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隧道施工方法以及施工工藝

生活 更新时间:2025-04-03 20:55:31

1、全斷面開挖法

全斷面開挖法就是按照設計輪廓一次爆破成形,然後修建襯砌的施工方法。

适用條件:

(1)I~IV級圍岩,在用于Ⅳ級圍岩時,圍岩應具備從全斷面開挖到初期支護前這段時間内,保持其自身穩定的條件。

(2)有鑽孔台車或自制作業台架及高效率裝運機械設備。

(3)隧道長度或施工區段長度不宜太短,根據經驗一般不應小于lkm,否則采用大型機械化施工,其經濟性較差。

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隧道施工方法以及施工工藝(隧道施工的六種施工工藝)1

全斷面開挖法

隧道機械化施工,有三條主要作業線:

開挖作業線:鑽孔台車、裝藥台車、裝載機配合自卸汽車(無軌運輸)、裝渣機配合礦車及電瓶車或内燃機車(有軌運輸)。

台階法施工

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隧道施工方法以及施工工藝(隧道施工的六種施工工藝)2

台階法施工

至于施工中究竟應采用何種台階法,要根據以下兩個條件來決定:

(1)初期支護形成閉合斷面的時間要求,圍岩越差,閉合時間要求越短;

(2)上斷面施工所用的開挖、支護、出碴等機械設備施工場地大小的要求。

在軟弱圍岩中應以前一條為主,兼顧後者,确保施工安全。在圍岩條件較好時,主要是考慮如何更好的發揮機械效率,保證施工的經濟性,故隻要考慮後一條件。

台階開挖法的優缺點:

台階開挖法可以有足夠的工作空間和相當的施工速度。但上、下部作業有幹擾;台階開挖雖增加對圍岩的擾動次數,但台階有利于開挖面的穩定。尤其是上部開挖支護後,下部作業就較為安全,但應注意下部作業時對上部穩定性的影響。

台階開挖時應注意以下幾點:

(1)解決好上、下半斷面作業的相互幹擾問題。微台階基本上是合為—個工作面進行同步掘進;長台階基本上拉開,幹擾較小;而短台階幹擾就較大,要注意作業組織。對于長度較短的隧道,可将上半斷面貫通後,再進行下半斷面施工。

(2)下部開挖時,應注意上部的穩定。若圍岩穩定性較好,則可以分段順序開挖;若圍岩穩定性較差,則應縮短下部掘進循環進尺;若穩定性更差,則可以左右錯開,或先拉中槽後挖邊幫。

(3)下部邊牆開挖後必須立即噴射混凝土,并按規定做初期支護。

(4)量測工作必須及時,以觀察拱頂,拱腳和邊牆中部位移值,當發現速率增大立即進行仰拱封閉。

3、環形開挖留核心土法

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隧道施工方法以及施工工藝(隧道施工的六種施工工藝)3

環形開挖留核心土法

環形開挖留核心土法應注意以下幾點:

(1)環形開挖進尺宜為0.5-1.0m,核心土面積應不小于整個斷面面積的50%。

(2)開挖後應及時施工噴錨支護、安裝鋼架支撐,相鄰鋼架必須用鋼筋連接,并應按施工要求設計施工鎖角錨杆。

(3)圍岩地質條件差,自穩時間短時,開挖前應按設計要求進行超前支護。

(4)核心土與下台階開挖應再上台階支護完成後、噴射混凝土達到設計強度的70%。

4、中隔壁法(CD法)

CD 法是在軟弱圍岩大跨度隧道中,先開挖隧道的一側,并施作中隔壁,然後再開挖另一側的施工方法,主要應用于雙線隧道Ⅳ級圍岩深埋硬質岩地段以及老黃土隧道(Ⅳ級圍岩)地段。

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中隔壁法(CD法)5.交叉中隔壁法(CRD法)

交叉中隔壁法是在軟弱圍岩大跨隧道中,先開挖隧道一側的一或二部分,施作部分中隔壁和橫隔闆,再開挖隧道另一側的一或二部分,完成橫隔闆施工;然後再開挖最先施工一側的最後部分,并延長中隔壁,最後開挖剩餘部分的施工方法。采用短台階法難确保掌子面的穩定時,宜采用分部尺寸小的CRD法,該工法對控制變形是比較有利的。

CD 法是“Center Diaphragm”的簡稱,而CRD法則是“Cross Diaphragm” 的簡稱。兩者既有聯系又有區别。它們都用于比較軟弱地層中而且是大斷面隧道的場合。而前者是在用鋼支撐和噴混凝土的隔壁分割開進行開挖的方法;後者則是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割閉合進行開挖的方法,是在地質條件要求分部斷面及時封閉的條件下采用的方法。因此,CRD法與CD法唯一的區别是在施工過程中每一步,都要求用臨時仰拱封閉斷面。

在CRD法或CD法中,一個關鍵問題是拆除中壁。一般說,中壁拆除時期應在全斷面閉合後,各斷面的位移充分穩定後,才能拆除。

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交叉中隔壁法(CRD法)6、雙側壁導坑法

雙側壁導坑法一般将斷面分成四塊:左、右側壁導坑、上部核心土和下台階。其原理是利用兩個中隔壁把整個隧道大斷面分成左中右3個小斷面施工,左、右導洞先行,中間斷面緊跟其後;初期支護仰拱成環後,拆除兩側導洞臨時支撐,形成全斷面。兩側導洞皆為倒鵝蛋形,有利于控制拱頂下沉。

當隧道跨度很大,地表沉陷要求嚴格,圍岩條件特别差,單側壁導坑法難以控制圍岩變形時,可采用雙側壁導坑法。現場實測表明,雙側壁導坑法所引起的地表沉陷僅為短台階法的1/2。雙側壁導坑法雖然開挖斷面分塊多,擾動大,初次支護全斷面閉合的時間長,但每個分塊都是在開挖後立即各自閉合的,所以在施工中間變形幾乎不發展。雙側壁導坑法施工安全,但速度較慢,成本較高。該方法主要适用于粘性土層、砂層、砂卵層等地層。

雙側壁導坑法施工作業順序為:

(1)開挖一側導坑,并及時地将其初次支護閉合。

(2)相隔适當距離後開挖另一側導坑,并建造初次支護。

(3)開挖上部核心土,建造拱部初次支護,拱腳支承在兩側壁導坑的初次支護上。

(4)開挖下台階,建造底部的初次支護,使初次支護全斷面閉合。

(5)拆除導坑臨空部分的初次支護。

(6)建造内層襯砌。

雙側壁導坑法應注意以下幾點:

(1)側壁導坑開挖後方可進行下一步開挖。地質條件差時,每個台階底部均應按設計要求設臨時鋼架或臨時仰拱。

(2)各部開挖時,周邊輪廓應盡量圓順。

(3)應在先開挖側噴射混凝土強度達到設計要求後在進行另一側開挖。

(4)左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小于15米。

(5)當開挖形成全斷面時應及時完成全斷面初期支護閉合。

(6)中隔壁及臨時支撐應在澆築二次襯砌時逐段拆除。

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