隧道单侧壁导坑施工方案
在高等级公路建设中,隧道、特别是长大隧道一般成为整个项目的控制
工程,控制着整个工程的工期,隧道施工又有作业范围小施工干扰大等特点,因此开挖又成为控制工期的关键,在钻爆法施工中,根据围岩条件,有多种施工方法:如全断面法、台阶法导坑法等 。在扁平大跨度,岩层产状平缓,地质条件差,地下水丰富的隧道施工中,单侧壁导坑法开挖不失为一种理想的开挖方法。
单侧壁导坑适用范围:适应于隧道跨度大,扁平率低、围岩较差,一般Ⅱ~Ⅲ类围岩,地表下沉需控制的隧道。
工艺原理:以岩体力学理论为基础,应用新奥法指导施工,充分发挥围岩自承能力,运用光面爆破技术,及时进行喷锚初期支护,防止围岩松动,应用监控量测及时反馈信息,充分发挥围岩和初期支护的作用, 一、施工方法
单侧壁导坑施工顺序如下:
6 3 8
1 4 9
2 5
1、先行导坑开挖:
采用微正台阶法,上半断面超前2.5~3m,使用5台气腿式凿岩机钻眼,光面爆破,每循环进尺2.0~2.5m,配备正铲卸式装载机装碴,自卸汽车运输。
1
2、先行导坑支护:根据围岩情况和设计要求,采用锚杆,喷射砼,架格栅支护,可利用汽车平台架钻锚杆眼,间距1.0×1.0,长度3.5m/根。初喷砼5cm,再架设格栅,纵向间距1榀/m。为保证施工安全,中壁墙需作临时支护,锚杆间距1.5×1.5,喷砼10~15cm,,架设格栅,纵向间距1榀/m 3、右侧开挖、支护
在左侧先行导坑超前50m后进行,以不影响先行导坑施工。开挖、支护方式与左侧相似,只是不再作中壁临时支护。 4、仰拱施工
在下部开挖至设计标高后,即可清基,施作单侧仰拱,另一侧仰拱应在中壁墙撤除后进行。 5、全断面衬砌
在仰拱和回填完成后,开始边墙施工,按设计要求施作防水层和其他排水设施,同时做好各种预埋管件及预留洞的安装和检查,防止错埋,漏埋。 二、施工工艺
1.单侧壁导坑开挖循环流程图
上部测量 上部钻锚杆、炮孔 上部支护 出 碴 下部测量 2
下部钻锚杆、炮孔 下部支护
装药放炮 通风排烟
找 顶
2、单侧壁导坑标准作业循环时间 工 序 1、上部测量 2、上部钻孔 3、上部锚杆、架格栅 4、上部喷砼 5、出碴 6、下部钻孔 标准时间(分钟) 40 180 180 150 150 40 工 序 7、下部钻孔 8、下部锚杆、架格栅 9、装药放炮 10、装药放炮 11、通风排烟 12、找顶 标准时间(分钟) 200 180 150 90 20 40
3、单侧壁导坑挖顺序流程图
先行导坑开挖 防水层仰拱施工矮边墙后行导 全断面二中壁墙 坑开挖 撤 除 施 工 施 次衬砌 工 及回填 4、侧壁与中壁墙支护联结工艺
若在侧墙格栅与中壁墙格栅联结成副本,拱部压力和侧向压力太大仍可能发生坍塌。因此需在A处须知加强处理,如下图:
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深孔锚杆
格栅
每榀格栅处设深孔锚杆4根,锚杆长度4~5米/根,锚杆外露与格栅焊接,然后喷砼封
闭。
5、监控量测
为保证开挖和衬砌安全,需用监控量测数据判定围岩稳定性,通常用水平收敛和拱顶下沉值确定。
根据位移变化速率判别,当水平收敛速大于10mm/d时,需加强支护,当水平收敛小于0.2mm/d时,则认为围岩基本稳定,根据位移时间曲线判定:当围岩变化速率下降时,围岩趋于稳定,当围岩变化率不变时,应加强支护,当围岩变化速率不断上升时,则处于危险状态。三、劳动力组织及进度
根据开挖和衬砌作业组织,劳动力安排如下
开 挖 1 测量(包括量测) 6人 2 钻孔(包括锚杆) 16人 3 装药爆破 8人 4 通风排烟 1人 5 喷砼、架格栅 16人 6 出碴 6人 7 清理安装风水电 10人 小计 63人 砼 衬 砌 1 防水层铺设 10人 2 拌合站 10人 3 输送泵 4人 4 砼输送 6人 5 脱模定位 7人 6 其他 15人 小计 52人 4
施工进度:由于该法工序较多,施工时应精心组织,各工种密切配合,
搞好工序衔接,每循环需24小时,每循环进尺2.0米,则每月进度达60米,从铁山坪隧道实际施工效果看,月进度也在60米左右。 四、机械设备配置
单侧壁导坑开挖主要机械设备表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 类 别 开挖 装碴 运输 支护 洞口设备 机 具 名 称 汽腿式凿岩机 自制汽车台架 侧卸式装载机 自卸汽车 三联机 自制汽车台架 轴流式通风机 电动空压机 规 格 及 型 号 YT-28 ZL50C 斯太尔(19.5T) B8400 DF-100 41-20/8 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 10 2 2 3 1 1 1 2
五、工程质量及安全
单侧壁导坑施工应遵循隧道施工质量、验收规范。同时应注意以下几点: 1、双洞开挖时,后行洞靠先行洞侧的围岩实际上是处于悬空状态,这部分围岩经开挖已扰动过一次,如果后行洞的施工方法不当,可能对围岩造成严重二次扰动,并导致先行洞洞壁破坏。为此应弱爆破、强支护、勤量测。结合具体工程情况,认真分析,精心施工。 2、中壁墙的撤除,必须待围岩完全稳定后方可进行。
3、控制隧道超欠挖,由于拱顶分两次开挖,很易造成拱超欠挖严重,
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因此必须提高测量精度,钻眼精度。特别是周边眼的精度,为快速衬砌提供条件。
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