第三节 掘进机开挖
• 1、掘进机是一种专用的隧洞掘进设备。它依 靠机械的强大推力和剪切力破碎岩石，配合连 续出碴，具有比钻爆法更高的掘进速度。
• 2、缺点，主要有初期投资（设备费用）大； 刀具磨损快；刀具更换、电缆延伸、机器调整 等辅助工作占时较长；掘进时释放热量大；要 求通风能力强。
第13章地下工程施工
第13章地下工程施工
• 竖井施工特点是竖向作业，即竖向开挖、 竖向出碴和竖向衬砌。竖井的另一特点 是与水平隧洞相通，因此，可先挖通与 竖井相连通的水平通道，为竖井施工创 造条件。一般竖井施工有全断面法和导 井法。
第13章地下工程施工
大钻机开挖竖井
（a）钻导井；（b）导井扩大；（c）扩挖竖井
第13章地下工程施工
当结构上设有永久伸缩缝时，可利用结构永久 缝分段；当结构永久缝间距离过大或无永久缝 时，可设施工缝分段，并作好施工缝的处理。
• 2、分段浇筑的顺序有：跳仓浇筑、分段流水 浇筑和分段留空档浇筑等三种方式。
• 3、衬砌施工在横断面上也采用分块浇筑。常 采用的浇筑顺序为，先底拱（底板）、后边拱 （边墙）和顶拱。
• 3、根据导洞在横断面位置的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同：下导 洞、上导洞、中导洞、双导洞。
• 3、导洞的形状：上窄下宽的标形断面。
第13章地下工程施工
• 1、下导洞法： • 1）适用：岩石稳定、地下水较多。 • 2）特点：运输方便、爆破效果好、排水
容易、开挖与衬砌施工干扰小，施工速 度快，顶部钻孔困难，施工安全性差。
掘进机施工示意图
第13章地下工程施工
第四节 衬砌
• 1、地下洞室开挖后，为了防止围岩风化 和坍落，保证围岩稳定，往往要对洞壁 进行衬砌。
• 2、衬砌类型有现浇混凝土或钢筋混凝土 衬砌、混凝土预制块或条石安砌、预填 骨料压浆衬砌等。
第13章地下工程施工
• 一、隧洞衬砌的分段分块及浇筑顺序 • 1、水工隧洞较长，纵向需要分段进行浇筑，
简单，施工安全性好，上部出碴线路需 转移、排水不便，开挖与衬砌干扰、施 工建度慢。
第13章地下工程施工
• 二、竖井、斜井的开挖方式 • 竖井和斜井是水电站地下厂房中常见的
建筑物，竖井和斜井高度较高，断面相 对较小，井线与水平夹角大于75°的为 竖井；井线与水平夹角为40~75°的为 斜井；洞线与水平夹角为6~40°的为斜 洞。
• 2、全断面开挖又分为垂直掌子面掘进（ 大型机械化施工）和台阶掌子面掘进（ 断面大、围岩稳定性好，无大型机械设 备）
第13章地下工程施工
全断面开挖方法（单位 m） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ—开挖及衬砌程序
第13章地下工程施工
导洞开挖法
• 1、先开挖断面的一部分，然后开挖至整 个设计断面。
• 2、根据导洞与扩大部分的开挖次序：专 进法，并进法。
第13章地下工程施工
• 二、钻孔爆破循环作业 • 工序有钻孔准备、钻孔、装药、爆破、
通风排烟、安全检查、出渣、延长运输 线路和风水电管线等。
第13章地下工程施工
• 三、循环作业 • 掘进一次的工序组合，称为循环作业。
在一昼夜中的循环次数应为整数，因此， 常采用的循环时间为4、6、8、12h等。
第13章地下工程施工
第13章地下工程施工
下导洞开挖法施工顺序
1—下导洞；2—顶部扩大；3—上部扩大；4—下部扩大； 5—边墙衬砌
6—顶拱衬砌；7—底板衬砌；8—漏斗棚架；9——脚手架
第13章地下工程施工
• 2、上导洞开挖法： • 1）适用：岩石稳定性差、地下水不多、
机械化程度不高。 • 2）特点：顶部开挖规格易于掌握，支撑
第二节 钻孔爆破开挖
• 钻孔爆破法是地下建筑物施工中常用的 开挖方法，其主要施工顺序是钻孔、装 药爆破、出渣及相应的辅助工作。
第13章地下工程施工
• 一、钻孔爆破设计 • 1、钻孔爆破设计的主要任务是：确定开挖断
面的炮孔布置（位置、方向和深度）；确保各 类炮孔的装药量、装药结构及堵孔方式；确定 各类炮孔的起爆方法和起爆顺序。 • 2、炮孔按作用分为掏槽孔、崩落孔和周边孔 • 3、为了减弱对围岩的影响和减少超欠开挖量， 隧洞开挖常采用光面爆破。
第十三章 地下工程施工
• 地下建筑物施工的主要内容包括：测量 放线，开挖出渣，衬砌（支护）和其它 辅助工作。
第13章地下工程施工
• 地下工程施工的特点：工作面小、工序 多、干拢性大、施工条件差、施工组织 复杂、受地质与水文地质条件影响大。
• 开挖掘进方法：钻爆法（钻架台车、轮 胎式多臂钻岩机）、掘进机开挖。
吊罐法开挖竖井
（a）自下而上开挖导井;（b）自上而下扩挖导井
第13章地下工程施工
• 倾角大于48°的斜井，施工条件与竖井 相近，可按竖井方法施工。倾角小于 30°的斜洞，一般采用自下而上的全断 面开挖法，用卷扬机提升出渣，开挖完 成后衬砌。倾角在30~48°的斜井，可 采用自下而上挖导井，自上而下扩大开 挖的方法，利用重力溜渣，由下部通道 出渣。
第13章地下工程施工
• 4、 炮孔数量和装药量：常采用类比法或经验 公式法，结合具体工程进行现场试验确定较合 理的炮孔数量和各种炮孔类型的炮孔间距。
• 5、炮孔深度：根据开挖断面的大小，岩层性 质、掏槽型式、钻机型式和掘进循环作业时间 进行选择。根据经验，炮孔深度为隧洞开挖断 面宽度的0.5~0.85倍，同时还应与循环作业时 间相协调。
第13章地下工程施工
• 三、地下厂房开挖方式 • 地下厂房的特点是，跨度大、边墙高，
相邻洞室距离近，交叉洞口多。 • 大型洞室的施工，常采用先拱部后底部，
先外缘后核心，由上而下、上下结合， 留岩墙岩柱，跳格开挖，跳格衬砌支护 等施工方法。
第13章地下工程施工
主厂房开挖程序示意图
第13章地下工程施工
• 衬砌和支护型式：混凝土衬砌、喷锚支 护（新奥法施工）
第13章地下工程施工
§12-1 地下工程开挖方式
• 一、平洞开挖方式 • 1、开挖方式的选择主要取决于隧洞围岩
的类别，断面尺寸、施工机械化程度和 施工水平。 • 2、有全断面开挖法和导洞开挖法。
第13章地下工程施工
全断面开挖法
• 1、在整个断面上一次钻爆开挖成型， 适用于围岩稳定性好，优点临时支护少， 易于保证混凝土衬砌的整体性。