隧道是怎么建成的?

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Julianna   2018-9-24 00:44   413362   10
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高级拆迁工程师  4级常客 | 2018-9-24 00:44:26 发帖IP地址来自

多图预警!!!


Part1 山岭隧道(钻爆法)

答主刚好是隧道工程从业人士,隧道是怎么建成的非三言两语可以说清楚,不同的隧道用不同的方法,比如山岭隧道、地铁隧道、海底隧道施工方法差异巨大。为了便于大众理解,我分别以山岭隧道、海底隧道、地铁隧道施工中几种典型的施工方法为例说明,取关键步骤泛泛一谈,其中一些具体细化的步骤就直接省略了。专业人士勿喷。

一、做洞口

像上图所示,先根据设计好的位置,立好洞门拱架,然后浇筑混凝土。然后打入大管棚,就是上面那一排钢管,长度10-30米视情况而定,打入之后再高压往里面注入水泥浆,它的好处就是土跟钢管水泥浆粘结在一起,形成一个拱圈状的加固土体。这样挖的时候就不会容易垮了。做好之后大概就是这个样子了:

二、挖洞身,做第一层支护

隧道挖的时候了根据岩石的好坏选取不同的方法,挖的大小和方式不一。具体来说,如果是坚硬完整的岩石,那隧道多大就可以挖多大,如果是上图这样的土,就得分三块、四块等来挖了。这是新成昆线某隧道,就是分四部分来挖的,现在见到的是挖上左,还有下左,上右,下右待挖。


一般而言,岩石隧道挖了之后不会马上垮,而土质隧道由于预先注浆或者打了锚杆(也就是粗点的钢筋)也不会马上垮,这个时候,工人就会按照测量的指示,把一些预先做成隧道轮廓样子的钢拱架安放到指定位置,如下图(咦,中间的工人有点眼熟):

钢拱架放好之后,那些两根拱架之间的空隙要放钢筋网片,焊接好,侧向也要打入锚杆。之后,就要喷射混凝土了。如下图:

混凝土喷射出来之后,就会粘在钢架上,这样钢架和隧道的岩石以及混凝就组成了一个整体,共同受力。这个时候,整个隧道就是这个样子的:

当然,我这些隧道图片都是网上找的,并不是同一个隧道。所以看的不一样。上图这个隧道很明显,就是分两部分开挖的。隧道一般是分两层支护,第一层就像上图这样的,喷射混凝土上去之后它就具有了一定的稳定能力,很长一段时间都不会垮的。但是隧道要想几十年之内都不出问题就得进行下一步了。

三、做第二层支护

这一步呢,就跟我们的桥梁、建筑类似了,就是用钢筋混凝土了。所以需要绑扎钢筋,并且在里面铺好防水板,毕竟山里面的隧道防水工作十分重要。这一步大概就是下图这样:

上图那些密密麻麻的钢筋里面亮闪闪的就叫防水板,这些钢筋都是工人们站在这个台子上一根一根绑扎焊接的。钢筋做好之后,就是浇筑混凝土了。那这些混凝土怎么往墙上去的呢?就要接下来这个大家伙上场了:

这家伙叫二衬台车,自带振动功能,前面的工序完成后,就把它推进去。这样整个台车跟隧道墙壁之间还有空隙,我们把两端封住。通过台车身上的管道注入混凝土,自动振捣,就做成隧道的二次支护,也就是最终的支护了,浇筑过程如下:

混凝土浇筑完成后,过了规定的养护时间就可以拆模了,台车也可以开走了。最后他就变成下图这样了,这样的它由于形成一个封闭的稳定结构,基本不会像桥梁一样出现垮塌了,地震来了都不怕。

这样隧道的主体结构就完成了。其后就是隧道的路面、防排水、通风、照明、供配电、安全等设施的施工,这里不再赘述了。以上就是山岭隧道的最常用的开挖过程。



Part2 海底隧道(沉管法)

想不到大家点赞的热情这么高,那我再更新下海底隧道最常用的沉管法。所谓沉管法,暴力的解释就是先在地面上预制好隧道,再沉到海底。同样我也分三步来说。

一、预制沉管

隧道很长,当然不能做一个整的出来,我们一般都是一节一节预制好,然后再对接,以港珠澳大桥海底隧道为例,一节沉管长达180米,重上万吨,即使我们做出来,也运不走。那怎么办呢?那就在靠近海边的陆地上挖个大坑,在里面把节段预制好。如下图:

预制好之后,由于它太重了,没有机械可以运,那就先把沉管两端堵住,把水放进来。如下图:

堵好之后放水:

当然,上下图不对应,大家理解就好。这样预制的沉管隧道就准备好了,等着运到指定地点。在运之前,我们还需要做一件事。


二、基槽开挖

由于海底表层都是淤泥,沉管沉之前必须先把基础做好,用专用设备把表层的淤泥清干净

当然海底是什么样的我们看不见,但实际操作的时候有专用的视频监控设备,这里不再讨论。清除淤泥之后,根据海底的基础情况可能要用打入挤密砂桩,抛石等等手段,使基础密实。如下图:

好吧,海底看不到,用动画截图了......基础弄好之后就要进行下一步了。


三、沉管运放、水下对接

把沉管拖至指定地点,在往下沉,在下沉过程中根据各种高精度的监测设备实时监测,确保两节沉管精准对接。这是沉管隧道施工中难度非常大的一环,也是考验各种技术水平的关键步骤。对接好之后,接头处要做好防水措施,浇筑混凝土,之后再覆土回填,这就是沉管隧道的主要施工过程了。具体细节的处理,欢迎大家在评论区指出来



Part3 城市地铁隧道(盾构法)
很多人都在说盾构,那我就一起写上了。盾构法其实是TBM掘进机法的一种,只不过软岩地区习惯称之为盾构。盾构法在城市地铁隧道,跨江、跨河、跨海隧道都有广泛的应用。盾构机是一种非常昂贵的设备,据说国产的价格都是两千万以上,那日本、德国的我不敢想象。如下图:
前面这个就是刀盘,就是它把岩石或者土体切削下来运到后方,在通过其它运输工具运走。我照样分三步来说。
一、始发井施工、盾构下井
因为地铁隧道是埋在地下的,用盾构施工的时候,先需要从地面上挖个坑下去,把盾构机安装好,然后再掘进。由于坑挖的比较深,容易坍塌,所以周围需要采取很多措施进行加固支撑,如下图:
坑挖到指定位置,盾构机就可以下去安装调试了。如下图:
二、盾构掘进,管片安装
盾构施工跟钻爆法不一样,它的衬砌是分成一块一块的,工厂化预制,预制好之后,运输去现场拼接即可。所以掘进之前,先得把管片做好:
这些就是盾构管片,整个地铁隧道就靠他们组装在一起撑着了O(∩_∩)O~
盾构机掘进的时候,前面是刀盘切削土体,后面是千斤顶加压使它前进。切削出来的土通过机械运出洞外,大概是这个样子的:

当然,每掘进一点距离,工人就要把管片安装好,支撑土体,保证安全。如下:
放一张施工完的,这样是不是看的更清楚:
三、接收井洞周加固,盾构进井
这一步就没啥说的了,把接收井洞周加固好,等待盾构机进来,如下图:
盾构机破壁而出,有没有点科幻片的即视感?盾构隧道的流程基本就是这样了,之后把盾构机拆了,吊上去就行了,至于这两个大坑,装修装修就变成地铁站了~

以上就是各种隧道建成的主要过程了,需要指出的是,钻爆法不仅用于山岭隧道,在地铁隧道,海底隧道都有广泛的应用,盾构法也经常用于各种过江河海的隧道,这三种方法基本囊括了各种隧道的施工方法。再次声明,仅作为非专业人士的扫盲贴,对专业人士来说尚不严谨,请自行研究。找图辛苦,给个赞吧。O(∩_∩)O~~

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沈先森  4级常客 | 2018-9-24 00:44:27 发帖IP地址来自
歪个楼,恰好后天考试,说到哪算哪,就当复习了。(流量预警)
一.洞门
洞门的形式主要有端墙式、翼墙式、柱式、台阶式和削竹式。
(1)端墙式(洞口竖直)
(2)翼墙式(相比端墙式单侧或两侧设置挡土翼墙)
(3)柱式
柱式洞门的图实在不好找,简单来说和端墙式洞门无异,只是在洞口两侧设置一对或两对断面较大的柱墩,增强端墙稳定性。
(4)台阶式(洞门位于边坡端墙顶部改为台阶形式)
(5)削竹式(洞口倾斜)

二.开挖方式
(1)平洞施工
楼上 @冯不二所给出来的图就是平洞施工的主要形式,一般分掘进作业和支护作业。
中隔壁法
(图源自 @冯不二 侵删)
正台阶法
(图源自 @冯不二 侵删)
除此之外还有1.全断面一次开挖;2.分断面两次开挖:3.导坑施工法等等。掘进方式主要采用钻眼爆破和悬臂式掘进机掘进两种。
(2)盾构施工
先亮家伙
盾构机集土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装于一身。施工时先将盾构机拆解,通过斜井或竖井到达预备洞进行安装,再在出发洞进行掘进作业,同时还要降低地下水位和填充衬砌与地层空隙、衬砌防水等作业。武汉长江隧道就是用这种方法修建。
说个彩蛋,分辨一个隧道是平洞施工和盾构施工最简单方法是看隧洞地面,盾构施工的地面是弧形需要后期处理。
(3)沉管施工
沉管施工并不用于山体隧道,多用于跨江、跨海隧道。主要流程有修建干坞,预制管段,基槽浚挖,管段沉放与连接,基础处理,回填和内部装修。港珠澳大桥水下隧道就是用这种方法施工的。(详见CCTV纪录片:超级工程2-港珠澳大桥)
干坞
干坞与船坞类似,在岸边开挖一个大基坑,隔绝水,管段在干坞内制作,完工后开门放水用船将管段拉到沉放位置沉放。
管段
来这里留个作业,你猜管段是怎么连接起来的?

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我是来骗赞的!看在我后天考试的份上,看都看完了留个赞呗:)

PS:图片除说明外全部来源网络,侵删。




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答主考完第一科回来了,好生气啊还要笑着活下去。
抵不住广大知友的的热情我再来详细说说明天要考的盾构施工。(咳咳)
盾构进洞

在盾构进洞之前,需要在待掘隧道的一端建造竖井,以供盾构机安装及出发。盾构机的出厂是以零件出厂的,工厂制造好盾构机后,会在工厂内进行测试,达标后将盾构机拆解,分别运送到施工现场进行组装。由于我国的土体有很强的区域性,所以大部分的盾构机都是工厂定制,施工完成后废弃。
掘进与管片安装
盾构机可以同时进行掘进与管片(衬砌)安装作业。知乎上不能发动图,我试试能不能讲明白。一方面盾构机前方硕大的切削盘将前方土体剪切破坏,通过切削盘后面的皮带传输机和排泥管将脱落的土体运送到后方,再通过小矿车- -#或者其他设备运出隧道。另一方面,工人在盾构机后方安装管片(如图),将整个开挖空间围闭起来,同时盾构机上的千斤顶作用在管片侧壁,通过管片产生的反推力使盾构机前进。
附:你们get到盾构机转弯方法了吗?
盾构出洞

说个题外话,盾构还有一个双胞胎叫TBM(全断面岩石隧道掘进机),区别于盾构在土中掘进,TBM专门用于岩层的掘进。TBM前半部分与盾构大抵相同,主要结构有切削盘、切削盘、支承、支撑和主梁(不一定有)。
TBM

TBM与盾构最大区别一是掘进的环境,二是推进系统。左侧伸出的叫靴板,两侧都有,掘金中与洞壁贴合,利用岩壁的反作用力和反扭矩提供前进动力,有点类似与……蛤蟆的弹跳?

沉管有空再更

4#
歪歪  4级常客 | 2018-9-24 00:44:28 发帖IP地址来自
想看图的,请向下翻。
更新了视频链接。
按照维基百科的定义,隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道,供交通立体化、穿山越岭、地下通道、越江、过海、管道运输、电缆地下化、水利工程等使用。隧道不一定全是地下通道,仅位于地面下称作地下隧道或地下道。
依建造工程分类,建造隧道有以下几种方式。
a 深度浅的隧道可先开挖后覆盖,称为明挖回填式隧道
b 先兴建从地表通往地下施工区的竖井,再直接从地下持续开挖,如果使用专用机械,则为钻挖 式 隧道;如果不使用机械,依靠爆破或人工挖掘(钻炸法),则为矿山法隧道
c 建造海底隧道可用沉管式隧道
海底隧道沉管法,我没接触过,略去不谈。明挖回填式隧道,比较好理解,最典型的就是城市下水道建设。现在的最高票答案,介绍了山岭隧道和海底隧道的建设过程。他所说的山岭隧道的开挖过程,着眼于土建方面,是依靠爆破或人工挖掘(钻炸法)施工,这称为矿山法隧道。他说这是山岭隧道最常用的开挖方式,我不敢苟同。这只是其中一种比较传统的施工方式,大家不要误以为隧道都是这样辛苦靠人力开挖的,隧道工程机械早已普及,作为隧道工程机械施工人员,我必须要怒答一发!

前言:首先介绍秘密武器。
全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine),或称盾构机,英文缩写为TBM,是专门用在开凿隧道的大型机具。全断面隧道掘进机于1853年诞生,设计者为Charles Wilson,首用于美国马萨诸塞州西部的霍赛克隧道(Hoosac Tunnel)的挖掘上,在页岩中边掘进边支护隧道壁。但该台掘进机仅仅前进10呎便告损毁,后该隧道改采传统人工挖掘方式,延迟至1875年始告竣工。全断面隧道掘进机的首起使用成功案例为美国南达科他州的欧阿希水坝(Oahe Dam),于1952年投入使用,并在1962年竣工。然而隧道掘进机的打响名号,仍迟至1988年起的英法海底隧道建设工程。
全断面隧道掘进机可分为:
岩石隧道掘进机
a 开敞式TBM(Open-type TBM),也称支撑式TBM或撑靴式TBM。特点是适应硬岩地层,如果 遇到局部不稳定岩层,开敞式TBM使用自带的辅助设备打锚杆、加钢丝网、喷混凝土、加圈梁等 方法加固,以保持洞壁稳定。当遇到局部特软弱围岩或破碎带,开敞式TBM使用自带的超前钻及 灌浆设备,预先固结掘进前方的一段围岩,待围岩强度自稳后再安全掘进。永久性的洞壁衬砌待 全线贯通后再集中进行。
b 护盾式TBM(shielded hard rock TBM)用于破碎岩层,在TBM后方混凝土衬砌支撑不稳定的洞 壁。又可分为:
1、双护盾TBM(Double Shield TBM)具有两种模式:在稳定岩层用支撑靴稳定TBM掘进;在 不稳定岩层、破碎岩层,用TBM之后的管片作为支撑来稳定TBM。
2、单护盾TBM(Single Shield TBM)用于破碎岩层,单护盾TBM的掘进需依靠衬砌管片来提供推进反力,故而需要拼装完成后,才能继续掘进。
软土隧道掘进机
a 开敞式(open-face)软岩掘进机,用于稳定且少水的地层。掘进出的隧道土质洞壁在短期内保 持直立稳定,不需要衬砌支护。
b 封闭式(closed-face)或压力平衡式软岩掘进机
1、土压平衡式(Earth Pressure Balanced) 由刀盘切割土层,切削下来的土进入土仓(也 叫开挖舱)并与 工作面的水土压力保持平衡。土仓内的螺旋输送机出土量与刀盘的推进量取得平 衡,进行连续出土工作。土压的稳定依靠刀盘切削速度、推进力和螺旋输送机的转速联合协调进 行。
2、泥水平衡式(Slurry Pressure Balanced)用于水压很大、地下水丰富的土层掘进(如过 江、跨海隧道等)。在刀盘后部为泥水室,里面的泥水与工作面的压力保持平衡,以保证开挖面 泥土地层稳定。从泥水室取出的泥水要水-土分离,分离出的水用于泥水室与工作面加压;分离出 的土装车运出隧道。

下面分三大部分,从机械施工角度进行阐述。




多图预警!!!保护流量!!!



第一部:山岭隧道
第一章 采用开敞式TBM施工
先上几张实物图
下面借助动画演示图片说明它的工作过程
开敞式TBM施工动画—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5MjkzNjAzNg==.html
机器在隧道里的状态
刀盘上的刀具
站在机器前面的视角

刀具切削山体,形成轨迹线

山体被剥下一层
落下的石块堆积在刀盘底部
刀盘边上的刮渣板把石块收集起来,运送到主机皮带上
经过后面的多节皮带,把石块一直转运到隧道外面
弧形的是撑靴,用来撑紧岩壁,两根粗的是推进油缸,推着刀盘前进
油缸伸出完,一个掘进行程结束啦
放下后支撑,把油缸缩回,拉着整个后配套设施前进,完成换步
如此往复循环,隧道就慢慢打通啦!
如果地质条件不好,同时伴随有其他工序
打锚杆
立拱架
挂网片
超前地质探测

第二章 采用双护盾TBM施工
先来实物图
下面是隧道内的通风管路和转运渣石的连续皮带



双护盾TBM施工动画—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5Mjk0MDU4NA==.html
从隧道侧面的视角来看,机器是这个样子
双护盾模式下,撑靴顶紧洞壁,支撑刀盘前进;后面安装管片,同时作业

安装管片

一环环的管片
与此同时,刀盘在切削岩石,转运渣石

掘进与管片安装完成以后,机器是这个状态

然后撑靴回收,主推油缸收回,辅推油缸伸出,完成换步,整个后配套前进一个循环

国外的操作室是这样

隧道贯通是这样的



此外,还有最新研发的异形盾构。
例如应用于蒙华铁路白城隧道的马蹄形盾构。


第二部:城市地下隧道
第一章 采用土压平衡盾构施工
这个是我截图用的视频,不太清晰 土压平衡盾构结构与施工—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5Mjk1MjAwOA==.html
这个是我另外找的,比较清晰详细,专业厂家出品
大直径土压平衡式盾构机—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTI4NDkyNDgwNA==.html
先上几张图



它的施工过程较简单,刀盘前面开挖,把渣土切削下来,在土仓搅拌,通过螺旋输送机把渣土转运到皮带上,最后运到后面的渣车里,由电平车运到洞外。掘进完成,要等待拼装管片,拼装完成后,油缸顶着管片,进行下一次掘进,循环往复。通过图片感受一下
管片上的止水条,防止隧道进水

管片之间都是有螺栓连接的,就是下图那个弯弯的螺栓


初步形成的隧道,是这样的


第二章 采用泥水平衡盾构施工
这个主要用于城市里穿越江河的情况,会在第三部“穿江越海隧道”详细说明,下面谈谈另一种——泥水顶管。它是把渣土以泥浆的形式输送到洞外。
泥水顶管机施工动画—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5Mjk1NTkyNA==.html
刀盘工作是这样的
机器下井
开始掘进

机器头部前进,在中间不断填充预制管片

隧道慢慢成型

出洞啦




第三章 采用矩形盾构(顶管机)施工
此类机器主要用于对道路的下穿作业,在施工的同时,并不影响道路通行。
先上几张图
施工过程的动画图片演示如下:

矩形顶管施工(盾构机施工三维动画演示)—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XOTUyNjMwNzQ0.html
机器装配到位

控制室在地面

开始推进

持续在推进油管和机器之间填充预制管片

机器在前面掘进

隧道慢慢成型

机器出洞

地下通道启用啦





第三部:穿江越海隧道


这里谈谈 采用泥水平衡盾构施工的两个工程。
1、上海长江隧道
上海长江水底隧道工程—在线播放—优酷网,视频高清在线观看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5Mjk2MjYwNA==.html
施工示意图

机器形态

刀盘工作情况


泥浆的输送
安装管片
2、英法海底隧道
不好意思,我手里的视频上传后,总是审核失败,另外找了一个,也很不错,可以一看
伟大工程巡礼 英法海底隧道
纪录片截图,有字幕,自行观赏哈

至此完结。
以上所说,均只涉及到初步施工阶段,至于后期的工作,没有参与,未敢妄言。

能力有限,若有疏漏错误之处,还望不吝赐教。
5#
启新Chamberlain  1级新秀 | 2018-9-24 00:44:29 发帖IP地址来自
首先,隧道施工的工艺方式实在是太多。
不过大致是两种,无论什么隧道
一种就是将土方石方彻底挖出来放在一边,然后做好结构,然后回填完土方,这是一种。
另一种就是不影响土方石方的表面形状,从中间去掏空掉土方石方,然后在里面做好结构。
当然还有一些采用沉管法施工的隧道,一般是在江河与海洋底部的隧道。这个是将结构做好,然后密封住内部空间,一点一点地吊运进江河海洋水中,在内部让其施工联通,这是另类工法。
实际上大多数也就是所谓的明挖法,暗挖法中衍生出来的。
什么新奥法,矿山法,TBM盾构法,钻爆法说得太专业,隧道施工简单又不简单,而且工法太多,细说起来又有很多道工序。

抓住几个关键语句,就可以让题主明白隧道施工要诀了。

土石方开挖要监测,要支护防止沉降,不良土质该置换要置换,该加固完加固。
结构施工要足够受力结构配筋足。
隧道防水很重要,通风照明不可马虎,安全事故稍不注意就极易发生。

有了要点,题主都会明白要怎么去建设了。
6#
邓小猫  2级吧友 | 2018-9-24 00:44:30 发帖IP地址来自
谢邀,这个问题有点儿大,作为我一个轻度话痨来说,稍微一想几种不同的隧道类型,不同的地质情况和围岩等级,不同的施工方法,不同的支护方案……这一万字以内我怕我停不下来……

还是简单说一下吧。所有的隧道,重中之重就是超前加固和支护,即在掘进开始之前,先采取措施保证开挖的位置土体、岩体稳定,才能开挖,具体根据地质不同,有小导管、管棚等多种支护方式;开挖时候也是,一边挖,一边进行注浆、喷锚、衬砌管片等方式,而且要勤测量。具体掘进方式有钻爆法、新奥法、盾构法……

不行我快说不下去了。再简单点儿,先弄结实了不会塌再开始挖,一边挖一边采取各种措施保证结实不会塌。炸药炸,机械掘进,甚至人工,都有。慢的隧道一天可能只进展一两米甚至几十公分,您几分钟通过的隧道有可能是好几年才能贯通。
7#
王枝华  1级新秀 | 2018-9-24 00:44:31 发帖IP地址来自
歪个楼,本人在海外搞隧道,双线8.8千米,单向三车道,围岩较好,施工难度不大,但是工程进度推进的很慢。
1,工人主力还是国内过来的中国工人,因为当地工人上着上着班就开溜了,还不能随便辞退,过了试用期之后,必须开三次警告信才能辞退,否则去法院告你。经常在关键时刻找不到人,严重影响工程进度。并且想招到有技术的当地工人真是难上加难。关键时刻还是靠中国工人顶上去。
2,监理真是懂太少,都开工两年半了,报验个仰拱钢筋,现场不备着图纸还报不了。一些地方的处理技术明明比图纸上设计的还要好,就认死理,必须按照图纸施工。最关键是不像国内的监理,收钱还不办事。
3,一些你意想不到的理由导致现场停工:搅拌站采购不到水泥,导致喷射混凝土供应不上;速凝剂原材料受这个国家的计划经济限制,进口量小;修个挖掘机,一个月没修好,在国内也就是半天,许多材料和机械设备需要提前几个月从国内采购。
4,业主、监理、政府部门时间观念太差,你和他约好9点见面,你十点去都不晚,并且对方因故不去或者迟到,根本不会提前给你打电话通知。
5,爆破作业,每次都需要宪兵护送炸药,然后每次宪兵都要这要那,每天还要给宪兵买几只烤鸡……
前段时间,公司微信推送,这个国家总统宣布为了基础设施业务不再承包给国外公司,我们纷纷感叹,我们3年能建好的隧道,当地人要十年。手机码字,思路不是太清晰,信号也不是太好,有空的话贴点从最初做边坡防护、洞门,破碎锤开挖,爆破开挖,初支,喷锚,仰拱,二衬的照片,在说点我们项目副经理在以色列干隧道的趣事。
8#
日啖荔  2级吧友 | 2018-9-24 00:44:32 发帖IP地址来自
来说说修隧道这类地下工程中,测绘人员要做的工作。
1.隧道开挖之前,需要在施工区域内测出足够密度的点的精确坐标,尤其是在各待挖洞口和竖井斜井附近。
2.隧道开挖时,需将地面点的坐标从洞口,斜井口,竖井口引入地下,放样出隧道的中线,引导施工人员的开挖方向。
3.隧道竣工后,要检查路线位置是否符合设计要求,并且画出竣工图。
4.最后来说一下贯通误差。地下施工为了节省时间,经常会好几支施工队同时在不同的洞口施工,为了保证贯通之后,能大概齐对上,不能打通后才发现两边长度不对,中线左右不齐,垂直面内的高度不一致。这就需要测量人员在施工时根据测量数据,经常调整施工方向。误差在所难免,但有一个限度,一般是厘米级。
9#
宇宙风  2级吧友 | 2018-9-24 00:44:33 发帖IP地址来自

谈到隧道是怎么建成?


l 隧道分类


首先,在你生活中开车or坐车经过的隧道大多是山岭隧道,很简单就是在山中修建隧道,所以称为山岭隧道!那么聪明的你,一定想到了那么从海底经过该叫啥呢,那就是海底隧道(著名的如厦门翔安海底隧道),那城市中的地铁穿过的都是什么隧道呢?在上海,地层条件为软土,那么就称为软土隧道!


由上述可以总结,隧道根据所处的介质(就是周边的环境)可以分为山岭隧道(也可叫做岩石隧道),海底隧道(有一点不严谨),还有岩土隧道(上海大多为软土隧道)。不过这里需要明白的是,这仅是隧道分类的一种方法!还有根据隧道施工的方法可以分为盾构隧道,沉管隧道,新奥法施工隧道等!不过不用管这些,你现在只需清楚山岭隧道,岩土隧道,海底隧道!


现在讲重点的章节,隧道该如何建呢?我就以山岭隧道为例!


l 隧道设计


俗话说要想百战不殆,最好要知己知彼!那么修建山岭隧道的第一步就是要充分认识山的一切特性,从而为成功修建隧道打下坚实可靠的基础!简单说就是拿到地勘资料!


那么接下呢,就是设计院结合地勘资料进行围岩分级(就是根据山体的稳定性进行分级)及成功的隧道案例进行隧道设计!


l 隧道施工


那么下边施工老大哥开始出场了,这是所要求回答的部分!


现在老大哥开始抛妻离家进驻工地,错,这时还不叫进驻工地,这叫投入自然母亲的怀抱。现在你可以开始想象在一个前不着村后不着店,连大小号都得按原始方法解决的地方,老大哥卷着床铺,扛着铁锹,到了山里,开始修路盖房形成项目部,从此就不幸福地过上了归隐山林的生活!


好了,既来之,则安之,该修隧道了!


修建隧道的关键就是,怎么在开挖时,不让山体坍塌,因此我们就得想办法保证让山体在开挖过程中稳定,在工程上称为预支护。(举个例子,小时后在海边堆沙子,然后在下边挖洞,砂子会往下塌陷,所如何预支护 rather important)。工程上采用的有锚杆支付,可以想象成冰糖葫芦中的那个枝条,让葫芦形成一个整体;还有就是注浆,让破碎山体形成一个整体的,保证开挖过程的稳定;还有管棚,导管等等,忽略它!


准备工作做好了,就要开始gan了!(等等,先打个电话回家,确认下老婆孩子还在家!)


要开挖了,要开挖了,要开挖了,重要事情说三遍! 但是施工老大哥用手刨,还是用嘴啃得取决于山体的特性! 如果是岩石,一般钻孔,放炮!简称钻爆施工法!这得需要技术,好像平潭岛民个个都是天生的放炮专家!能一炮打出隧道的轮廓,高手在民间!如果是一般砂石,那么按照中国目前的而劳动力成本,给一个铁锹,老大哥就能贯穿地球!一般山岭隧道施工以这两为主!当然,在咱们党的领导下,腰包鼓了,个别还有用机器挖,有个雅称叫TBM,你忽略它!挖了一部分,用你的一小撮脑细胞想下,挖出来的隧道,肯定是参差不齐的,这得根据需要进行后续的施工!


如果隧道足够稳定,足够坚强,就不用管了,继续挖剩余的隧道! 如果不是,就得想办法了,就是上面提到的继续打锚杆,再喷混凝土,如果OK,那么不用管了,继续早点挖完,回家见孩子!还不行,那么就等撑钢架了,架模板,开始模筑钢筋混凝土了,这是时候形成的隧道表面就相当顺滑可人!(你经过的隧道,一般都到这一步)。


l 运营养护


好了隧道修好了,就是后续的装修了,以及运营养护!


当然修隧道没这么容易啦,你必须考虑时空的因素,在正确的时间,恰当的位置,做出正确的施工,才能保证隧道施工的安全,可靠,经济!还有,隧道的天敌,就是水,这里都没详细提到!


还有题主记住,隧道设计的使用年限一般都为100年!


上述提到山岭隧道的施工,仅仅是隧道建设的一小部分!有码了大半个小时,老大哥得回去看老婆孩子了!有需要再更新!

10#
米西  2级吧友 | 2018-9-24 00:44:34 发帖IP地址来自

占坑先更新海底隧道,有时间更山岭(地下)隧道

米西叹世界:建海底隧道,挖掘技术哪家强?

依照水深、通航等级和成本等细分,海底隧道有四种建造方法。


一、围堰回填

四部曲:

1、围堰(填海填湖,将隧道建筑水域隔断)

2、抽水(抽光里面的水)

3、施工(在无水环境下静静地造隧道)

4、回填(工程完工后清除围堰,恢复到原来的河床/海床水平)

这种隧道施工工期短,工程难度低,不过也极具局限性,只适用于

- 水深较浅 (最深20来米,太深的水域对抽水机的功率要求就高了)

- 几乎没有通航需求(施工期间就别想有一艘船穿过围堰水域)

- 内水、内海水域(跨国水域不可避免有通航需求)

比如将于2021年通车的苏锡常太湖隧道,


二、沉管隧道

也是四部曲,

1、预制沉管(在沉管工厂里提前建造多节沉管)

2、开挖基槽(挖泥船在海底表层或浅土层中开挖一条基槽,保证平整度,作为日后隧道的地基)

3、沉管安放对接(用拖船将沉管一一浮运到海面/河面现场,并沉放在已疏浚好的基槽内)

4、回填(在沉管周围回填物料,放置保护石层,防止沉管漂浮及保护隧道不被外来物撞击)

https://www.zhihu.com/video/970432452397887488

沉管隧道可以在较深水域施工,最深可达55米(土耳其伊斯兰堡的马尔马雷海底铁路隧道)。

不需要填海,但是对通航还是有一定影响的,

因为每一次沉管安放相关水域的船只都得配合改变航道。

所以沉管隧道不能建太长,越长需要的沉管数量就越多,没完没了地改航道任谁也受不了。


代表隧道有:

港珠澳大桥沉管隧道

深中通道沉管隧道

香港跨越维多利亚港的西区、东区、红磡隧道和建设中的沙中线沉管隧道


三、盾构隧道

盾构法就是最常见、货真价实的隧道挖掘,在水下的地层或土层用盾构机掘进建成隧道。

盾构隧道用的是盾构机,又名隧道挖掘(钻挖)机。

挖掘技术哪家强?全机械化的盾构机最强!

隧道钻挖三部曲,

1. 开挖竖井(在隧道起始点深入地底建造通风井)

2. 安装盾构机(将盾构机的组件由竖井进入,在隧道内完成盾构机组装)

3. 三位一体挖掘隧道

一边用切削刀片向前推进挖掘
一边将挖出的土石运出
一边拼装预制混凝土管片对刚挖出来的隧洞进行保护
https://www.zhihu.com/video/970433502461878272

盾构法完全不影响航道通行,能够建造更长、更深的海底隧道。

目前两大最长海底隧道:英法海底隧道和日本青函铁路隧道,和全球最深海底隧道(挪威的Eiksund艾克孫德隧道,深度287米)均是盾构隧道。


那么盾构隧道有局限吗?有的!

隧道挖掘机对水下土层/地层的地质条件比较敏感,需要避开地震带,避开复杂的地质条件。

隧道挖掘机适用于软土地区,挖掘过程中如果遇上坚硬的岩石,有可能卡住造成刀片损毁。如果勘探没到位未在施工过程中避开,延长工期增加成本是小事,严重的需要放弃盾构机更改隧道挖掘路线。


水深的限制

如果要再进一步建造更深的海底隧道,将会面临极大的挑战。

米西叹世界:这是迄今为止最全的“世界最长 ”隧道清单啦!

中提到英法海底隧道比青函隧道海底部分更长,但论总长青函隧道胜出。

为什么会这样?难道是日本为了破纪录刻意把青函铁路陆地部分建得更长吗?当然不是!

原因是两条隧道的水深不一样。

海底深处的隧道最后上岸不是通过电梯直接从水下冒到陆地上,而是沿着地底的土层渐进过渡到陆地上(引道)。

渐进的程度有一个参数叫做坡度。

受坡度限制,水深越深,陆地上的隧道相应地要更长。


青函铁路最深的部分水深达240米,远超英法海底隧道的75米。

所以隧道的陆地部分青函铁路也比英法海底隧道长的多。


四、“疯狂”的漂浮隧道

深海水域的隧道受坡度的限制,陆地上的引道很长,建造成本因此剧增。为了解决这个问题,隧道大国挪威提出了一个令人震惊的疯狂计划,那就是建造一条漂浮在海面的海底隧道。

挪威被称为“万岛之国”,沿海诸多岛屿,因此建造了非常多的大桥和隧道方便交通。遗憾的是,挪威的地貌以峡湾为主,每道峡湾的跨度极宽,深度平均约1.6千米,传统的桥梁和海底隧道在工程上都不可行。海峡两岸看似很近,但受限于深水海域,一直无法快速相连。

美丽的挪威峡湾

挪威在2015年宣布,计划用20年的时间在2035年之前建造浮在水深30.5米的漂浮隧道。整条隧道将由两个弧形管道组成一条南向,一条北向,工程师们准备在管道上建设稳固的浮岛,并将海底隧道与浮岛相连,进而让隧道漂浮在海里。这条隧道的成本不是一般国家可以负担的,光预算就达到250亿美金。

漂浮隧道完美克服深水和通航的局限,不过作为第一个吃螃蟹的漂浮海底隧道,面临诸多技术不确定性和难点。漂浮隧道是否足够安全,能否抵挡海浪,限重又该如何计算,如果隧道中发生火灾,该如何疏散旅客?这些都是隧道能否成功的关键。

11#
小蜜蜂  3级会员 | 2018-9-24 00:44:35 发帖IP地址来自
高票答案中说的山岭隧道开挖,总的来说一般就是两种方式,全断面开挖和上下导开挖。
开挖方式一般根据围岩级别来的,围岩级别是根据岩体完整程度和岩石强度等指标来定的,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六个级别,数字越小围岩越好,一级、二级、三级一般都是全断面开挖,就是隧道需要多大就挖多大。
四级、五级围岩开挖就要分上下导并且分左右侧,并且需要打仰拱,“仰拱”,顾名思义是个拱形,然后向上仰着的。简单来说就是,围岩不好的地方,隧道横切面不是个半圆,而是一个蛋形,隧道路面下面有个拱形结构。另外每级围岩分三个小等级,4a,4b,4c,四级围岩中只有4C不需要打仰拱,五级围岩全部需要打。
至于六级围岩,那是极其差、一挖就塌那种,只能分很多部分一点一点的挖了。
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