二級建造師考試復習總結:隧道施工技術(shù)(2)
三、新奧法施工方法
?。ㄒ唬┬聤W法
新奧法是新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱(chēng),是采用噴錨技術(shù),監控量測等并與巖石力學(xué)理論構成的一個(gè)體系而形成的一種新的工程施工方法。
?。ǘ┬聤W法的施工順序
在坑道開(kāi)挖后,在巖體松散破壞之前,及時(shí)修筑一層柔性薄壁襯砌(第一次襯砌),通過(guò)施工中的量測監視,確定圍巖變形穩定之后,修筑防水層及第二次襯砌。
?。ㄈ┬聤W法施工的基本原則
少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測、緊封閉。
?。ㄋ模┧淼篱_(kāi)挖
1.全斷面開(kāi)挖法:全斷面開(kāi)挖法是按設計開(kāi)挖斷面一次開(kāi)挖成型。
?。?)全斷面開(kāi)挖法的優(yōu)缺點(diǎn):
1)全斷面開(kāi)挖有較大的工作空間,適用于大型配套機械化施工,施工速度快,因單工作面作業(yè),便于施工組織和管理。一般應盡量采用全斷面開(kāi)挖法。但開(kāi)挖面大,圍巖相對穩定性降低,且每循環(huán)工作量相對較大,因此要求且有較強的開(kāi)挖、出渣能力和相應的支護能力。
2)采用全斷面開(kāi)挖,則有較大的斷面進(jìn)尺比(即開(kāi)挖斷面面積與掘進(jìn)進(jìn)尺之比),可獲得較好的爆破效果,且爆破對圍巖的震動(dòng)次數較少,有利于圍巖的穩定。但每次爆破震動(dòng)強度卻較大,因此要求進(jìn)行嚴格的控制爆破設計,尤其是對于穩定性較差的圍巖。
?。?)采取全斷面法開(kāi)挖時(shí)應注意以下事項:
1)摸清開(kāi)挖面前方的地質(zhì)情況,隨時(shí)準備好應急措施(包括改變施工方法),以確保施工安全。尤其應注意突然發(fā)生的地質(zhì)條件惡化,如地下泥石流。
2)各工序使用的機械設備務(wù)求配套,以充分發(fā)揮機械設備的使用效率和各工序之間的協(xié)調進(jìn)行,在保證隧道穩定安全條件下,提高施工速度。
3)在軟弱破碎圍巖中使用全斷面法開(kāi)挖時(shí),應加強對輔助施工方法的設計和作業(yè)檢查,以及對支護后圍巖的動(dòng)態(tài)量測與監控。
2.臺階開(kāi)挖法
臺階開(kāi)挖法一般是將設計斷面分上半斷面和下半斷面兩次開(kāi)挖成型。也有采用臺階上部弧形導坑超前開(kāi)挖的。
?。?)臺階開(kāi)挖法的優(yōu)缺點(diǎn)
1)臺階開(kāi)挖法可以有足夠的工作空間和適當的施工速度。但上下部作業(yè)有干擾。
2)臺階開(kāi)挖雖增加對圍巖的擾動(dòng)次數,但臺階有利于開(kāi)挖面的穩定。尤其是上部開(kāi)挖支護后,下部作業(yè)就較為安全,但應注意下部作業(yè)時(shí)對上部穩定性的影響。
?。?)臺階開(kāi)挖時(shí)應注意以下事項
1)臺階長(cháng)度要適當。按臺階長(cháng)短可分為長(cháng)臺階、短臺階、微臺階,選用何種臺階,應根據兩個(gè)條件來(lái)確定:其一是初期支護形成閉合斷面的時(shí)間要求,圍巖穩定性愈差,閉合時(shí)間要求愈短;其二是上半斷面施工時(shí)開(kāi)挖、支護、出渣等機械設備所需的空間大小的要求。
2)解決好上:、下半斷面作業(yè)的相互干擾問(wèn)題。微臺階基本上是合而為一工作面進(jìn)行同步掘進(jìn);長(cháng)臺階基本亡拉開(kāi),干擾較??;而短臺階于擾就較大,要注意作業(yè)組織;對于長(cháng)度較短的隧道,可將上半斷面貫通后,再進(jìn)行下半斷面施工。
3)下部開(kāi)挖時(shí),應注意上部的穩定。若圍巖穩定性較好,則可以分段順序開(kāi)挖;若圍巖穩定性較差,則應縮短下部掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺;若穩定性更差,則可以左右錯開(kāi),或先拉中槽后挖邊幫。
3.分部開(kāi)挖法
分部開(kāi)挖法是將隧道斷面分部開(kāi)挖逐步成型,且一般將某部超前開(kāi)挖,,故也可成為坑超前開(kāi)挖法。常用的有上下導坑超前開(kāi)挖法等。
?。?)分部開(kāi)挖法的優(yōu)缺點(diǎn)
1)分部開(kāi)挖因減少了每個(gè)坑道的跨度(寬度),能顯著(zhù)增強坑道圍巖的相對穩定性,且易于進(jìn)行局部支護,因此它主要適用于圍巖軟弱破碎嚴重的隧道或設計斷面較大的隧道中。分部開(kāi)挖由于作業(yè)面較多,各工序相互干擾較大,且增加了對圍巖的擾動(dòng)次數,若采用鉆爆掘進(jìn),則更不利于圍巖的穩定,施工組織和管理的難度也較大:
2)導坑超前開(kāi)挖,有利于提前探明地質(zhì)情況,并予以及時(shí)處理。但若采用的導坑斷面過(guò)小,則施工速度就較慢。
?。?)分部開(kāi)挖時(shí)應注意以下事項:
1)因工作面較多,相互干擾大,應注意組織協(xié)調,實(shí)行統一指揮。
2)由于多次開(kāi)挖對圍巖的擾動(dòng)大,不利于圍巖的穩定,應特別注意加強對爆破開(kāi)挖的控制。
3)應盡量創(chuàng )造條件,減少分部次數,盡可能爭取用大斷面開(kāi)挖。
4)凡下部開(kāi)挖,均應注意上部支護或襯砌的穩定,減少對上部圍巖及支護、襯砌的擾動(dòng)和破壞,尤其是邊幫部位開(kāi)挖時(shí)。
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1.噴射作業(yè)應分段、分片由下而上順序進(jìn)行,每段長(cháng)度不宜超過(guò)6m.
2.一次噴射厚度應根據設計厚度和噴射部位確定,初噴厚度不得小于4~6cm.
3.噴射作業(yè)應以適當厚度分層進(jìn)行,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進(jìn)行。
4.回彈率應予控制,拱部不超過(guò)4e%,邊墻不超過(guò)30%,掛鋼筋網(wǎng)后,回彈率限制可放寬5%.
?。╁^桿支護的施工
1.錨桿安設作業(yè)應在初噴混凝土后及時(shí)進(jìn)行。
2.鉆孔前應根據設計要求定出孔位,鉆孔方向宜盡量與巖層主要結構面垂直。
3.灌漿作業(yè):注漿開(kāi)始或中途暫停超過(guò)30min時(shí),應用水潤滑灌漿罐及其管路漿孔口壓力不得大于0.4MPa.
4.錨桿可以采用早強水泥砂漿錨桿和楔縫錨桿(包括脹殼式錨桿)。
?。ㄆ撸┒我r砌
二次襯砌的施作,應在圍巖和錨桿支擴變形墓本穩定后進(jìn)行。圍巖變形較大,流變特性明顯時(shí),應加強初期支護并及早施作仰拱和二次襯砌。
四、傳統的礦山法施工
?。ㄒ唬﹤鹘y的礦山法施工的基本原則
傳統的礦山法施工是以鉆爆法開(kāi)挖與鋼木支撐的一項傳統的施工技術(shù)。施工的基本原則可以歸納為“少擾動(dòng)、早支撐、慎撤換、快襯砌”。
?。ǘ╅_(kāi)挖
1.先墻后拱法亦可稱(chēng)為順作法。它通常是在隧道開(kāi)挖成形后,再由下至上施作模筑混凝土襯砌。開(kāi)挖可以采用全斷面法、臺階法或導坑超前法。這種方法常用于較為穩定的圍巖條件。但當圍巖穩定性較差或隧道斷面較大時(shí),則可以先將墻部開(kāi)挖成形并施作邊墻襯砌后,再將拱部開(kāi)挖成形并完成拱部襯砌,如側壁導坑法及洞柱法等。這種方法也可用于圍巖更為軟弱破碎松散的淺埋隧道中。先墻后拱法的施工速度較快,施工各工序及各工作面之間的相互干擾較??;襯砌的整體性好,受力狀態(tài)較好。
2.先拱后墻法亦稱(chēng)為逆作法。它是先將隧道上部開(kāi)挖成形并施作拱部襯砌后,再開(kāi)挖下部并施作邊墻襯砌。先拱后墻法施工速度較慢,上部施工較困難。但上部完成后,下部施工就較安全和快捷。由于先拱后墻,使得襯砌的整體性較差,受力狀態(tài)不好。且拱部襯砌沉降量較大,要求的預留沉落量較大,增加了開(kāi)挖工作量。
五、明挖法
是指挖開(kāi)地面,由上向下開(kāi)挖土石方至設計標高后,自基底由下向上順作施工隧道主體結構,最后回填基坑或恢復地面的施工方法。
六、蓋挖法
是由地面向下開(kāi)挖至一定深度后,將頂部封閉,其余的下部的工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工,主體結構可以順作,也可逆作。
七、淺埋暗挖法
是參考新奧法的基本原理,開(kāi)挖中采用多種輔助施工措施加固圍巖,充分調動(dòng)圍巖的自承能力,開(kāi)挖后即時(shí)支護,封閉成環(huán),使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系,有效地抑制圍巖過(guò)大變形的一種綜合施工技術(shù)。
