一、隧道工程的基本概念

广义定义：最终使用于地表面以下，不论以何种方式建造的所需形状和尺寸的空洞，内部净空面积在2平方米以上者。

狭义定义：是一种修建在地下的工程建筑物，修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。

根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

二、实习目的，任务，要求

     实习目的：通过这次生产实习，让我们更好的了解隧道施工，盾构的各部分组成，增强我们对隧道的认识，为我们以后的隧道专业知识的学习打下坚实的基础。

     实习任务：参观重庆地铁修建的3区间2车站

     实习要求：1，参观时要排队；2，必须佩戴安全帽；3，要服从工作人员的安排；4外出有事必须请假

三、实习安排

本次生产实习安排如下：7月13号，开动员大会

                      7月14-19号，在教室观看视频录像

                      7月20号，坐车赶往重庆

                      7月21-30号，参观重庆地铁隧道的修建

四、实习内容

1、校内理论实习

A.隧道的基本知识

    本节主要内容是：隧道的基本认识、工程特点、TBM机；本人对隧道隧道工程的认识。

B、隧道结构构造及设计

    本节主要内容：主体建筑物、附属建筑物的构造；基本概念（隧道净空）；公路隧道建筑界限、隧道洞身支护结构；衬砌；洞门；明洞。

C、隧道附属建筑

本节主要内容：铁路、公路及防排水、避车洞、碎石道床、通风设施、照明、紧急停车带、通风方式的选择、治水原则

D、隧道施工方法

本节主要内容：施工特点、矿山法、明挖法、掘进机法、盾构法、沉管法、顶进法以及分部开挖法。

E、隧道掘进机：维尔特TBM880E；钻机全断面；盾构机与TBM的区别。

F、视屏《隧道施工》

本节主要内容：工程特点；方法及选择；新奥法施工。

2.校外实践实习

实地参观铜锣湾隧道，国际会展中心6号支线，张家溪大桥，蔡巷区间、车站，向家巷钻爆区间，曹家湾竖井，以及烈士墓车站

新奥法施工

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称， 原文是New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM ， 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹 （L. V. RABCEW ICZ） 教授于 50 年代提出的， 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础， 将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法，经过一些国家的许多实践和理论研究， 于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展， 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM 被介绍到我国， 七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM.新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。 。

新奥法理论要点及施工要点：

　　  新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。 新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。 新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。

　　保护巷道围岩自身的承载能力

　　新奥法施工在巷道开挖后采取了一系列综合性措施：构筑防水层、围岩巷道排水；选择合理的断面形状尺寸；给支护留变形余量；开巷后及时做好支护、封闭围岩等，都是为保护巷道围岩的自身承载能力，使围岩的扰动影响控制在最小范围内，并加固围岩，提高围筵强度。使其与人工支护结构共同承受巷道压力。

允许围岩由一定量的变形，以利于发挥围岩的固有强度。同时巷道的支护结构，也应具有预定的可缩量，以缓和巷道压力。 围岩的变形是控制在一定范围内的，必须避免围岩变形过大，从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。支护结构具有一定的变形量，允许巷道围岩产生一定的变形，以缓和来自巷道的巨大压力，更进一步减轻支护荷载。

　　新奥法施工过程中量测工作的特殊性

　　由于岩体生成条件与地质作用的复杂性，施工条件的复杂性，以及对工程设计参数的精确要求，得要通过许多量测手段，在施工过程中对围岩动态和支护结构工作状态和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果修改初步设计，指导施工。 量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据，因而能够预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然提到施工的安全程度。

　　由上所述，新奥法的支护原则是：围岩不仅是载物体，而且是承载结构；围岩承载圈和支护体组成巷道的统一体，是一个力学体系；巷道的开挖和支护都是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务。

　　新奥法的主要支护手段与施工顺序：

　　新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。

　　施工顺序可以概括为：开挖→一次支护→二次支护。

　　开挖

　　开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破（控制爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条件下，分块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5米，在膨胀性地层中大约为0.8-1.0米。

　　第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土

　　在巷道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（3-5mm），为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。

　　按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度（一般为10-15mm），并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。

　　完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。

　　在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风华花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。

　　在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。

　　一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。

　　对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。

　　新奥法适用范围：

　　 ① 具有较长自稳时间的中等岩体；

　　② 弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩；

　　③ 强风化的岩石；

　　④ 刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；

　　⑤ 坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；

　　⑥ 微裂隙的，但很少粘土的岩体；

　　⑦ 在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；

　　在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合

　　① 有强烈地压显现的岩体；

　　② 膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；

　　③ 在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；

　　④ 在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；

　　在下列场合中应用应慎重

　　① 大量涌水的岩体；

　　② 由于涌水会产生流砂现象的围岩；

　　③ 极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；

　　④ 开挖面完全不能自稳的岩体等。

　　新奥法的缺点主要有：

　　① 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。

　　② 开挖暴露出的地质会立即|考试大|改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；

　　③ 用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；

　　④ 干喷射带来的灰尘以及由于易|考试大|受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。

我们本次实习地点向家岗钻爆工区就是采用的新奥法施工。

钻爆区间隧道未接部分

隧道内二衬钢筋网的布置

TBM施工

掘进机的技术名称在我国过去很不统一,各行业均冠以习惯称呼, 铁道和交通部门称之为隧道掘进机,煤炭部门称之为巷道掘进机,水电部门又称为隧洞掘进机。83年国家标准(GB4052-83)统一称为全断面岩石掘进机(Full Face Rock Tunneling BoringMachine-TBM)简称掘进机或TBM.

TBM定义是:一种靠旋转并推进刀盘,通过盘形滚刀破

碎岩石而使隧洞全断面一次成形的机器。

掘进系统是类似的，都是采用刀盘机械破碎岩石或土体。走行系统类似，都是在位于基础上的轨道上走行。不同的是1.盾构轨道安装在管片上，而TBM一般安装在预制仰拱块上。 2.反力提供机理不同，TBM 依靠撑靴撑在隧道侧面上提供反力，盾构机依靠反力架及管片提供反力。3.衬砌施工方式不同，盾构采用预制管片加壁后注浆，TBM采用管棚、超前导管、锚杆、喷砼为初支，常规方法施作二衬。

ＴＢＭ主要分为以下３种类型，并分别适应于不同的地质。 开敞式ＴＢＭ。常用于硬岩在开敞式ＴＢＭ 上，配置了钢拱架安 装器和喷锚等辅助设备，以适应地质的变化。当采取有效支护手段后也可应用于软岩隧道。

双护盾ＴＢＭ。适用于各种地质，既能适应软岩，也能适应硬岩或软硬岩交互地层。

单护盾ＴＢＭ。常用于劣质地层。

TBM施工的优点

快速—约为钻爆法的4~6倍；

优质---洞壁光滑，超挖量少 ；

高效---节约衬砌，节约人工劳动，缩短工期；

安全---无爆破作业，安全性加大，作业环境安全；

环保---非爆破开挖，尘土、气体、噪音污染少，减少辅助洞室，减少地表破坏；

自动化、信息化程度高。

TBM施工的缺点

地质适应性较差;

不适宜中短距离隧道的施工;

断面适应性较差;

运输困难，对施工场地有特殊要求;

设备购置及使用成本大。

TBM的基本构造

敞开式TBM是山岭隧道施工的成套设备，从结构上一般分为主机、连接桥、后配套及附属设备 ，各部分分别由相应的液压系统、电气系统、PLC（Programmable logicController 可编程控制器 ）等控制完成相应的动作。

主机

由刀盘、刀盘护盾、内外机架、后支承、通风管道、推进油缸、钢拱架安装器、锚杆或超前钻机、激光对准装置,1#皮带桥、驱动电机、离合器、变速箱、传动轴等部件组成，完成掘进机的掘进、换步、锚杆支护、钢拱架支护及出碴等作业，是该成套设备的核心。

连接桥

由主桥、除尘系统、注浆系统、驾驶室、通风管路、2#皮带桥、仰拱吊机、材料吊机、材料升降平台、钢拱架运输小车等组成，连接主机与后配套，完成除尘、出碴及仰拱铺设、材料运输等作业。

后配套

后配套由后配套桥、液压主泵站、电器控制柜、应急发电机、空压机、喷锚支护设备、3#皮带桥、机车停放平板、料车拖拉系统、供水系统、排水系统、通风系统、医疗室／洗手间、休息室、维修工作间等组成，完成向主机供电供气以及喷锚支护、停放矿车、材料运输、出碴等作业。

附属设备

有10kV电缆、￠2200软风管、￠150进水管和水阀、出碴运输设备、通风设备、翻车机，主要完成出碴、材料运输、通风及翻车作业。铁路隧道使用情况

本次实习中，用TBM施工的地点有重庆轨道交通六号线二期复合式TBM试验段蔡家区段工程，铜锣山隧道。该TBM由美国罗宾斯公司设计制造，刀盘直径6.28m，主机长9.4m，后配套公九节，整机长100m，单台约500t，装机总功率2120kw。采用PLC控制系统，同时配置激光导向系统，管片安装、豆砾石及注浆系统，瓦斯有害气体检测系统、视频监视系统等

正在隧道中施工的TBM,工作人员还在辛勤的工作

TBM刀盘，有38把刀，8把中心刀

TBM切口环内部构造

TBM油管，变压器，液压系统

明挖法施工

明挖法指的是先将隧道部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。

优、缺点

　　明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。

施工技术

　　明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。

  明挖法施工工艺流程

明挖法是先从地表面向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置有下而上地修筑衬砌、建造主体结构及其防水措施，最后回填图并恢复路面。明挖法施工的基本流程为：打桩（护坡桩）→路面开挖→埋设支承防护与开挖→地下结构物的施工→回填→拔桩恢复地面（或路面）。

明挖法施工中的基坑可以分为：敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类，在这两类基坑施工中，又采用不同的维护基坑边坡稳定的技术措施和维护结构，如下图所示：

明挖顺作法基坑

在选择基坑类型时，应根据隧道所处位置、隧道埋深、工程地质和水文地质条件，因地制宜确定。

若基坑所处地面空旷，周围无建筑物或建筑物间距很大，地面有足够空地能满足施工需要，又不影响周围环境，则采用敞口放坡基坑施工。因为这种基坑施工法简单、速度快、噪音大、无需做围护结构 。如果因场地限制，基坑放坡坡度稍陡于规范规定是，则可采用适当的挡土结构，如土钉加混凝土喷抹面对边坡加以支档，即便如此，该方法的造价仍然是较低的。

如果基坑很深，地质条件差，地下水位高，特别是又处于城市繁华的市区，地面建筑物密集，交通繁忙，无足够空地满足施工需要，没有条件采用敞口放坡基坑，则可采用有围护结构的基坑。

地下工程施工明挖法

其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有：

(1)放坡开挖技术。

　　适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。

(2)型钢支护技术。

　　一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。

(3)连续墙支护技术。

　　一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。

(4)混凝土灌注桩支护技术。

　　一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。

(5)土钉墙支护技术。

　　在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。

(6)锚杆(索)支护技术。

　　在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受载大的场所。

(7)混凝土和钢结构支撑支护方法。

　　依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。

三种基本类型

①　先墙后拱法。

　　是最常用的一种方法，适用于地形有利、地质条件较好的各种浅埋隧道和地下工程。其施工步骤是:先开挖基坑或堑壕,再以先边墙后拱圈（或顶板）的顺序施做衬砌和敷设防水层，最后进行洞顶回填。当地形和施工场地条件许可，边坡开挖后又能暂时稳定时,可采用带边坡的基坑或堑壕。如施工场地受限制，或边坡不稳定时，可采用直壁的基坑或堑壕，此时坑壁必须进行支护。 明挖法

②　先拱后墙法

适用于破碎岩层和土层。其施工步骤是：从地面先开挖起拱线以上部分。按地质条件可开挖成敞开式基坑，或支撑的直壁式基坑1,接着修筑顶拱Ⅱ，然后在顶拱掩护下挖中槽3，分段交错开挖马口4和6，修筑边墙Ⅴ和Ⅶ。

③　墙拱交替法

　　是上述两种方法的混合使用，边墙和顶拱的修筑相互交替进行，它适用于不能单独采用先墙后拱法或先拱后墙法的特殊情况。其施工步骤是：先开挖外侧边墙部位土石方1,修筑外侧边墙Ⅱ；开挖部分堑壕3至起拱线,修筑顶拱Ⅳ；分段交错开挖余下的堑壕5，筑内侧边墙Ⅵ。

辅助工作

　　在某些先墙后拱法特定条件下，如城市中修建地铁，因街道狭窄，不允许长期封闭地面交通；邻近有高层建筑物；水文地质条件复杂，不允许因开挖范围过大而引起沉陷等，可采用地下连续墙法施工。为了保证施工正常而顺利地进行，有时还需要完成下列重要辅助工作：

①坑壁支护

　　直壁式基坑必须进行支护。在岩石地层和一般粘土地层中，通常采用木支撑支护，有时可配合用锚杆支护。在不稳定含水松软地层中施工时，常用板桩支护，根据具体情况选用工字钢或钢板桩。当基坑较大,不便于架设横撑时,可用土层锚杆代替。

②施工防排水

　　其目的是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的稳定和创造良好的施工条件。在基坑开挖之前，必须在其周围开挖排水沟拦截地表水。在含水地层中施工时，根据水文地质条件，可选用集水坑水泵抽水、井点降水、钢板桩围堰、压浆堵水或冻结法等施工防排水方法

大体积的混凝土浇筑

两江新区国际会展中心站，立柱的钢筋网

向家岗明挖区段区间，在此了解了许多关于钻孔桩的知识

l  在重庆期间我们还参观了竖井，还有张家溪两座大桥，都是远距离的观看，了解了一些有关的内容。

六．实习心得与体会

通过这半个多月的实习，使我们对隧道有了一个基本的认识和了解。对隧道的认识由感观认识上升到理论的认识。增强了自己的理论结合实际的能力。对于我国隧道的历史和现状有了基本的了解，让我们对隧道工程这个专业有了大致的了解。对于以后专业课的学习也是很有帮助的。

 首先说实习对我来说是个既熟悉又陌生的字眼，因为我十几年的学生生  涯也经历过很多的实习，但这次却又是那么的与众不同。他将全面检验我各  方面的能力：学习、生活、心理、身体、思想等等。就像是一块试金石，检  验我能否将所学理论知识用到实践中去。关系到我将来能否顺利的立足于这  个充满挑战的社会，也是我建立信心的关键所在，所以，我对它的投入也是  百分之百的！紧张的半个多月的实习生活结束了，在这半个多月里我还是有不  少的收获。实习结束后有必要好好总结一下。首先，通过一个多月的实习，  通过实践，使我学到了很多实践知识。所谓实践是检验真理的唯一标准，通  过实习，使我近距离的观察了整个隧道的建造过程，学到了很多很适用的具  体的施工知识，

通过本次认识实习，开阔视野，增长知识，拓宽我们的知识面。了解隧道施工法，建立起感性的认识和初步的工程意识，激发对后续课程的学习兴趣。

老师带领我们实习，一路上非常累，而且李老师和王老师还是一路给我们讲解，不顾天气的炎热，因此相对两位老师说：“老师辛苦了，谢谢老师”。