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暗挖施工工法


2014-12-2
3、对于浅埋暗挖隧道开挖过程中应尽快成环 封闭,否则会造成较大的地面沉降。 (三)适用范围 1、适用于土质较好的标准断面的隧道施工。 2、特别适合城市地铁隧道中单洞标准断面的 施工。 (四)工艺原理 1、由于断面相对较大,开挖时预留台阶分成 上下两部分开挖,减少掌子面暴露面积。先
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二、台阶法
(一)工法概述 1、台阶法是隧道施工的一种最基本的施工方 法。其基本原理是依据新奥法(New Austrian Tunnelling Method)的基本原理, 在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩, 充分调动围岩的自承能力,隧道开挖后及时 支护、封闭成环,使其与围岩共同作用形成 联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形的 一种综合配套施工技术。
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事实上,各种施工方法都是围绕着中墙施工 来进行的,双联拱隧道施工的核心在于中墙 的施工,中墙是整个隧道受力转换和受力平 衡的支撑点,在结构设计中其刚度稳定应作 控制,在施工中要认真处理好中墙的基底承 载力和回填反压平衡,确保中墙稳定。 (五)工艺流程 中洞法施工浅埋联拱隧道时,围岩需经过多 次扰动,变形多次叠加,易产生过大的地表 变形。
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(四)工艺原理 “CRD“法沿用了新奥法的基本原理,采用 信息化量测反馈设计和施工的新理念,并采 用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系, 初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。应 用该挖法进行施工时,同时采用多种辅助工 法,超前支护,改善加固围岩,调动部分围 岩的自承能力;及时支护、封闭成环,使其 与围岩共同作用形成联合支护体系;在施工 过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计, 实现不塌方、少沉降、安全生产与施工。
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图2-1CRD“四步法"施工的工艺流程图
①左导洞打钢插管、压注固结地层浆液
⑥右导洞打钢插管、压注固结地层浆液
②左导洞开挖上台阶、留核心土
⑦右导洞开挖上台阶、留核心土
③左导洞架上台阶拱架及临时仰拱,网喷砼
⑧右导洞架上台阶拱架及临时仰拱,网喷砼
④左导洞下台阶开挖
⑨右导洞下台阶开挖
⑤左导洞架下台阶拱架及临时支撑,网喷砼
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7、中导洞施工法减少了两个边导洞的施工, 拱墙采取整体一次衬砌,具有工序较简单、 机械化程度较高、临时初期支护量小、施工 进度较快、节约成本的特点。 (三)适用范围 1、接近洞口有交差点规划,不能确保上下行 线的离开距离隧道。 2、隧道本身结构高度受到限制,不适合采用 大跨隧道形式。
(二)与盾构法施工比较矿山法施工有以下特 点: 1、矿山法施工投资少、施工工艺简单;而盾 构机造价昂贵,隧道的衬砌、运输、拼装、 设备安装等工艺复杂。 2、矿山法施工适用土层多,可适用于复杂地 质条件的施工,不同地质条件之间可自由转 换;盾构法施工适用土层单一,特别是饱和 土层中施工时,地面沉陷风险比较大。
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图为上台阶开挖示意图
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上台阶开挖一定距离后即可进行下台阶的开 挖使支护系统及时成环。见图:
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(六)操作要点 1、坚持“管超前、严注浆、短进尺、早封闭、 强支护、勤量测”的施工原则,开挖土方后 及时安装钢格栅,焊接纵向联接筋,绑扎钢 筋网片,喷射砼。 2、隧道施工中应严格按先加固后开挖的原则, 稳妥进行施工。 3、隧道开挖时严格控制步距,并留足核心土。
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3、其支护系统能很好地适应围岩的变化,与 围岩形成一个整体,故能充分发挥围岩的自 撑能力。 4、能应用量测监控等信息化管理方法指导施 工,使整个施工过程均处于受控状态。 5、施工作业简便,不需要特殊的施工机械和 设备,容易推广使用。 6、采用分部开挖,其超前中洞可起到预报地 质的作用。
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7、格栅安装位置要准确,各节点要对齐,连 接要牢固,确保格栅可靠受力。 8、初支结束后及时回填注浆。 9、作好开挖的施工记录和地质断面描述,加 强对洞内外的观察。 10、开挖过程中必须加强监控量测,当发现拱 顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值 或出现突变时,应及时施工临时支撑或仰拱, 形成封闭环,控制位移和变形。
⑩右导洞架下台阶拱架、网喷砼
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图2-2四步法开挖示意图
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2、CRD“六步法" 当隧道开挖宽度大于10m,开挖高度大于8m, 采用CRD“六步法”掘进初支。隧道分成六 个部分开挖,各部分开挖施工间隔为:部与部相 隔6-8m。各部每次开挖进尺为一个格栅间 距,严禁多榀一次开挖。在各开挖分部内,按正 台阶法分两台阶支护,台阶长度2-3m,其施工 步骤见下图:
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(三)适用范围 “CRD”法主要适用于不宜明挖施工的土质 或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层,断面 宽度6-12米,高度大于5米,地质条件差、 跨度较大、沉降控制要求高的隧道。由于该 工法机械化程度低,主要靠人工施工,机动 灵活,对工程的适应性强,可作成各种结构 型式,但在地质情况较差的情况下要采取辅 助的施工措施。
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开挖上台阶并及时支护,然后开挖下台阶使支 护成环。在开挖过程中上下开挖面错开一定 距离。 (五)工艺流程 1、开挖上台阶土方→支立拱部格栅→喷射混 凝土→开挖下台阶土方→支立边墙和仰拱格 栅→喷射混凝土→下一循环
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先开挖上台阶土方,开挖后及时支护。土质 隧道一般采用短台阶(1~1.5B)(B为隧道 开挖宽度)或超短台阶(3~5m)开挖。上 台阶底部位置应根据地质情况和隧道开挖高 度确定,一般情况下宜在起拱线及以下。见 下图。
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4、严格控制隧道开挖的中线和标高,开挖轮 廓要圆顺,防止超挖,不充许有欠挖,局部 欠挖处人工修凿,但要充分考虑施工误差及 预留变形。 5、当隧道围岩自稳能力较差时,应尽可能缩 短开挖台阶长度,尽快使初期支护闭合。 6、为防止格栅承载而下沉,除加设锁脚锚管 外,在钢格栅下端垫一块扩大钢板或木板、 混凝土垫块。
隧道暗挖施工方法介绍
中建一局集团 二0一四年
隧道暗挖施工方法介绍
(编码: 技术-01-01)
×××
一、矿山法和盾构法比较
(一)目前修建隧道的主要方法为矿山法和盾 构法,盾构技术是二十世纪中后期发展起来的 一种施工方法,目前采用最多的仍是矿山法施 工。从目前的工程实际出发,矿山法是其他方 式不可替代的。目前经常采用的矿山法中有全 断面法、台阶法和分部开挖法三大类。其中采 用最多的是台阶法,其次是全断面法。在大断 面隧道中单侧壁导坑(中隔壁法、CRD法)采 用较多。
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故该类型隧道在高速公路、一级公路上得到 越来越广泛的采用。但是由于双连拱大跨度 隧道在受力分析上存在许多不利因素,在设 计和施工方法上还不完善,尚处于摸索和积 累经验阶段,因此其施工难度是很大的,故 双联拱隧道形式是在特定条件下越来越多地 被采用。比如:城市市区工程的增加、土地 利用上的限制以及保护文物和环境等。目前, 我国已相继建成了广东白云山、四川崔家垭 和石梯沟、云南练江、福建象山等一批连拱 公路隧道。
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11、(11)超前小导管如无法直接打入时,采用 风钻先打眼后插入,再注浆。
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三、CRD法
(一)CRD法概述: “CRD”工法(cross center diagram)即 交叉中隔墙法,是隶属于浅埋暗挖法的一种 工法。1992年在北京国家计委地下停车场工 程中首次从日本引进了“CRD”工法,解决 了大跨度、超浅埋、邻房等技术难题,并且 具有施工安全度高、控制地层位移好等明显 的特点。
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(二)施工特点 “CRD”法理论源于新奥法,但强调预支护, 及时支护,控制地面沉降,保证施工和地面 地下建筑物的安全,十八字方针“管超前, 严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测” 是其精髓。施工组织计划和施工工序严格遵 守“先排管,后注浆,再开挖,注浆一段, 开挖一段,支护一段,封闭一段”的原则。 “CRD”法最明显的特点是施工安全度高、 控制地层位移好。当然,“CRD”法施工也 存在缺点,如速度慢,喷射混凝土粉尘多, 劳动强度大,机械化程度不高,以及高水位 地层结构防水比较困难等。
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2、台阶法施工是目前隧道施工最为普遍的一 种方法,其施工工序简单、适应性强。 (二)施工特点 1、该工法适用于一般断面的施工,开挖断面 面积一般小于70平方米,多为人工开挖,操作 灵活,适应性强。 2、施工组织计划和施工工序严格遵守“先排 管,后注浆,再开挖,注浆一段,开挖一段, 支护一段,封闭一段”的原则。
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(五)工艺流程 1、CRD“四步法" CRD法施工时, 当区间隧道开挖宽度小于 10m,开挖高度小于8m,采用CRD“四步法" 掘进初支。开挖施工时,各开挖部位掌子面间 要错开一定的距离,一般为5~8m,以减小同步 开挖相互间的影响及引起地表较大沉降。具 体CRD“四步法"施工的工艺流程见图2-1及 图2-2。
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“CRD”法大多应用于第四纪软弱地层中的 地下工程,由于围岩自身承载能力很差,为 避免对地面建筑物和地中构筑物造成破坏, 需要严格控制地面沉降量。因此,要求初期 支护刚度要大,支护要及时。这种设计思想 的施工要点可以概括为“管超前、严注浆、 短进尺、强支护、早封闭、勤量测、速反 馈”。初期支护必须从上向下施工,二次模 筑衬砌必须通过变位量测,当结构基本稳定 时,才能施工,而且必须从下向上进行施工, 决不允许先拱后墙施工。
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(四)工艺原理 所谓中洞法,就是在隧道和地下工程掘进中, 通过临时支撑将开挖断面分成几个部分,中 洞先行施工,然后再根据围岩情况进行细分 部开挖。此工法是以新奥法的基本原理为依 据,在开挖中尽量减少对围岩的扰动,通过 超前管棚、锚(网)喷洞壁、钢拱架支护系统 和临时支撑联结,使断面及早闭合,控制围 岩变形,并使之趋于稳定。同时,建立围岩 支护结构监控量测系统,随时掌握施工过程 中围岩的变化,合理安排,及时调整施工工 艺和设计参数,确保施工安全。
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