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第9章 洞身开挖(3)

4.4.5台阶法施工

1.开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法。黄土隧道双车道隧道芋耀郁级围岩适用于短台阶法。采用上下台阶法施工的隧道,台阶分界线不得超过起拱线;上台阶长度不得过长,应尽量采用短台阶,以便及时封闭成环。台阶高度控制在3.5耀4.2m,台阶长度不宜大于隧道开挖宽度的1.5倍,为便于出渣台阶长度控制在5m内。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。该工法适用于芋耀郁级围岩的隧道洞身。

2.施工顺序说明

(1)上断面开挖;(2)上断面初期支护;(3)中槽开挖;(4)马口跳槽开挖;(5)侧墙部初期支护;(6)仰拱开挖;(7)仰拱混凝土浇筑;(8)拱部及边墙二次衬砌浇筑。

台阶法横断面图台阶法立面图

3.施工要求

(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。

(6)台阶长度不宜过长,应尽快安排仰拱封闭间,改善初期支护受力条件。

4.4.6全断面开挖法

1.采用全断面一次开挖成形的施工方法。主要应用于两车道域、芋及郁级较好围岩和三车道玉、域、芋级围岩段的施工。

2.施工顺序说明

(1)全断面开挖;(2)初期支护;(3)全断面二次衬砌。

3.施工要求

循环进尺宜控制在3~4m;用大型机械配套作业;超前开挖导洞时,应控制好开挖距离。

4.5连拱隧道

4.5.1一般要求

1.连拱隧道一般埋深浅、跨度大、地质条件复杂、受雨季地表水影响大,施工应严格按设计及规范要求采取强有力的超前预支护或预加固措施以保证开挖安全,还应特别注意地形偏压带来的不利影响。

2.钻爆法施工应采用微震光面爆破和减轻震动爆破技术,以减轻爆破对围岩的扰动。爆破设计时不得以中导洞作为爆破临空面。

3.连拱隧道施工应合理安排两侧主洞开挖、初支、二衬等工序的先后顺序及步距,减少先行洞、后行洞施工时相互对围岩及结构的扰动,以确保施工安全。

4.一般情况下,连拱隧道施工不宜左右两洞齐头并进,同时开挖、衬砌,宜先左(右)洞,后有(左)洞;再左(右)洞,继而右(左)洞的逐步推进,如此往复循环依次进行。

先行洞应选择在偏压侧及地质较为软弱的一侧;先行洞开挖超前另侧主洞30耀50m,先行洞二次衬砌断面落后后行洞开挖面距离,现场可根据爆破震动监测结果确定,一般不小于2倍洞径。开挖先行主洞前,后行主洞围堰与中隔墙之间的空隙应按照设计要求回填或支撑顶紧。

5.为确保施工安全,避免二衬出现开裂,要求左、右洞必须至少各配备一台二次衬砌模板台车。

6.应严格按设计要求进行中隔墙施工,中隔墙施工时应注意预埋与主洞钢支撑连接钢板。

4.5.2施工顺序说明

(1)中导洞超前小导管预支护;(2)中导洞开挖;(3)中导洞临时支护;(4)中墙浇筑及墙顶回填;(5)右洞右侧壁超前支护;(6)右洞右侧壁导坑开挖;(7)中隔墙临时支护及右洞右侧壁、仰拱初期支护;(8)右洞左侧导坑超前支护;(9)右洞左侧导坑上台阶开挖;(10)右洞左侧初期支护;(11)右洞左侧导坑下台阶开挖;(12)右洞左侧仰拱初期支护;(13)右洞仰拱混凝土浇筑;(14)右洞二次衬砌浇筑;(15)左洞左侧壁超前支护;(16)左洞左侧壁导坑开挖;(17)中隔墙临时支护及左洞左侧侧壁、仰拱初期支护;(18)左洞右侧导坑超前小导管预支护;(19)左洞右侧导坑上台阶开挖;(20)左洞右侧初期支护;(21)左洞右侧导坑下台阶开挖;(22)左洞右侧仰拱初期支护;(23)左洞仰拱混凝土浇筑;(24)右洞二次衬砌浇筑。

中导洞法横断面图

4.5.3施工要点

1.中导洞开挖

中导洞开挖决定着洞身开挖的方向,也是对洞身围岩的情况先行探察,为主洞的开挖积累资料和摸索情况,并且可及时与设计围岩进行对比,修正支护结构参数,指导主洞的施工。中导洞是隧道开挖的关键,必须准确控制开挖中线,仔细探察岩层情况。

中导洞贯通后,浇筑中隔墙混凝土。墙顶处的防、排水设施应按图纸及规范要求做好施工,以保证防、排水设施能充分发挥其效用,排水畅通,不渗不漏。

2.中隔墙施工

连拱隧道对中隔墙的地基承载能力要求较高,施工时应对地基进行测试,承载力不能满足要求时,应采取提高地基承载力的措施,譬如高压加固注浆等。

中隔墙混凝土施工应符合下列要求:

(1)基础底面应清扫干净,无水、无石渣。

(2)墙身内预埋件、排水管应固定牢固,位置准确。中隔墙施工时应注意与主洞钢支撑连接的钢板预埋牢固,并应加强对预埋排水和止水设施的保护。

(3)中隔墙顶部应与中导洞顶紧密接触,回填密实。

(4)中隔墙模板宜采用定型钢模,以保证混凝土浇筑质量,加快中隔墙施工效率。

3.主洞施工

(1)开挖先行主洞前,后行主洞围岩与中隔墙之间的空隙应按设计要求进行回填密实或支撑顶紧;爆破设计时不得以中导洞作为爆破临空面。

(2)主洞上拱部的开挖,应在中隔墙混凝土浇筑完毕并达到强度要求后进行,并应慎重施工。为了平衡初期支护左(右)侧拱圈的推力,上拱部开挖前,应在中隔墙右(左)侧导坑空隙处用钢管设置横向水平支撑,防止中隔墙受到推力后产生变形。

(3)开挖过程中应及时做好洞内排水系统,严禁洞内积水。软岩地段施工排水沟不应沿边墙设置,宜距墙基脚适当距离,以防止水沟渗水软化墙基底。

4.6小净距隧道

4.6.1一般要求

小净距隧道施工应结合中岩墙厚度、围岩条件及埋深等制订单项施工技术方案。

该方案应严格贯彻设计意图,并包括以下内容:先行洞和后行洞开挖方法;先行洞和后表4-4小净距隧道爆破震动速度控制标准值陨灾缘园耀愿园愿园耀员园园员园园耀员缘园灾约缘园缘园耀愿园愿园耀员园园陨陨陨愿园耀员园园员园园耀员圆园员缘园耀圆园园围岩级别小净距隧道爆破震动速度控制标准值严重影响一般影响轻微影响(单位:mm/s)行洞爆破设计和爆破震动控制;先行洞和后行洞开挖错开距离;先行洞衬砌与后行洞开挖错开距离;中岩墙保护方法;各相互影响工序的滞后时间;非小净距隧道施工方案中的其他内容等。

4.6.2开挖方法

1.小净距隧道开挖方法的选择,应以减小对中岩墙的扰动,控制中岩墙的围岩变形,保证开挖过程中围岩的稳定性为原则,合理安排施工方法及施工工序。

2.不同围岩条件、不同净距的小净距隧道按设计采用不同的开挖方法,吁级围岩应以机械开挖为主,辅以微量的弱爆破。

4.6.3施工要点

1.小净距隧道爆破应进行专门设计,并进行试爆,测定震动值,严格控制爆破震动;先行洞与后行洞掌子面错开距离应大于2倍隧道开挖宽度。

小净距隧道施工应重点控制爆破对中岩墙的危害。相邻爆破分段起爆间隔时间宜不小于100ms。

2.小净距隧道的开挖和爆破

(1)对芋、郁、吁级围岩小净距隧道双洞间相互影响程度划分和小净距隧道爆破震动速度控制标准可参考表4-3及表4-4。

(2)先行洞的开挖可采用与分离式隧道相同的施工方法,但应重视爆破震动对中表4-3小净距隧道双洞间相互影响程度划分围岩级别陨陨陨臆园援猿苑缘遭(园援猿苑缘耀园援缘)遭(园援苑缘耀圆援园)遭逸圆援园遭陨灾臆园援缘遭(园援缘耀园援苑缘)遭(员援园耀圆援缘)遭逸圆援缘遭灾臆园援苑缘遭(园援苑缘耀员援缘)遭(员援缘耀猿援缘)遭逸猿援缘遭围岩条件严重影响一般影响轻微影响轻微影响影响程度分离式单洞注:b指单洞隧道的开挖宽度。

岩墙的影响。后行洞的开挖,当采用CD法或CRD法开挖时,宜先开挖靠近中岩墙侧。

3.小净距隧道初期支护、二次衬砌应满足下列要求(1)对于差围岩,应采用封闭的初期支护;对于好的围岩,初期支护可不封闭,但应尽早浇筑仰拱。

(2)先行洞的二次衬砌宜在围岩变形基本稳定后进行,宜落后于后行洞掌子面2倍隧道开挖宽度以上,且在初期支护变形基本稳定(参考值:周边位移速率小于0.2mm/d,拱顶下沉速率小于0.15mm/d)后尽早施工。

(3)为确保施工安全,避免二衬出现开裂,要求先、后行洞必须至少各配备一台二次衬砌模板台车。

4.7工法安全施工步距控制要求

为确保隧道施工安全、可控,施工单位、监理机构必须严格执行以下要求,该项内容作为控制红线,项目部、监理、建设单位管理者以此下达停工令。

4.7.1洞身开挖与仰拱封闭的安全距离控制要求1.洞口加强段及郁~吁级围岩段采用CRD工法(临时仰拱加双临时支撑)开挖。

(1)左导洞开挖距离

左侧壁的上、下台阶开挖掌子面与左仰拱开挖及封闭距离均应控制在8m范围内。

(2)右导洞开挖距离

右侧壁的上、下台阶开挖掌子面与右仰拱开挖及封闭距离均应控制在20m范围内。

(3)左、右导洞交替开挖距离

左、右导洞上断面掌子面的交替开挖距离应不小于36m,以减少左、右掌子面的相互扰动。

2.吁级围岩浅埋段

采用CRD工法(临时仰拱加单临时支撑)开挖。

(1)左导洞开挖距离

左侧壁的上、下台阶开挖掌子面与左仰拱开挖及封闭距离均应控制在10m范围内。

(2)右导洞开挖距离

右侧壁的上、下台阶开挖掌子面与右仰拱开挖及封闭距离均应控制在10m范围内。

(3)左、右导洞交替开挖距离

左、右导洞上断面掌子面的交替开挖距离应不小于36m,以减少左、右掌子面的相互扰动。

3.芋级围岩段

采用环形开挖预留核心土法。

(1)上弧导开挖距离

上弧导开挖的预留核心土长度应控制在10耀15m。

(2)核心土开挖距离

下部掌子面与核心土后断面距离应控制在10耀15m。

(3)下部开挖距离

下部掌子面与左仰拱开挖及封闭的距离不大于50m。

(4)左、右仰拱交替作业距离

左、右仰拱开挖及封闭的交替作业距离应控制在5m。

4.玉~域级围岩段

采用短台阶法开挖。

(1)上、下台阶开挖距离

上、下台阶掌子面距离应大于1.5D(D为开挖宽度)。

(2)仰拱开挖及浇筑距离

仰拱开挖及浇筑应分段开挖、分段浇筑,作业面距下台阶掌子面应控制在60耀80m。

4.7.2仰拱封闭与二衬浇筑的安全距离控制要求1.洞口加强段、吁级围岩浅埋段及郁~吁级围岩段洞口加强段、吁级围岩浅埋段及郁~吁级围岩段开挖掌子面距离二衬浇筑不大于60m。

2.玉~域级围岩段

玉~域级围岩段开挖掌子面距离二衬浇筑应控制在60耀80m。

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