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隧道工程新奥法施工方法(6种)详解

2021-01-05 来源:客趣旅游网
隧道施工6种方法——隧道开挖及出碴运输

北雪编辑 来源: 中国铁路网 更新时间: 2009-10-19

(一) 全断面法

1 施工工艺

全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型,再施作做衬砌的施工方法。其施工流程可参照图1。

图1 全断面法开挖施工流程图

2 施工要点

〔1〕施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备,以尽量缩短循环时间,各道工序应尽可能平行穿插作业,提高施工进度;

〔2〕使用钻孔台车宜采用深孔钻爆,以提高开挖进尺; 〔3〕初期支护应严格按照设计及时施做。

〔4〕为控制超欠挖,提高爆破效果,有条件时可采用导洞超前的方法进展全断面开挖。

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1 施工工艺

台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖,其中上台阶超前一定距离后,上下台阶同时并进的施工方法。其施工流程可参照图2、3。

〔二〕台阶法

图2 台阶法开挖断面示意图

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图3 台阶法开挖施工流程图

2 施工要点:

〔1〕根据围岩条件,合理确定台阶长度,一般应不超过1倍洞径,以确保开挖、支护质量及施工平安;

〔2〕台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。

〔3〕上台阶施作钢架时,应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施,控制围岩和初期支护变形;

〔4〕下台阶应在上台阶喷射混凝土到达设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时, 应采用缩短进尺,必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。 〔5〕施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题,下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

〔6〕上台阶开挖超前一个循环后,上下台阶可同时开挖。

〔三〕环形开挖预留核心土法

1 施工工艺:

环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先,其次开挖下半部两侧,再开挖中部核心土的方法,其施工流程可参照图4、5。

2 施工要点:

〔1〕环形开挖每循环长度宜为~1m;

〔2〕开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑,每两榀钢架之间应采用钢筋连接,并应加锁脚锚杆,全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m; 〔3〕预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求;

〔4〕当地质条件差,围岩自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外,进展超前支护;

〔5〕上部弧形,左、右侧墙部,中部核心土开挖各错开3~5m进展平行作业。

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图4环形开挖留核心土法

图5 环形开挖留核心土法施工流程图

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〔四〕中隔壁法〔CD法〕

1 施工工艺

中隔壁法〔CD法〕是将隧道分为左右两大局部进展开挖,先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖,待该侧初期支护完成,且喷射混凝土到达设计强度70%以上时再分层开挖隧道的另一侧,其分部次数及支护形式与先开挖的一侧一样。其施工流程可参照图6。 2 施工要点:

〔1〕各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中; 〔2〕各部的底部高程应与钢架接头处一致;

〔3〕每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定; 〔4〕后一侧开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合;

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图6 中隔壁法施工流程图

〔5〕左、右两侧洞体施工时,纵向间距应拉开不大于15m的距离; 〔6〕中隔壁宜设置为弧形,并应向左侧偏斜1/2个刚拱架宽度;

〔7〕在灌注二次衬砌前,应逐段撤除中隔壁临时支护,撤除时应加强量测,一次撤除长度一般不宜超过15m,撤除后及时施工仰拱。

〔五〕穿插中隔壁法〔CRD法〕

1 施工工艺

穿插中隔壁法〔CRD法〕仍是将隧道分侧分层进展开挖,分部封闭成环。每开挖一部均及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁、安装底部临时仰拱。一侧超前的上、中部,待初期支护完成且喷射混凝土到达设计强度70%以上时再开挖隧道的另一侧的上、中部,然后开挖一侧的下部,最后开挖另一侧的下部,左右交替开挖。其施工流程可参照图7。

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图7 穿插中隔壁法施工流程图

2 施工要点:

〔1〕各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中; 〔2〕每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定;

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〔3〕同一层左、右侧两部纵向间距不宜大于15m,同侧上下部纵向间距不宜大于8m; 〔4〕每一分部的临时仰拱应及时设置,步步成环,并尽量缩短成环时间; 〔5〕中隔壁宜设置为弧形,并应向左侧偏斜1/2个钢拱架宽度;

〔6〕中隔壁和中间临时仰拱在灌注二次衬砌前,应逐段撤除,撤除时应加强量测,一次撤除长度一般不宜超过15m。

〔六〕 双侧壁导坑法

1 施工工艺

双侧壁导坑法是采用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,必要时施做边墙衬砌,然后再根据地质条件、断面大小,对剩余局部采用二台阶或三台阶开挖的方法。其施工流程可参照图8。

图8 双侧壁导坑法施工流程图

2 施工要点

〔1〕侧壁导坑形状应近似椭圆形,导坑断面宽度宜为整个断面的1/3; 〔2〕侧壁导坑、中央部上部、中央部下部错开一定距离平行作业; 〔3〕导坑开挖后应及时进展初期支护及临时支护,并尽早封闭成环; 〔4〕侧壁导坑采用短台阶法开挖,左右侧壁导坑施工可同步进展;

〔5〕当全断面初期支护封闭成环后,量测显示支护体系稳定,变形很小时,方可撤除临时支护,但应及时施作仰拱并进展二次衬砌;

〔6〕临时支护撤除时应加强量测,一次撤除长度一般不宜超过15m。

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