铁路大断面隧道，全断面法主要适用于非浅埋I～Ⅲ级硬岩地层和IV～Vl级软柑地层。
当隧道处于非浅埋Ⅳ级硬岩地层时，在采取超前锚杆、超前小管棚、超丽预注浆等辅助施工措施加固后，也可采用全断面法施工，但应根据具体围岩情况适当缩短开挖进尺。
浅埋段、偏压段和洞口段不适宜采用全断面开挖全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套施工机械，提高施工速度，且工序少，便于施工组织和管理，较分部开挖法减少了爆破震动次数。
但由于开挖面较大，围岩稳定性降低，且每个循环工作量较大，每次深孔爆破引起的震动较大，因此要求进行精心的钻爆设计，并严格控制爆破作业。
2、台阶法台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个断而或几个工作面分步开挖，根据地层条件和机械配备情况，台阶法又可分为正台阶法、中隔端台阶法等。
公路高速隧道超前支护施工方法
公路高速隧道超前支护施工方法随着交通发展的需求，越来越多的公路高速隧道开始兴建。
为了确保隧道的施工质量和安全性，超前支护施工方法被广泛应用。
本文将介绍公路高速隧道超前支护施工方法的原理、步骤及其优势。
一、超前支护施工方法的原理公路高速隧道的超前支护施工方法是指在隧道掌子面前方进行支护施工，以确保掌子面的稳定和施工的持续进行。
该方法主要利用了掌子面前区域的地质条件和预测技术，通过提前进行支护工程，保护掌子面不受破坏，从而确保隧道的施工质量和安全性。
二、超前支护施工方法的步骤1. 地质勘察：在进行超前支护施工之前，必须对隧道掌子面前方的地质情况进行全面的勘察和分析。
包括地层结构、岩性、断层、岩溶等地质特征的调查，以便预测隧道施工过程中可能遇到的问题。
2. 预测技术：根据地质勘察结果，结合先进的预测技术，对隧道掌子面前方的地质变化进行预测。
这包括地下水位、地应力、地温等因素的测定和模拟，以便准确预测掌子面前方的地质情况。
3. 超前支护设计：根据地质勘察和预测结果，进行超前支护设计。
这包括选择合适的支护结构和材料，确定支护的位置和方式，以及计算支护的力学参数等。
4. 支护施工：根据超前支护设计的要求，进行支护施工。
这包括挖掘开挖面、设置支护结构、注浆加固等各项工作，以确保隧道掌子面前方的稳定和安全。
5. 掌子面开挖：当超前支护施工完成后，可以开始进行掌子面的开挖。
由于超前支护的作用，掌子面的开挖将更加安全和顺利。
三、超前支护施工方法的优势1. 提高施工效率：超前支护施工方法可以避免因掌子面塌方而造成的停工和延误，从而提高施工效率。
2. 保护掌子面：超前支护施工方法可以有效保护掌子面不受破坏，降低隧道施工风险。
3. 节约成本：通过提前进行支护施工，可以减少隧道施工中的修复和加固工作，节约施工成本。
4. 提高施工质量：超前支护施工方法可以提前发现和解决隧道施工中可能出现的地质问题，从而保证施工质量和隧道的安全性。
隧道洞口段预加固措施及施工方法
隧道洞口段预加固措施及施工方法隧道网 (2008-3-28) 来源：现代隧道技术摘要：通过对内昆铁路复杂地质条件下随道洞口段预加固措施、施工方法、支护参数等方面的总结与研究，尝试为今后类似地质条件下随道洞口段的施工提供量化参考。
关键词：隧遗洞口段预加固措施施工方法1 前言随着国家基建重心向西部转移，铁路建设中出现了较多的山区隧道。
根据施工经验，山区隧道地质条件大都复杂多变，特别是洞口段围岩一般较为破碎，地质条件差，开挖边仰坡又破坏了山体原有平衡，因此洞口往往是地质条件极为复杂的地段。
采取有效的施工方法实现顺利进洞，对于确保隧道施工和运营安全具有至关重要的作用。
国内外工程技术人员都非常重视隧道洞口段的施工，许多国家的隧道设计、施工规范中，都对洞口段的设计与施工设有专门条款。
近年来国外大多提倡隧道进洞顺延山坡坡度，尽量不扰动洞口段岩体的稳定性，采取无洞门的“趋自然状态”形式。
国内设计和施工时着重强调“早进晚出”及“保持边仰坡稳定”，要求及时施做洞门，通常采用在预加固结构保护下进行施工。
水昭(水富至昭通)段位于国家“九五”重点工程—内昆铁路北段，其间共有94座隧道，总长约121 km，其中36座隧道位于岩堆体中。
洞口段大多埋深浅且位于岩堆、滑坡、顺层、泥石流沟、厚层碎石土、块石土、堆积层等不良地质地段。
由于地质复杂，有关专家把该段称为“地质百科全书”。
施工时，又适逢长期雨季，为隧道洞口施工增加了很大的难度。
针对以上特点，进行统筹安排，依靠科技，精心组织施工，实现了94座隧道的顺利进洞。
本文将着重对水昭段隧道洞口段的开挖方法、支护措施、施工要点等进行总结和分析。
2 洞口段主要预加固措施根据国内外经验，洞口施工大多是在预加固的支护系统下进行的，尤其是在浅埋、偏压、破碎、软弱、地下水丰富并具有软弱夹层、顺层等极易发生滑移、坍塌的地段，更需要采用综合预加固体系。
水昭段隧道洞口段采用的预加固措施主要有地表锚杆加固、抗滑桩、挡土墙、锚索(桩)、减载、填土反压、地表注浆、超前锚杆、大小管棚、预注浆、套拱、水平旋喷桩、锥形短桩加固隧底等方式。
隧道施工技术隧道超前支护与预加固围岩
6.2 辅助工程措施的施工
（3）注浆压力应根据岩性、施工条件等因素在现场试 验确定。注浆压力是促使浆液在地层裂隙中流动扩散的一种 动力，必须有足够的压力来克服水压和地层裂隙阻力才能使 浆液扩散充填，达到堵水和加固的作用。因此，注浆压力应 根据岩性、注浆目的、施工条件、涌水压力等因素在现场试 验确定。注浆终压一般为15～4 MPa。对于密实性好、颗粒 较小的中、细、粉砂及砂黏土，注浆压力可稍高些；在有特 殊要求的地段，如为防止地表隆起影响地面建筑物安全时， 注浆压力应适当降低。注浆压力一般应在现场试验确定。
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6.2 辅助工程措施的施工
（4）注浆方式可选用前进式、后退式或全孔 式，可根据涌水量大小及注浆孔的深度选用。 当钻孔中遇有较大涌水时，应暂停钻孔，待再 压浆时，重复钻孔、注浆，这种注浆方式称为 前进式注浆。当钻孔中涌水量较小时，则钻孔 可直钻到设计深度，然后从孔底向孔口进行分 段注浆，这种注浆方式称为后退式注浆。钻孔 直接钻至孔底，然后一次注浆完毕，这称注浆 方式称为全孔一次注浆。
① 分析法。
② 检查孔法。
③ 物探无损
检测法。
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6.2 辅助工程措施施工
对于粒径在0.05 mm以下的粉砂及黏性软弱地层或断 层地段，为节省注浆材料也可使用周边劈裂预注浆或周边短 孔预注浆。周边劈裂预注浆或周边短孔预注浆均是沿隧道开 挖轮廓线周边布孔、注浆，所不同的是周边劈裂预注浆是依 靠浆液压力，将原来没有缝隙的地层压裂成缝，然后使浆液 充填、固结，从而达到加固地层和堵水的目的。周边短孔预 注浆只是固结开挖面周边一定厚度的围岩，使之形成一个薄 壳，从而提高围岩的整体性，防止漏渣坍塌或断层泥（未固 结或弱固结的泥状岩石）软化，堵住部分地下裂隙水。
全断面预加固隧道施工工法(新意法)
全断面预加固隧道施工工法(新意法)王正松;孙铁成;高波【摘要】意大利全断面预加固隧道施工工法是一种系统的全断面机械化开挖的隧道设计、施工技术.该工法适用于软弱地层大断面隧道开挖、浅埋隧道控制地面沉降等复杂地质条件的地下施工,被意大利公路及铁路领域纳入规范并且被广泛采用.欧洲国家的大型项目施工也较多地采用此工法.简要介绍其以控制工作面超前核心围岩变形为手段的主要理念、施工原则及施工方法,并采用有限元软件ABAQUS进行三维数值模拟,为软弱地层或较差地质力学地层条件修建大断面隧道提供一些建议.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2007(000)0z1【总页数】4页(P170-173)【关键词】隧道工法;超前核心围岩;有限元;新意法【作者】王正松;孙铁成;高波【作者单位】西南交通大学土木工程学院,成都,610031;石家庄铁道学院土木分院,石家庄,050043;西南交通大学土木工程学院,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U455.41 概述全断面预加固隧道施工工法又称为岩土控制变形分析(ADECO-RS)施工工法，该工法是通过对隧道工作面超前核心围岩的勘察、量测，预报围岩的应力-应变形态，并将围岩划分为A，B，C 3种类型，据此以信息化设计支护措施，确保隧道安全穿越复杂地层和实现全断面开挖的一种设计、施工指导方法。
意大利全断面预加固隧道施工工法适用于低粘聚力的软弱地层，大断面隧道开挖及用于浅埋隧道控制地面沉降和挤压地层的深埋隧道开挖，该工法被意大利公路及铁路领域纳入规范并且广泛采用。
欧洲国家的大型项目施工也较多地采用此工法[1]。
2006年11月在北京“中国高速铁路隧道国际学术研讨会”上，意大利特莱维集团对ADECO-RS工法作了专题报告，并将ADECO-RS工法这个名称用中文解释为“新意法”。
同时国际岩石力学学会(ISRM)的Frederic L.Pellet教授在2006年中国的巡回讲学中也称为“新意大利隧道施工法[New Italian Tunneling Method(NITM)][2]。
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隧道机械化全断面开挖掌子面超前
预加固施工工法
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法
一、前言
隧道是连接两个地点的重要交通通道，其施工对于一座隧道的安全性和可持续性发挥着重要作用。
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法是一种先进的施工方法，具有高效、安全、经济的特点。
本文将详细介绍该施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析及工程实例。
二、工法特点
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法将机器设备与人工操作相结合，能够快速、高效地进行隧道的开挖和加固。
其特点包括：
1.高效率：采用机械化设备，可以快速进行开挖作业，节省施工时间和人力成本。
2.质量控制：机械化施工能够提高开挖的准确性和精度，确保隧道内部的稳定性和安全性。
3.灵活性：采用全断面开挖的方式，适应各种岩土条件，并且可以根据实际情况灵活调整开挖工艺。
4.环保性：机器设备具备环保功能，减少对周围环境的影响，降低了施工的环境风险。
三、适应范围
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法适用于各种岩土条件和隧道类型，包括山区隧道、水下隧道、软土隧道等。
它能够满足不同隧道工程的开挖和加固要求，减少施工成本和风险。
四、工艺原理
在隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法中，工程师需要对施工工法与实际工程之间的联系进行分析和解释。
采取的技术措施包括使用先进的机器设备进行开挖、设置合适的支护结构来保证隧道的稳定性、采取适当的排水措施等。
这些措施的采取都基于科学原理和实践经验，确保施工的可行性和成功。
五、施工工艺
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法的施工工艺包括准备工作、预加固、掌子面开挖、施工轮值、支护结构安装、喷锚加固等。
详细的施工工艺将从进场准备到施工结束的每个阶段进行描述，让读者了解施工过程中的每一个细节。
六、劳动组织
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法的劳动组织包括工程管理、人员调度、施工安排等。
合理的劳动组织可以提高工程的效率、减少不必要的延误和风险。
七、机具设备
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法需要使用一系列的机具设备，包括掘进机、装载机、轨道车等。
这些机具设备的特点、性能和使用方法将被详细介绍，帮助读者了解并正确操作这些设备。
八、质量控制
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法的质量控制包括施工工艺、材料选用、施工操作等方面。
具体的质量控制方法和措施将被详细介绍，以确保施工质量达到设计要求。
九、安全措施
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法的安全措施包括安全培训、安全防护设备的使用、危险源的识别与控制等方面。
在介绍中将强调施工中的安全要求，让读者清晰地了解施工过程中的危险因素和安全措施。
十、经济技术分析
隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法的经济技术分析将包括施工周期、施工成本、使用寿命等方面。
通过分析施工工法的经济效益，读者可以进行评估和比较，选择最适合的施工方法。
十一、工程实例
最后，本文将介绍一些实际工程案例，展示隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法的应用效果和实际成果。
这些案例将进一步证明该工法的可靠性和可行性。
总结起来，隧道机械化全断面开挖掌子面超前预加固施工工法是一种高效、安全、经济的施工方法，适用于各种岩土条件和隧道类型。
它基于科学原理和实践经验，通过合理的工艺、质量控制和安全措施，能够保障施工过程的稳定和成功。
本文经过全方位的描述和分析，可以为实际工程提供参考和指导。