目錄隧道施工基本方法單元思維導圖知識點梳理隧道施工概述明挖施工方法暗挖施工方法輔助工法單元思維導圖知識點梳理概述TBM法盾構法頂進法學習單元：機械法概述01概念盾構法：采用盾構機進行隧道施工的一種方法。特點及適用條件：機械化程度高、安全性好、質量容易控制、設備昂貴。適用于軟土、土質、軟巖地區的規模較大的工程。隧道掘進機法：采用隧道掘進機進行隧道施工的方法。特點及適用條件：機械化程度高、安全性好、質量容易控制、設備昂貴。適用于中硬巖中的規模較大的工程。頂進法：采用頂推設備將預制管段向前推進的隧道施工方法。特點及適用條件：機械化程度高、安全性好、質量容易控制。適用于軟土中的中小斷面的隧道。概念01機械化隧道掘進盾構法-適用于土層及軟弱富水地層掘進機法-適用于各類巖石地層盾構法02盾構法的概念盾構施工法是使用盾構機在地下掘進，邊防止開挖面土砂崩塌邊在機內安全地進行開挖作業和襯砌作業從而構筑成隧道的施工方法。盾構施工法是由穩定開挖面、盾構機挖掘和襯砌三大要素組成。盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧道軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。圓柱體-護盾:

對挖掘出未襯砌的隧道段起臨時支承作用承受周圍土層壓力、地下水壓、擋水挖掘、排土、襯砌等作業都在護盾掩護下進行。盾構法02盾構法的特點盾構實質上就是軟土隧道掘進機。既可能是機械開挖，也可能是人工開挖。既是一種施工機具，又是一個強有力的臨時支撐結構。在盾殼的保護下，既可進行開挖，又能進行襯砌；采用盾構施工，具有不影響地面交通、沒有振動、對地面鄰近建筑物危害較小；施工費用不受埋深的很大影響；在土質差、水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構法有較高的技術經濟優越性等優點。盾構法02盾構機組成盾殼推進機構取土機構拼裝或現澆襯砌機構盾尾其他部分盾構法02盾構機組成①在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構安裝就位，盾構從豎井或基坑的墻壁開孔出發，在地層中沿著設計軸線，和向另一豎井或基坑的設計孔洞推進。②盾構掘進相當于裝配式襯砌的一環長度③千斤頂頂在已拼裝好的管片上，使盾構前進④縮回千斤頂⑤用舉重設備拼裝管片襯砌，同時在開挖面進行開挖盾構法02盾構法施工過程盾構法02盾構法施工過程掘進機法03概念及特點隧道掘進機(簡稱TBM)是一種機械化的隧道掘進設備。是利用掘進機切削破巖，開鑿巖石隧道的施工方法。優點：一次成洞；洞壁光滑；施工質量好；速度快；勞動條件好；對圍巖損傷小，幾乎不產生松弛，掉塊、崩塌的危險小，支護工作量；超挖小、襯砌也省；震動、噪音小、對周圍居民和結構物影響小。缺點：機械購置費和運輸、組裝解體費用高，機械設計制造時間長，初期投資高；施工途中不能改變開挖直徑；掘進機施工方式一經確定，就不可能像鉆爆法施工那樣自由變更施工方法，難于適應復雜的地質變化情況，對斷層、破碎帶和軟弱層，掘進困難。開挖斷面大小、形狀變更困難。掘進機法03隧道掘進機組成掘進機法03類型

隧道掘進機械，一般分為兩種：（1）臂式掘進機(Boom-typeRoadheader)；（2）全斷面掘進機，簡稱TBM。臂式掘進機全斷面掘進機掘進機法03類型隧道掘進機(巖石)全斷面掘進機開敞式懸臂式掘進機護盾式單臂式多臂式單撐靴式雙撐靴式單護盾式雙護盾式開敞式TBM護盾式TBM型號：TB880E開挖直徑：8.8米掘進速度：3.5m/h西康鐵路秦嶺隧道西安-南京線磨溝嶺隧道最高月進度：574米（磨溝嶺隧道）最高日進度：41.3米（磨溝嶺隧道）掘進機法031.開敞式隧道掘進機掘進機法031.開敞式隧道掘進機在整機外圍設置與機器直徑相一致的圓筒形護盾結構。掘進機法032.護盾式全斷面掘進機一般情況下：整條隧道地質情況都差的作業條件下使用單護盾TBM；在良好地質中則使用開敞式TBM；雙護盾TBM常用于復雜地層的長隧道開挖，一般適用于中厚埋深、中高強度、地質穩定性基本良好的隧道，對各種不良地質和巖石強度變化有較好適應性。(1)單護盾TBM：適用于軟巖地層以及自穩時間相對較短的地質條件較差的地層。單護盾TBM與盾構的區別有兩點：一是單護盾TBM采用皮帶機出碴，而盾構則采用螺旋輸送機出碴或用泥漿泵通過管道出碴；二是單護盾TBM不具備平衡掌子面的功能，而盾構則采用土壓力或泥水壓力平衡開挖面的水土壓力。掘進機法032.護盾式全斷面掘進機(2)雙護盾TBM：適用于各種地質，既能適應軟巖，也能適應硬巖或軟硬巖交互地層。與單護盾掘進機的區別在于增加了一個護盾。在硬巖中施工時利用水平撐靴，支撐到洞壁，傳遞反力，它既可利用尾部的推力千斤頂頂推尾部安裝好的襯砌管片推進，也可以在利用水平支撐進行開挖時，同時安裝襯砌片，因此雙護盾掘進機使開挖和安裝襯砌管片的停機換步時間大大縮短。先打導洞，然后擴孔成洞的機器。掘進機法033.擴孔式全斷面掘進機1)上臺階開挖土方開挖:70m3/m噴凝土:20m2/m2)下臺階開挖土方開挖:46m3/m噴凝土:7m2/m3)仰拱開挖土方開挖:14m3/m噴凝土:12m2/m掘進機法033.擴孔式全斷面掘進機優點：①導洞也是探洞,可掌握詳細工程地質和水文地質資料，可預測將要采用的擴孔掘進機的技術性能參數，有助于合理組織施工，有利于通風、地下水、瓦斯及預防性安全等的處理；②只要現有小直徑掘進機，馬上可以對大直徑隧洞進行導洞施工，然后再訂制擴孔掘進機也不會影響工期；③提高了能量利用率。缺點：①成洞需要導洞和擴孔兩臺掘進機，投資較高；②導洞貫通后才能擴孔，工期長。掘進機法033.擴孔式全斷面掘進機刀具和搖臂隨機頭一起轉動，搖臂的擺動是由液壓缸活塞桿的伸縮來傳遞，通過搖臂使刀具內外擺動，轉動與擺動兩種運動的合成使刀具以空間螺旋線切割巖石，可掘進圓形或帶圓角的矩形隧洞斷面。掘進機法034.懸臂式掘進機這種掘進機重量輕、搬運方便、造價低；機身有足夠的空間布置鉆眼及灌漿設備，作業情況容易直接觀察；洞壁支護襯砌后，整機能夠退出洞外；推力小、支撐比壓小、適用于開挖巖石較軟的隧洞。掘進機法03隧道掘進機施工掘進機施工現場示意圖掘進機法03掘進機刀盤及盤形滾刀掘進機法03西康鐵路秦嶺I線隧道西合鐵路桃花鋪1號隧道西安—南京鐵路磨溝嶺隧道鐵路隧道使用TBM施工的有：應根據隧道工程設計、工程地質和水文地質等條件而專門設計TBM機械，世界上沒有一臺萬能的TBM。1.敞開式TBM選用條件敞開式TBM是為隧道地質條件好、地層穩定、巖質堅硬而設計的掘進設備，具有設備堅固、掘進速度快、隧道成本低和TBM售價較低的特點。掘進機法03TBM的選型為了使敞開式TBM能順利通過不良地質地段，敞開式TBM必須具備的功能如下：刀盤部位設有幾塊長2~3m的伸縮護盾，支撐著刀盤沿著正確方向穩定地旋轉破巖；伸縮護盾之后，跟近應設置錨桿鉆孔及安裝設備、鋼拱架安裝設備等，以便進行系統錨噴混凝土支護，確保洞室初期穩定；掘進機法03TBM主機上設有管棚鉆孔和安裝設備，提前向上部150范圍鉆鑿多排管棚孔并進行注漿，超前加固地層處后再掘進通過；在配套拖車后，另增設獨立的鋼纖維混凝土攪拌噴射設備，采用濕噴混凝土技術，補充噴射鋼纖維混凝土，確保隧道變形后的再次支護，使洞室長期保持穩定。如果隧道圍巖大部分破碎或風化嚴重，導致開挖而發生不穩定現象時，宜采用硬巖護盾式TBM較為有利。2.護盾式TBM選用條件雙護盾TBM對隧道快速收斂十分敏感，有可能被收斂的地層卡住。為了克服上述問題，對大多數TBM來說可以適當超挖，把盾殼與開挖輪廓之間的間隙從通常的60~80mm調整到140~200mm。掘進機法03TBM的選型雙護盾TBM機器價格高，施工的隧道一般需用鋼筋混凝土管片襯砌，則隧道的成洞成本高，但由于它們掘進速度快而有利于降低隧道成本。雙護盾TBM在高地應力區段掘進，當盾構停機時間較長時，盾殼往往被洞室變形卡死，使盾構脫離困境十分困難。修建城市

人行通道地下鐵道穿越地面鐵路(或公路)

地下管道穿越河流立交工程中，可采用頂進法施工。概念：在地面以下工作坑內將預制好的鋼筋混凝土箱形框架(箱涵)，用機械力量頂入地層中，成為一個地下結構建筑物。能保證地面交通安全運行或不影響地面狀態。頂進法是這類方法的