七种隧道开挖方法及管控要点梳理(推荐)

文摘   2024-11-05 20:05   广西  

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1. 全断面开挖法

主要应用于两车道Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ级较好围岩和三车道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩段的施工。

说明:隧道采用全断面开挖,爆破用药量大,应控制一次起爆的炸药量和循环进尺,降低爆破震动对围岩的影响和确保开挖工作面的稳定。

IV、V级围岩在采取有效支护措施稳定开挖工作面后,经过批准后,也可采用全断面发开挖。

2.台阶法施工

1)台阶不宜多分层,上下台阶之间的距离尽可能满足机具正常作业,并减少翻渣工作量;当顶部围岩破碎,需支护紧跟时,可适当延长台阶长度。

2)施工亦应先护后挖,宜采用超前锚杆或超前小钢管辅助施工措施。开挖应尽量采用微震光面爆破技术。

3)初期支护应紧跟开挖面;上台阶施工时,钢架底脚宜设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁以利下台阶开挖安全。下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。

4)隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。

5)台阶分界线不得超过起拱线,上台阶长度不得大于30m,下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱架的长度,应一次落底,并尽快封闭成环。

说明:台阶开挖台阶长度要考虑初期支护闭合断面的时间要求,围岩稳定性愈差,闭合时间愈短。

两台阶法施工工序示意图

三台阶法施工工序示意图

3. 环形开挖留核心土法

先开挖上部导坑成环形,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。其施工步骤

1)环形开挖留核心土法,将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工,核心土面积应不小于整个断面面积的50%。上部宜超前中部3~5m,中部超前下部3~5m,下部超前底部10m左右。

2)核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。为防止上台阶初期支护下沉、变形,其底部宜加设槽钢托梁,托梁与钢架连为一体,钢架底部应按设计要求设置锁脚锚杆,并与纵向槽钢焊接,锚杆布设俯角宜为30°

3)每一台阶开挖完成后,及时喷射4cm厚混凝土对围岩进行封闭,设立型钢钢架及锁脚锚杆,分层复喷混凝土到设计厚度,必要时各台阶设临时仰拱加强支护,完成一个开挖循环。

4)对土质的隧道应以核心土为基础设立3根临时钢架竖撑以支撑拱顶和拱腰,核心土应根据围岩量测结果适当滞后开挖。

4.中隔壁法(CD法)

是将隧道分为左右两部分进行开挖,先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖,施作初期支护和中隔墙临时支护,再分台阶开挖隧道另一侧,并进行相应的初期支护的施工方法。其施工步骤:

CD法,侧壁按两台阶的,适合于围岩条件较好的。

1)上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.75~0.8m),下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。

2)中隔壁法或交叉中隔壁法施工时,初期支护完成后方可进行下一分部开挖,地质较差时,每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱;各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺;应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖;左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m;当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。

说明:左右导坑施工工序衔接较清晰、步序合理,仰供施作及时。

说明:左、右两侧导坑开 挖工作面的纵向间距不符合要求。

3)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。应配备适合导坑开挖的小型机械设备,提高导坑开挖效率。

4)中隔壁的拆除工艺是关键技术,中隔壁拆除时间的判定要以拱顶下沉和净空收敛为依据,一般在拱顶下沉7天内增量在2mm以下作为拆除中壁的基准。同时,要求中隔壁的拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度应根据量测数据慎重确定,拆除后应立即施作二次衬砌。

5.交叉中隔壁法(CRD法)

CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道一侧,施作中隔壁和横隔板,再分部开挖隧道另一侧并完成横隔板施工的施工方法。

1、左侧壁上部锚杆、喷射混凝土层、钢支撑等初期支护、及侧壁临时支撑。

2、左侧壁下部锚杆初期支护、及侧壁临时支撑。

3.右侧壁上部锚杆、喷射混凝土层、钢支撑等初期支护、及侧壁临时支撑。

4.右侧壁下部锚杆、喷射混凝土层、钢支撑等初期支护、及侧壁临时支撑。

5.撤除中隔壁,浇筑仰拱。

6.防水板铺设。

7.正拱衬砌整体浇筑。

6.双侧壁导坑法

先开挖隧道两侧导坑,及时施作导坑四周初期支护及临时支护,然后再根据地质条件、断面大小,对剩余部分采用二部或三部开挖的方法。其施工步骤:

说明:双侧壁导坑关键在于各工序的施工质量,特别是支撑钢架的连接一定要紧密,要加强监控量测,确保安全。

1)围岩开挖应尽量采用挖掘机和人工配合无爆破施工,局部需爆破施工时,宜弱爆破施工,以尽量减少对地层的扰动。

2)侧壁导坑开挖后,应及时施工初期支护并尽早形成封闭环;侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一;左右导坑施工时,前后拉开距离不宜小于15m;导坑与中间土体同时施工时,导坑应超前30~50m。

说明:双侧壁法开挖。但左、右导坑前后拉开的间距 不足,且导坑与中间土体拉开的间距也不足。

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