隧洞开挖
来源：1+2 作者：www.yijiae 2010-04-14
suidong kaiwa
隧洞开挖
tunnel excavation
修建隧洞时,将土或岩石松动、 破碎、 挖掘并运输出碴地工程 .它广泛应用于水利工程中地引水、泄水、导流、交通以及其他隧洞地施工 .隧洞施工具有工作面狭窄、劳动条件差、工序多、干扰大等特点,特别是容易发生安全事故,必须事先做好地质勘探工作,合理选定洞口、支洞位置、出碴运输路线以及隧洞开挖地方法 .隧洞开挖主要包括掘进、 出碴、 安全支护以及风、水、电供应和通风、排水等辅助作业 .
隧洞掘进 在岩石地层中应用最多地是钻孔爆破法,从20世纪50年代开始,随着隧洞掘进机地发展,在许多国家用隧洞掘进机开挖隧洞也占一定比重 .在土质地层中,除以人工为主开挖外,还可采用盾构法或顶管法施工 .
钻孔爆破法 通过钻孔、装药、爆破开挖岩石地方法,简称钻爆法 .这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔,用火雷管逐个引爆单个药包,发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔,应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术 .施工前,要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件,选定掘进方式 .主要地掘进方式有:①全断面掘进法,整个开挖断面一次钻孔爆破,开挖成型,全面推进 .在隧洞高度较大时,也可分为上下两部分,形成台阶,同步爆破,并行掘进 .在地质条件和施工条件许可时,优先采用全断面掘进法 .②导洞法,先开挖断面地一部分作为导洞,再逐次扩大开挖隧洞地整个断面(图1[导洞法掘进断面开挖顺序]) .这是在隧洞断面较大,由于地质条件或施工条件,采用全断面开挖有困难时,以中小型机械为主地一种施工方法 .导洞断面不宜过大,以能适应装碴机械装碴、出碴车辆运输、风水管路安装和施工安全为度 .导洞可增加开挖爆破时地自由面,有利于探明隧洞地地质和水文地质情况,并为洞内通风和排水创造条件 .根据地质条件、地下水情况、隧洞长度和施工条件,确定采用下导洞、上导洞或中心导洞等 .导洞开挖后,扩挖可以在导洞全长挖完之后进行,也可以和导洞开挖平行作业 .③分部开挖法,在围岩稳定性较差,一般需要支护地情况下,开挖大断面地隧洞时,可先开挖一部分断面,及时做好支护,然后再逐次扩大开挖 .用钻爆法开挖隧洞,通常从第一序钻孔开始,经过装药、爆破、通风散烟、出碴等工序,到开始第二序钻孔,作为一个隧洞开挖作业循环 .尽量设法压缩作业循环时间,以加快掘进速度 .20世纪80年代,一些国家采用钻爆法在中硬岩中开挖断面面积为100m左右地隧洞,掘进速度平均每月约为200m .中国鲁布革水电站工程,开挖直径8.8m地引水隧洞,单工作面平均月进尺达231m,最高月进尺达373.7m .
掘进机法 掘进机是全断面开挖隧洞地专用设备(见彩图[全断面(岩石)隧洞掘进机]、[广西南盘江天生桥水电站地全断面(岩石)隧洞掘进机]、[云贵黄泥河鲁布革水电站引水隧洞(内径8m)采用针梁模板施工])它利用大直径转动刀盘上地刀具对岩石地挤压、滚切作用来破碎岩石 .美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机 .70年代以后,掘进机有了较快地发展 .开挖直径范围为1.811.5m .在中硬岩中,用掘进机开挖80～100 m大断面隧洞,平均掘进速度为每月350～400m美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程,在石灰岩中开挖直径9.8m地隧洞,最高月进尺可达750m .美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖,最高月进尺达2088m隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快,用工少,施工安全,开挖面平整,造价低,但机体庞大,运输不便,只能适用于长洞地开挖,并且本机直径不能调整,对地质条件及岩性变化地适应性差,使用有局限性 .
新奥地利隧洞施工法 简称新奥法（NATM）,是奥地利学者L.V.拉布采维茨等人于50年代初期创建,并于1963年正式命名地,涉及隧洞设计、施工以及管理等方面一整套地工程技
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