《土木工程概论》课程教学课件（讲稿，營建工程概論，台湾省）12 隧道工程

第才二章 稻道工程

第十二章 隧道工程 1

12-0學碧重點 (一)隧道之定義 (二)依使用功能分類 (三)依穿越地質分颖 (四）依穿越之地形分類 (五)依斷面形状分類 （六)依施三方法分類 (门)明挖覆盖三法 (2)潛盾工法 (3)新奥三法 (4)全斷面鑽掘開挖Σ法 (5)信幕三法 (6)信推進工法 (7)沉埋信式三法 2

12-0￾￾學習重點 (一)隧道之定義 (二)依使用功能分類 (三)依穿越地質分類 (四)依穿越之地形分類 (五)依斷面形狀分類 (六)依施工方法分類 ￾￾￾￾(1)明挖覆蓋工法 ￾￾￾￾(2)潛盾工法 ￾￾￾￾(3) 新 奧工法 ￾￾￾￾(4)全斷面鑽掘開挖工法 ￾￾￾￾(5)管幕工法 ￾￾￾￾(6)管推進工法 ￾￾￾￾(7)沉埋管式工法 2

12-1概选 公路隧道 鐵路隧道 依使用功能 捷連系統隧道 流水隧道 岩石隧道 依穿越地質 土質遂道 隧道工程 圓形隧道 馬蹄形隧道 依斷面形状 半圓形隧道 矩形隧道 明挖覆蓋工法隧道 新奥工法隧道 潛盾工法隧道 依施工方法 全斷面讀掘開挖工法隧道 管幕工法隧道 管推進工法隧道 沉埋管式工法隧道 3 圖1211隧道之分類]

12-1￾￾概述 3

圓形) 馬蹄形) (半圓形) 矩形) 12-2明挖覆盖工法 0施築擋土牆 口開挖及架設支撐 口施築遂道 口回填完成 擋土牆) 支撐 <襯砌 [圖12-2-1明挖覆蓋工法]

12-2￾￾明挖覆蓋工法 4

明挖覆盖工法之施工步骤： (一)開挖虚先進行交通改道及管線遷移。 (二）在隧道雨侧施篓連绩壁擋土结構。 (三)邊開挖邊架設H型鋼支撐。 ()施婆隧道。 (五)回镇至原高度，恢復道路原状，即完成。 12-3新奧工法 新奥工法之基本原叫 (一)隧道之支撐，像由四通岩體承擔。 (二)隧道開挖後，利用喷凝土或岩钉继绩保持岩體之三軸應力。 (三）支堡或襯彻施工時機须俗當 (四)襯物應採用可境性之薄層方式，以免彎曲破镶 (五)襯物方式與時機，應由岩體變位状況决定。 (六)隧道如同大型厚壁圆官，而欲使圆信發揮承受座力之特性，时仰拱必須閉合。 (飞)隧道之開挖，應採用台階法，以免岩石應力產生變化。 (八)岩盤、主要襯砌（噴凝土、岩钉、鋼支堡）與次要襯物（混凝土）應密切接合， 以傅遞徑向應力。 (九)襯所受之静水座力與岩體所受之滲流摩力，應以排水系统消除。5

明挖覆蓋工法之施工步驟： (一)開挖處先進行交通改道及管線遷移。 (二)在隧道兩側施築連續壁擋土結構。 (三)邊開挖邊架設H型鋼支撐。 (四)施築隧道。 (五)回填至原高度，恢復道路原狀，即完成。 12-3￾￾新奧工法 新奧工法之基本原則： (一)隧道之支撐，係由四週岩體承擔。 (二)隧道開挖後，利用噴凝土或岩釘繼續保持岩體之三軸應力。 (三)支堡或襯砌施工時機須恰當 (四)襯砌應採用可撓性之薄層方式，以免彎曲破壞 (五)襯砌方式與時機，應由岩體變位狀況決定。 (六)隧道如同大型厚壁圓管，而欲使圓管發揮承受壓力之特性，則仰拱必須閉合。 (七)隧道之開挖，應採用台階法，以免岩石應力產生變化。 (八)岩盤、主要襯砌(噴凝土、岩釘、鋼支堡)與次要襯砌(混凝土)應密切接合， 以傳遞徑向應力。 (九)襯砌所受之靜水壓力與岩體所受之滲流壓力，應以排水系統消除。 5

新奥工法之施工步骤（圖12-4-1）： (一)隧道開挖 (二)以鋼纖维加噴凝土或岩栓，做開挖面之防護 (三)装設可撓性支撐 (②）装設監测系统 (五)修正施工設施配置，逐次開挖循環施三 不適用新奥工法之状况： (一)湧水量多時，尤其地盤為石灰石或黏土時 (二)含卵石之黏土，無法使用噴凝土時 (三)岩钉会法施打時 (四）地盤砂磔石層 (五)開挖面兵法自立時 6

新奧工法之施工步驟(圖12-4-1)： (一)隧道開挖 (二)以鋼纖維加噴凝土或岩栓，做開挖面之防護 (三)裝設可撓性支撐 (四)裝設監測系統 (五)修正施工設施配置，逐次開挖循環施工 不適用新奧工法之狀況： (一)湧水量多時，尤其地盤為石灰石或黏土時 (二)含卵石之黏土，無法使用噴凝土時 (三)岩釘無法施打時 (四)地盤砂礫石層 (五)開挖面無法自立時 6

鋼絲網噴凝土 弓型支保 岩釘 不織布和防水膠布 个 開挖面 軌道 混凝土襯砌 圖12-4-1新奥工法] 1 圖12-3-2隧道掘剂機

圖12-3-2 隧道掘削機 7

12-4潜盾三法 施工計畫 工作井施築 潜盾工法(shield method)為因應 發 潛盾機訂製 軟弱地鹽所開發之隧道施三法。像 以稍大於隧道外溼之鋼製潛盾機， 一方面以鋼製外毅承载土座，開挖 潛盾機零件吊入及工作井内組立 面则以擋土千斤頂或切刀面饭擋土， 襯砌環片製作 以防止開挖面崩塌，另一方面则会 地盤改良 全的進竹開挖及實施襯物工作，迅 潛盾機開挖 速的背填灌漿，使地表之沉陷减至 装設混凝土襯砌 最低，同時使土座得以均勻分体於 魏砌上。如此周而復始的循環三作， 舖設軌道 完成隧道工程。 泥渣運除 背填灌漿 完成 [圖1231潛盾隧道施工流程圖]

12-4￾￾潛盾工法 潛盾工法(shield￾method)為因應 軟弱地盤所開發之隧道施工法。係 以稍大於隧道外徑之鋼製潛盾機， 一方面以鋼製外殼承載土壓，開挖 面則以擋土千斤頂或切刃面鈑擋土， 以防止開挖面崩塌，另一方面則安 全的進行開挖及實施襯砌工作，迅 速的背填灌漿，使地表之沉陷減至 最低，同時使土壓得以均勻分佈於 襯砌上。如此周而復始的循環工作， 完成隧道工程。 8

卡車 沉澱池 吊車 ←運離泥士 注漿 連續壁 機 注漿管 預鑄環片 鋼索 工作井 刮刀 排泥管 軌道 台車鏡面 反力座 滑盾機 發進台 圖12-32潛盾工法] 9

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12-5全斷面缀掘機工法 全斷面缀掘機三法(tunnel boring machine)(圖l2-5-1)為開挖時利用千斤项向 後撐住已组装完成之预鑄混凝土碾片或撐住隧道侧壁岩鹽，以提供TBM缀掘前進 所需之反力，當前進時可由前方之切削頭到削岩盤，並於盾尾立即装殺預鑄混凝 土環片或新奥工法之支撑，以穩定岩盤。而開挖之岩渣則由削刀頭邊緣六個進料 口進入渣斗排至輸送带，再由軌道台車運至隧道洞外。 TB輸送帶干斤J頂鋼絲網噴凝土弓形支堡 混凝土襯砌 開挖面 90000 台車 10 [圖2-51全断面鑽掘機工法]

12-5￾￾全斷面鑽掘機工法 全斷面鑽掘機工法(tunnel￾boring￾machine)(圖12-5-1)為開挖時利用千斤頂向 後撐住已組裝完成之預鑄混凝土環片或撐住隧道側壁岩盤，以提供TBM鑽掘前進 所需之反力，當前進時可由前方之切削頭刮削岩盤，並於盾尾立即裝設預鑄混凝 土環片或新奧工法之支撐，以穩定岩盤。而開挖之岩渣則由削刀頭邊緣六個進料 口進入渣斗排至輸送帶，再由軌道台車運至隧道洞外。 10