專家講座一：特殊地質(zhì)地段施工任務(wù)分配教學(xué)內(nèi)容情境教材時(shí)間安排教師引導(dǎo)教師向?qū)W生簡單介紹隧道特殊地質(zhì)地段隧道原則、施工技術(shù)，布置教學(xué)任務(wù)并進(jìn)行引導(dǎo)、檢查和評價(jià)。PPT課件1230分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)1、特殊工程地質(zhì)條件的種類？各自的工程特點(diǎn)？2、特殊工程地質(zhì)條件下，隧道的施工控制要點(diǎn)？小組討論案例：實(shí)訓(xùn)案例圓梁山隧道施工技術(shù)總結(jié)。40分鐘+3、完成書面基本練習(xí)。盾構(gòu)施工技術(shù)主講人萬姜林王超峰中鐵隧道集團(tuán)公司武漢項(xiàng)目部專家講座二拼裝襯砌二十一世紀(jì)是隧道及地下空間大發(fā)展的世紀(jì)

盾構(gòu)施工方法簡介武漢長江穿江隧道工程概況二十一世紀(jì)是隧道及地下空間大發(fā)展的世紀(jì)隧道及地下工程正在迅猛發(fā)展鐵路公路地鐵輸水地下商場人防工程貯氣洞二十一世紀(jì)是地下工程大發(fā)展的世紀(jì)

二十一世紀(jì)，是中國地下空間開發(fā)的新世紀(jì)，隨著國家基本建設(shè)的迅猛發(fā)展，隧道和地下工程的發(fā)展已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。從長大山嶺隧道到越江隧道，從人工風(fēng)鉆作業(yè)到盾構(gòu)機(jī)施工機(jī)械化，中鐵隧道集團(tuán)加速了隧道和地下工程施工機(jī)械現(xiàn)代化的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)機(jī)械到隧道掘進(jìn)機(jī)時(shí)代的跨越，而且著力于隧道掘進(jìn)機(jī)的研發(fā)，努力實(shí)現(xiàn)隧道掘進(jìn)機(jī)的國產(chǎn)化，從而為我國隧道和地下工程施工注入了全新的理念。

隧道及地下工程是土木工程的一個(gè)重要領(lǐng)域，是人類拓展生存空間的重要方式，與地面建筑相比，由于隧道及地下工程具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約土地資源、抗震防災(zāi)、防御戰(zhàn)爭損毀等優(yōu)勢，因而在鐵路公路、水利水電、能源、城市交通、停車場、商業(yè)、倉儲、物流、國防等各方面都廣泛地采用。據(jù)2003年底統(tǒng)計(jì)，在鐵路、公路、水利水電等領(lǐng)域已建成近萬座隧道，總延長達(dá)到六千多公里；目前仍以每年新修隧道300公里以上的速度在增加，在北京、上海、天津、廣州、深圳、南京等特大城市已建成運(yùn)營地鐵200多公里，在許多城市建成了相當(dāng)數(shù)量的地下商場、地下管廊、停車場、人防洞室等。我國已成為世界上隧道數(shù)量最多、建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家。1、隧道和地下工程在我國的發(fā)展?fàn)顩r

隨著城市的發(fā)展，面臨著土地緊張、環(huán)境污染、交通擁塞、能源浪費(fèi)、防災(zāi)安全等影響城市持續(xù)發(fā)展的問題。為突破土地資源不足制約發(fā)展的瓶頸，必須科學(xué)、合理、有序開發(fā)地下空間，走內(nèi)涵的城市持續(xù)發(fā)展之路。地下空間開發(fā)利用的重點(diǎn)是地鐵、越江隧道、地下車庫、地下商業(yè)街及其步行通道、防洪排澇地下雨水調(diào)節(jié)池、雨污水地下收集處理設(shè)施、各類地下能源存儲與供給設(shè)施、地下體育設(shè)施、科研設(shè)施、博物館等。

（1）開發(fā)利用城市空間（2）西部開發(fā)將修建大量鐵路和公路隧道西部地區(qū)多為山地，高等級公路越嶺多采用隧道，因而隧道工程將較多，尤其會涌現(xiàn)出一些長隧道和隧道群。云、貴、川、藏鐵路，沿江鐵路以及南部沿海鐵路等，都有大山阻隔，長大隧道和隧道群不可避免。沿海、沿江地區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展，需要解決大量的穿越江河湖海的交通問題。京滬高速鐵路南京過長江的水下隧道、黃河水下隧道和穿越膠州灣、渤海灣、杭州灣、瓊州海峽及臺灣海峽的海底隧道也已在研究中。中國隧道向超長和水域發(fā)展，也將是在所必然。即將實(shí)施的南水北調(diào)工程，有東、中、西三個(gè)方案，尤其是中線、西線方案，實(shí)施將會有穿越黃河隧道。（3）越江跨海隧道將要修建

國家能源儲備的加快需要建設(shè)更多的地下儲藏洞室；水利水電資源的開發(fā)，將要修建更多的輸水（引水）遂洞及地下廠房。

這些充分表明：隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對隧道和地下工程的需求將會繼續(xù)大量增加，隧道及地下工程的修建難度將更大，建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求將更高，這對我們隧道及地下工程界是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

（4）地下工程在其他領(lǐng)域的發(fā)展需求

隧道及地下工程施工技術(shù)的現(xiàn)狀

隧道及地下工程已在我國基礎(chǔ)設(shè)施中占有重要比重，為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展、人民生活的提高以及環(huán)境的保護(hù)與改善都起到了積極而重大作用。我國工程技術(shù)人員不畏艱辛，大膽實(shí)踐，勤于研究，敢于創(chuàng)新，在隧道和地下工程領(lǐng)域不斷提高技術(shù)水平、創(chuàng)造新的方法，積極地吸收國外先進(jìn)技術(shù)，推動我國隧道及地下工程事業(yè)的不斷向前發(fā)展，使我國的隧道和地下工程在施工技術(shù)上居于世界先進(jìn)水平的行列。建立了具有中國特色的隧道及地下工程的建造技術(shù)體系。

隧道及地下工程施工技術(shù)的現(xiàn)狀

施工方法介紹現(xiàn)在隧道的修建有幾個(gè)方法：山嶺隧道的施工有兩種方法：鉆爆法和掘進(jìn)機(jī)法；地鐵的兩種方法：淺埋暗挖和盾構(gòu)法；過江過海為沉埋管道法和盾構(gòu)法。這五種方法是地下工程比較常用的方法。鉆爆法的發(fā)展過程

鉆爆法，它經(jīng)歷了三個(gè)歷程：50年代的鉆爆法為第一階段，如寶雞到成都的線路就是人工修的，最長的隧道不能超過2公里，現(xiàn)在從寶雞到成都的運(yùn)量一年不超過900萬噸；60-70年代為第二個(gè)階段，也就是小型機(jī)械化階段，用風(fēng)鉆打眼木支撐，當(dāng)時(shí)隧道不能超過7公里，成都到昆明的運(yùn)量是3000萬噸。一百多年鐵路隧道施工都沒有擺脫“木支撐，小斷面施工，小機(jī)械化”，即以人力或小型機(jī)械開挖巖體，以木料作為臨時(shí)支護(hù)，再以模筑混凝土代替木支撐的施工工藝。70年代末，隧道施工技術(shù)進(jìn)入了第三階段。大瑤山雙向隧道新奧法進(jìn)行施工，成功的采用了新成果—深孔光面爆破、錨噴支護(hù)和監(jiān)控量測等成套工藝，使隧道實(shí)現(xiàn)了大斷面新奧法安全施工，為大型機(jī)械化作業(yè)創(chuàng)造了空間，提高了施工進(jìn)度。被稱為我國鐵路隧道史的第三個(gè)里程碑。掘進(jìn)機(jī)（TBM）施工法(硬巖)

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TunnelBoringMachine,簡寫為TBM)是一種專用的開挖設(shè)備。它利用機(jī)械破碎巖石的原理，完成開挖、出碴及混凝土（鋼）管片安裝的聯(lián)合作業(yè)，連續(xù)不斷地進(jìn)行掘進(jìn)。全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)一般分為敞開式和護(hù)盾式。敞開式通常用于圍巖穩(wěn)定的隧道（洞）的開挖。若巖石質(zhì)量指數(shù)為50%-100%、節(jié)理大于60cm，則首選敞開式。軟弱圍巖用敞開式掘進(jìn)機(jī)施工時(shí)支護(hù)量大，并限制了撐靴的支撐能力，影響掘進(jìn)進(jìn)度，因此，一般軟弱圍巖所占長度的比例較大時(shí)，可考慮選用護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。對于地質(zhì)勘察不夠準(zhǔn)確的工程，用敞開式掘進(jìn)機(jī)更易及時(shí)探明前方地質(zhì)情況和對不良地質(zhì)進(jìn)行及時(shí)處理。使用敞開式掘進(jìn)機(jī)重點(diǎn)應(yīng)考慮支護(hù)設(shè)備的配置，如超前鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)、鋼拱架安裝器、掛網(wǎng)設(shè)施、混凝土噴射裝置等。而護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)需要考慮加大推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)力，設(shè)置輔助推進(jìn)系統(tǒng)，加強(qiáng)護(hù)盾設(shè)計(jì)和配置襯砌管片安裝器等。

90年代，我集團(tuán)公司在西安線(西安一安康)18.4km秦嶺雙線鐵路隧道I號線使用了TBM(TunnelBoriingMachine隧道掘進(jìn)機(jī)直徑8.8m)，標(biāo)志我國山嶺隧道施工機(jī)械化水平又上了一個(gè)臺階。淺埋暗挖法

淺埋暗挖法是隧道工程和城市地下工程施工的主要方法之一,適用于對城市地面建筑物密集、交通運(yùn)輸繁忙、地下管線密布，且對地面沉降要求嚴(yán)格的地下結(jié)構(gòu)物施工。淺埋暗挖法參考新奧法的基本原理，開挖中采用多種輔助施工措施加固圍巖，充分調(diào)動圍巖的自承能力，開挖后即時(shí)支護(hù)，封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系，有效地抑制圍巖過大變形的一種綜合施工技術(shù)。其工藝核心是“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、緊封閉、勤量測”。沉管法施工沉管法隧道主要應(yīng)用于大江、大河等寬闊水域下構(gòu)筑隧道。是將隧道管段分段預(yù)制，分段兩端設(shè)置臨時(shí)止水頭部，然后浮運(yùn)至隧道軸線處，沉放在預(yù)先挖好的地槽內(nèi)，完成管段間的水下連接，移去臨時(shí)止水頭部，回填基槽保護(hù)沉管，鋪設(shè)隧道內(nèi)部設(shè)施，從而形成一個(gè)完成的水下通道。盾構(gòu)工法介紹（詳細(xì)介紹）盾構(gòu)施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法，它使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時(shí)，在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)。其施工過程需先在隧洞某段的一端開挖豎井或基坑，將盾構(gòu)機(jī)吊入安裝，盾構(gòu)機(jī)從豎井或基坑的墻壁開孔處開始掘進(jìn)并沿設(shè)計(jì)洞線推進(jìn)直至到達(dá)洞線中的另一豎井或隧洞的端點(diǎn)。盾構(gòu)法工作原理

盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理就是一個(gè)圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進(jìn)邊對土壤進(jìn)行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護(hù)盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)文撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時(shí)還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。盾構(gòu)機(jī)施工主要由穩(wěn)定開挖面、挖掘及排土、襯砌包括壁后灌漿三大要素組成。其中開挖面的穩(wěn)定方法是其工作原理的主要方面，也是區(qū)別于硬巖掘進(jìn)機(jī)或比硬巖掘進(jìn)機(jī)復(fù)雜的主要方面。大多數(shù)硬巖巖體穩(wěn)定性較好，不存在開挖面穩(wěn)定問題。盾構(gòu)簡介

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和開挖方式分為：手掘式盾構(gòu)擠壓式盾構(gòu)半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)械式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)：有敞開式、正面支撐式和棚，須輔以疏干地層措施，適用地層廣，特別是地下障礙較多的地層。（中隧集團(tuán)曾使用過的插刀盾構(gòu)屬此類）擠壓式盾構(gòu)：有全擠壓、局部擠壓、網(wǎng)格等形式，僅適用于軟弱黏性土層。半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)械式盾構(gòu)：

開胸式閉胸式

泥水加壓土壓平衡復(fù)合式

泥水式盾構(gòu)機(jī)是通過加壓泥水或泥漿(通常為膨潤土懸浮液)來穩(wěn)定開挖面，其刀盤后面有一個(gè)密封隔板，與開挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。泥水式盾構(gòu)3-11人孔閘工作艙工作區(qū)開挖艙MixshieldTBMTwobulkheadTBM-Stonecrusher土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)是把土料(必要時(shí)添加泡沫等對土壤進(jìn)行改良)作為穩(wěn)定開挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉(zhuǎn)開挖使泥土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運(yùn)出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤旋轉(zhuǎn)開挖速度和螺旋輸出料器出土量(旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行調(diào)節(jié)。土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)及其結(jié)構(gòu)1.刀盤2.主軸承3.推進(jìn)油缸4.空壓倉5.螺旋輸送機(jī)6.管片安裝機(jī)7.出料口8.管片倒運(yùn)車9.管片吊機(jī)10.皮帶運(yùn)輸機(jī)滲透性––10––1––10-1––10-2––10-3––10-4––10-5––10-6––10-7––10-8––10-9––10-10––10-11––10-12卵石粗砂礫中砂礫細(xì)砂礫粗砂中砂細(xì)砂粉砂,砂性粘土淤泥粘土k(m/s)––10––1––10-1––10-2––10-3––10-4––10-5––10-6––10-7––10-8––10-9––10-10––10-11––10-12k(m/s)土壓盾構(gòu)泥水盾構(gòu)盾構(gòu)類型盾構(gòu)法施工工藝管片預(yù)制盾構(gòu)進(jìn)、出洞土體加固方案自凝灰漿防水帷幕深井降水管無筋低標(biāo)號地連墻地基加固降水后地下水位工作井地連墻3-15盾構(gòu)掘進(jìn)3-18盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)主要對切口水壓、掘進(jìn)速度、切削量、泥水指標(biāo)及盾尾注漿進(jìn)行控制與管理。切口水壓：掘進(jìn)前計(jì)算好切口水壓的上下限值，切口實(shí)際水壓應(yīng)控制在上下限值之間。掘進(jìn)速度：正常條件下掘進(jìn)速度為4cm左右，進(jìn)出洞及遇到障礙物降低速度。注意實(shí)際排泥量與計(jì)算值的比較，避免造成嚴(yán)重超挖。泥水處理系統(tǒng)對泥水的比重、粘度、析水率等進(jìn)行測量。盾尾密封油脂系統(tǒng)通過管道將油脂泵送至盾尾密封系統(tǒng)。油脂為一次性消耗，盾尾密封油脂桶與系統(tǒng)相連接，隧道人員應(yīng)定時(shí)更換空桶。如果密封系統(tǒng)出現(xiàn)故障,將自動停止盾構(gòu)機(jī)隧道掘進(jìn)。管片拼裝當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)一環(huán)距離后，盾構(gòu)操作手把盾構(gòu)機(jī)由推進(jìn)模式轉(zhuǎn)換成管片拼裝模式。應(yīng)控制盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)有的姿態(tài)和傾向，人工測量盾尾頂部、下部、左右兩邊的間隙，選擇正確的管環(huán)位置，應(yīng)特別注意封頂塊的管片安裝。工藝流程壁后補(bǔ)充壓漿在穿越構(gòu)筑物、地下管線時(shí)，二次壓漿可彌補(bǔ)同步注漿的不足，大大降低地面沉降盾尾同步注漿3-19管片襯砌背后注漿SLS-T導(dǎo)向垂直方向

水平方向

盾構(gòu)機(jī)位置姿態(tài)圖盾構(gòu)機(jī)位置姿態(tài)數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)隧道軸線隧道里程

中國隧道和地下工程未來展望

我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中，隧道和地下工程任務(wù)十分艱巨，需要大批專業(yè)人員共同努力，推動隧道技術(shù)進(jìn)步。有識之士要熱愛鐵路建設(shè)事業(yè)，樂于上山入地，不斷創(chuàng)新，永攀高峰。謝謝！中鐵隧道集團(tuán)二00四年八月四日專家講座三：特殊施工方法任務(wù)分配教學(xué)內(nèi)容情境教材時(shí)間安排教師引導(dǎo)教師向?qū)W生簡單介紹隧道盾構(gòu)法施工、全斷面掘進(jìn)機(jī)法；沉埋法、蓋挖法施工技術(shù)及施工原則，布置教學(xué)任務(wù)并進(jìn)行引導(dǎo)、檢查和評價(jià)。施工錄象26、27、28PPT課件13、1530+30分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)1、盾構(gòu)法的施工程序及控制要點(diǎn)？2、掘進(jìn)機(jī)法的施工程序及控制要點(diǎn)3、沉埋法的施工程序及控制要點(diǎn)？4、蓋挖法的施工程序及控制要點(diǎn)？小組討論案例：武漢長江穿江隧道、西康鐵路秦嶺隧道；廣州黃浦江隧道；武漢地鐵街道口車站。40分鐘+5、研讀案例：武漢長江穿江隧道施工案例；6、研讀案例：西康鐵路秦嶺隧道施工案例；7、研讀案例：廣州黃浦江隧道施工案例；8、研讀案例：武漢地鐵二號線街道口車站施工案例。40分鐘+9、完成書面基本練習(xí)。全斷面掘進(jìn)機(jī)（適用于硬巖地層）復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)

AMixedShield車站明挖施工—水平支撐盾殼管片襯砌安裝器襯砌管片

（洞外試拼裝）水泥漿運(yùn)輸車車廂運(yùn)抵工地泥漿加壓泵總控制室儲氣罐請觀看施工錄像完成基本練習(xí)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)專家講座四：隧道施工組織與管理任務(wù)分配教學(xué)內(nèi)容情境教材時(shí)間安排教師引導(dǎo)教師向?qū)W生簡單介紹隧道場地布置基本原則和參數(shù)（分區(qū)、分階段）；四通一平；臨時(shí)設(shè)施；設(shè)備安裝基本參數(shù)和填寫表格；布置教學(xué)任務(wù)并進(jìn)行引導(dǎo)、檢查和評價(jià)。PPT課件1440分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)1、施工組織的目的、內(nèi)容、依據(jù)、原則？2、施工方案的選擇原則？3、施工場地布置原則？4、施工進(jìn)度計(jì)劃的表現(xiàn)形式？小組討論案例九：隧道工程施工建點(diǎn)及場地布置30分鐘+5、完成書面基本練習(xí)。1、施工安全管理的基本要求？2、施工技術(shù)管理的任務(wù)及內(nèi)容？3、施工技術(shù)管理制度？4、施工質(zhì)量管理的八項(xiàng)原則？5、施工成本管理的目的和原則？研讀：規(guī)范標(biāo)準(zhǔn):A、B、G案例十：武廣高速鐵路隧道質(zhì)檢報(bào)告案例十一: