隧道洞口開(kāi)挖擬采用機械施工,洞身開(kāi)挖使用簡(jiǎn)易自拼裝臺車(chē)鉆眼,多段毫秒雷管引爆,為了提高周邊眼的光面爆破效果,周邊眼使用專(zhuān)用導爆管引爆。隧道出碴采用裝載機裝碴,自卸汽車(chē)配合運碴。隧道的二次襯砌砼澆筑使用長(cháng)度為12m的整體式大模板臺車(chē),砼在拌和站集中拌制,砼運輸車(chē)運送,泵送入模。邊側溝施工采用組合鋼模板。
(1)隧道施工臨時(shí)設施的布置:由于計劃在隧道進(jìn)口的單端掘進(jìn),隧道施工的臨時(shí)設施在隧道出口的右側進(jìn)行布置。根據洞口地形條件將供風(fēng)機械設備布置在出口的右側路基外,蓄水池設在洞頂左邊離洞口約80m的位置。在機械進(jìn)場(chǎng)后立即進(jìn)行洞口土石方開(kāi)挖,施工洞頂仰坡截水溝和進(jìn)行仰坡錨噴坡面加固,做好進(jìn)洞開(kāi)挖的準備。
(2)洞口開(kāi)挖及加固:采用機械施工,按路基土石方施工方法進(jìn)行開(kāi)挖,挖至洞口石方段時(shí),為了盡可能減少對洞口仰坡和路基邊坡的擾動(dòng),必須采用弱爆破或預裂爆破的方法進(jìn)行開(kāi)挖。洞口仰坡采用掛網(wǎng)噴砼加固,以利安全進(jìn)洞。
(3)洞口圍巖淺理段的開(kāi)挖與支護:施工方法采用臺階法施工,上臺階采用超前中空注漿錨桿,上弧導坑環(huán)行開(kāi)挖留核心土法,開(kāi)挖每循環(huán)進(jìn)尺與型鋼拱架間距相同,開(kāi)挖后及時(shí)施作初期支護,下臺階開(kāi)挖落后于上臺階8~10m,開(kāi)挖后及時(shí)施作初期支護和仰拱,然后對中間巖柱進(jìn)行注漿加固。
(4)Ⅲ類(lèi)圍巖及Ⅳ類(lèi)圍巖深埋段的開(kāi)挖與支護:
Ⅳ類(lèi)圍巖采用臺階法開(kāi)挖,下臺階落后于上臺階8~10m,上、下臺階的初期支護施作必須緊跟著(zhù)開(kāi)挖。
Ⅲ類(lèi)圍巖采取全斷面方法開(kāi)挖。
(5)各類(lèi)圍巖的開(kāi)挖均采用簡(jiǎn)易自拼裝臺車(chē)鉆眼,裝載機配合自卸汽車(chē)裝運出碴。
為了確保隧道施工的安全與穩定,在軟弱圍巖地段施工中必須遵循“弱爆破、少擾動(dòng)、短開(kāi)挖、強支護、勤量測、緊襯砌”的原則,在施工中應采取以下措施:
a、每次開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺以設計的兩榀鋼架間距為限,并即時(shí)施作支護,以達到短開(kāi)挖,強支護的目的;
b、采用短臺階法開(kāi)挖,以利快出碴快循環(huán);
c、加強圍巖監控量測,及時(shí)分析處理量測數據,以利進(jìn)行下一階段施工預控制,對隧道施工實(shí)行動(dòng)態(tài)技術(shù)指導,確保施工的安全和隧道穩定;
d、根據隨時(shí)掌握的圍巖動(dòng)態(tài)和掘進(jìn)所提示的工程地質(zhì)情況,對地質(zhì)發(fā)生變化的特殊不良地段可進(jìn)一步采取加強支護措施,如加密鋼支撐,噴自私自利射砼封閉掌子面,超前錨桿,小鋼管、小導管注漿臨時(shí)仰拱封底等多種行之有效的措施加以綜合治理。
目前國內外隧道開(kāi)挖方法有明挖法、蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法、暗挖法、盾構法沉管法。
1、明挖法:
明挖法是指挖開(kāi)地面,由上向下開(kāi)挖至設計標高后,自基底由下向上施工,完成隧道主體結構,最后回填基坑或恢復地面的施工方法。淺埋地鐵車(chē)站和區間隧道經(jīng)常采用明挖法。由于地鐵工程一般位于建筑物密集的城區,因此深基坑工程的主要技術(shù)難點(diǎn)在于對基坑周?chē)瓲钍谋Wo,防止地表沉降、減少對既有建筑物的影響。
2、蓋挖順作法
蓋挖順作法是在地表作業(yè)完成擋土結構后,以定型的預制標準覆蕭結構,包括縱、橫梁和路面板置于擋土結構上維持交通,往下反復進(jìn)行開(kāi)挖和加設橫撐,直至設計標高。依序由下而上施工,回填土。最后視需要拆除擋上結構外露部分并恢復道路。
3、蓋挖逆作法
蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結構和中間樁柱,基坑維護結構多采用地下連續墻或帷幕樁,中間支撐多利用主體結構本身的中間立柱以降低工程造價(jià)。隨后即可開(kāi)挖表層土體至地面標高,利用未開(kāi)挖的土體作為土模澆筑頂板。頂板可以作為一道強有力的橫撐,以防止維護結構向基坑內變形,待回填土后將道路復原、恢復交通。
4、蓋挖半逆作法
蓋挖半逆作法與逆作法的區別僅在于頂板完成及恢復路面后,向下挖土至設計標高后先澆筑底板,再依次向上逐層澆筑側墻、樓板。在半逆作法施工中,一般都必須設置橫撐并施加預應力。
5、暗挖法
暗挖法是在特定條件下,不挖開(kāi)地面,全部在地下進(jìn)行開(kāi)挖和修筑襯砌結構的隧道施工方法。暗挖法主要包括:鉆爆法、盾構法、掘進(jìn)機法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛。
6、盾構法
盾構是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結構。鋼筒前端設置有支撐和開(kāi)挖土體的裝置,中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂,尾部可以拼裝預制或現澆隧道襯砌環(huán)。盾構每推進(jìn)一環(huán)距離,就在盾尾支護下拼裝或現澆一環(huán)襯砌,并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿,以防止隧道及地面下沉。
7、沉管法
沉管法是將隧道管段分段預制,分段兩端設臨時(shí)止水頭部,然后浮運至隧道軸線(xiàn)處,沉放在預先挖好的地槽內,完成管段間的水下連接,移去臨時(shí)止水頭部,回填基槽保護沉管,鋪設隧道內部設施,從而形成一個(gè)完整的水下通道。
擴展資料:
隧道開(kāi)挖相關(guān)技術(shù):
1、預裂爆破
進(jìn)行石方開(kāi)挖時(shí),在主爆區爆破之前沿設計輪廓線(xiàn)先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫,以緩沖、反射開(kāi)挖爆破的振動(dòng)波,控制其對保留巖體的破壞影響,使之獲得較平整的開(kāi)挖輪廓,此種爆破技術(shù)為預裂爆破。預裂爆破不僅在垂直、傾斜開(kāi)挖壁面上得到廣泛應用;在規則的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用預裂爆破。
2、進(jìn)洞方式
洞口段覆蓋層薄、地質(zhì)條件差,當開(kāi)挖深度至起拱線(xiàn)時(shí),先施作進(jìn)洞導向墻及大管棚,待明洞襯砌完成后,接長(cháng)管棚尾端,搭接于明洞上,使管棚尾端形成一個(gè)固定支撐,在大管棚的保護下開(kāi)口進(jìn)內側壁,兩內側壁導坑的進(jìn)尺也要錯開(kāi)前后(5~10m)。如果是小間距還必須設置預應力對拉錨桿。
參考資料來(lái)源:搜狗百科-隧道施工技術(shù)
隧洞開(kāi)挖
鉆孔爆破法 通過(guò)鉆孔、裝藥、爆破開(kāi)挖巖石的方法,簡(jiǎn)稱(chēng)鉆爆法。這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔,用火雷管逐個(gè)引爆單個(gè)藥包,發(fā)展到用鑿巖臺車(chē)或多臂鉆車(chē)鉆孔,應用毫秒爆破、預裂爆破及光面爆破等爆破技術(shù)。施工前,要根據地質(zhì)條件、斷面大小、支護方式、工期要求以及施工設備、技術(shù)等條件,選定掘進(jìn)方式。主要的掘進(jìn)方式有:①全斷面掘進(jìn)法,整個(gè)開(kāi)挖斷面一次鉆孔爆破,開(kāi)挖成型,全面推進(jìn)。在隧洞高度較大時(shí),也可分為上下兩部分,形成臺階,同步爆破,并行掘進(jìn)。在地質(zhì)條件和施工條件許可時(shí),優(yōu)先采用全斷面掘進(jìn)法。②導洞法,先開(kāi)挖斷面的一部分作為導洞,再逐次擴大開(kāi)挖隧洞的整個(gè)斷面(圖1)。這是在隧洞斷面較大,由于地質(zhì)條件或施工條件,采用全斷面開(kāi)挖有困難時(shí),以中小型機械為主的一種施工方法。導洞斷面不宜過(guò)大,以能適應裝碴機械裝碴、出碴車(chē)輛運輸、風(fēng)水管路安裝和施工安全為度。導洞可增加開(kāi)挖爆破時(shí)的自由面,有利于探明隧洞的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況,并為洞內通風(fēng)和排水創(chuàng )造條件。根據地質(zhì)條件、地下水情況、隧洞長(cháng)度和施工條件,確定采用下導洞、上導洞或中心導洞等。導洞開(kāi)挖后,擴挖可以在導洞全長(cháng)挖完之后進(jìn)行,也可以和導洞開(kāi)挖平行作業(yè)。③分部開(kāi)挖法,在圍巖穩定性較差,一般需要支護的情況下,開(kāi)挖大斷面的隧洞時(shí),可先開(kāi)挖一部分斷面,及時(shí)做好支護,然后再逐次擴大開(kāi)挖。用鉆爆法開(kāi)挖隧洞,通常從第一序鉆孔開(kāi)始,經(jīng)過(guò)裝藥、爆破、通風(fēng)散煙、出碴等工序,到開(kāi)始第二序鉆孔,作為一個(gè)隧洞開(kāi)挖作業(yè)循環(huán)。盡量設法壓縮作業(yè)循環(huán)時(shí)間,以加快掘進(jìn)速度。20世紀80年代,一些國家采用鉆爆法在中硬巖中開(kāi)挖斷面面積為100m3左右的隧洞,掘進(jìn)速度平均每月約為200m。中國魯布革水電站工程,開(kāi)挖直徑8.8m的引水隧洞,單工作面平均月進(jìn)尺達231m,最高月進(jìn)尺達373.7m。
掘進(jìn)機法 掘進(jìn)機是全斷面開(kāi)挖隧洞的專(zhuān)用設備(見(jiàn)彩圖)。它利用大直徑轉動(dòng)刀盤(pán)上的刀具對巖石的擠壓、滾切作用來(lái)破碎巖石。美國羅賓斯公司在1952年開(kāi)始生產(chǎn)第一臺掘進(jìn)機。70年代以后,掘進(jìn)機有了較快的發(fā)展。開(kāi)挖直徑范圍為1.8~11.5m。在中硬巖中,用掘進(jìn)機開(kāi)挖80~100 m3大斷面隧洞,平均掘進(jìn)速度為每月350~400m。美國芝加哥衛生管理區隧洞和蓄水庫工程,在石灰巖中開(kāi)挖直徑9.8m的隧洞,最高月進(jìn)尺可達750m。美國奧索引水隧洞直徑3.09m,在頁(yè)巖中開(kāi)挖,最高月進(jìn)尺達2088m。隧洞掘進(jìn)機開(kāi)挖比鉆爆法掘進(jìn)速度快,用工少,施工安全,開(kāi)挖面平整,造價(jià)低,但機體龐大,運輸不便,只能適用于長(cháng)洞的開(kāi)挖,并且本機直徑不能調整,對地質(zhì)條件及巖性變化的適應性差,使用有局限性。
隧洞開(kāi)挖隧洞開(kāi)挖隧洞開(kāi)挖
新奧地利隧洞施工法 簡(jiǎn)稱(chēng)新奧法(NATM),是奧地利學(xué)者L.V.拉布采維茨等人于50年代初期創(chuàng )建,并于1963年正式命名的,涉及隧洞設計、施工以及管理等方面一整套的工程技術(shù)方法。它的主要特點(diǎn)是:運用現代巖石力學(xué)的理論,充分考慮并利用圍巖的自身承載能力,把襯砌與圍巖當成一個(gè)整體看待;在施工過(guò)程中,必須進(jìn)行現場(chǎng)量測,并應用量測資料修訂設計和指導施工;采用預裂爆破、光面爆破等技術(shù)或用掘進(jìn)機開(kāi)挖,用錨桿和噴射混凝土等作為支護手段,并強調適時(shí)支護。總之,是在充分考慮圍巖自身承載能力的基礎上,因地制宜地搞好隧洞開(kāi)挖與支護。
隧洞開(kāi)挖
盾構法 利用盾構在軟質(zhì)地基或破碎巖層中掘進(jìn)隧洞的施工方法。盾構是一種帶有護罩的專(zhuān)用設備,利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點(diǎn)向前推進(jìn),用刀盤(pán)切割土體,同時(shí)排土和拼裝后面的預制混凝土襯砌塊(圖2)。盾構是19世紀初期發(fā)明,首先用于開(kāi)挖英國倫敦泰晤士河水底隧道。盾構機掘進(jìn)的出碴方式有機械式和水力式,以水力式居多。水力盾構在工作面處有一個(gè)注滿(mǎn)膨潤土液的密封室。澎潤土液既用于平衡土壓力和地下水壓力,又用作輸送排出土體的介質(zhì)。
頂管法 為在地下修建涵洞或管道,用千斤頂將預制鋼筋混凝土管或鋼管逐漸頂入土層中,隨頂隨將土從管內挖出。這樣將一節節管子頂入,作好接口,建成涵管。頂管法特別適于修建穿過(guò)已成建筑物或交通線(xiàn)下面的涵管。
隧道洞口施工方法:
1、洞頂截水溝
在進(jìn)行洞口土石方開(kāi)挖前,首先施作好洞頂截水溝。以防地表水滲入開(kāi)挖面,洞頂環(huán)形截水溝與路基邊溝相接,形成良好的排水系統。截水溝出口附近應用漿砌片石鋪砌,以防沖刷。
2、洞口邊仰坡施工
洞口施工前首先組織測量人員對邊仰坡開(kāi)挖線(xiàn)進(jìn)行準確的測量定位,采用人工配合挖機分臺階進(jìn)行從上至下開(kāi)挖,開(kāi)挖至高度2米時(shí)用人工對坡面進(jìn)行清理,個(gè)別需要爆破的部位采用松動(dòng)爆破,在挖機開(kāi)挖邊坡時(shí)預留10~15㎝用人工修刷,盡量做到坡面平整。
3、洞口長(cháng)管棚施工
超前支護剛度大,可承受土體的垂直和側向壓力,長(cháng)管棚超前預支護具有棚架、錨固、固結地層的三種功能,它將部分荷載有效地吸收和傳遞到已封閉的支護結構上。在軟弱松散不良地質(zhì)地帶,通過(guò)長(cháng)管棚注漿補充固結土體,增強隧道上方土體的穩定性,保證隧道進(jìn)洞安全,滿(mǎn)足圍巖開(kāi)挖穩定的要求。
明挖法,也稱(chēng)作開(kāi)槽法,即在從地面開(kāi)挖,形成隧道槽,然后現澆混凝土底板、側墻和頂板,作為隧道支護,再回填土覆蓋隧道。北京修建地鐵1、2號線(xiàn)就采用這種方法,成本最低,但對地面交通等影響較大。
礦山法,顧名思義與開(kāi)挖礦井的方法一樣,適合于硬巖石層修建隧道。采用鉆孔爆破形成隧洞,然后采用單拱或雙拱支護,單栱指錨噴永久支護(即錨桿和噴射鋼纖維混凝土形成永久支護);雙拱指錨噴臨時(shí)支護,然后模筑鋼筋混凝土作為永久支護。這種方法也稱(chēng)作新奧法,大部分山嶺隧道都是用這種修筑的。
沉埋法,也叫沉管法,適合建造跨越江河或海峽的隧道。一般是在岸邊建造大型預制場(chǎng),預制鋼筋混凝土管節(多為矩形),然后將管節連接成為管段,封堵管段兩端,漂浮在水面拖至建造隧道地點(diǎn),然后沉入預先平整河床或海底基礎,管段沉底時(shí)相互連接密封,形成隧道。中國寧波、上海、武漢等均有采用沉管法修建的越江隧道。
盾構法是掘進(jìn)機(TBM)法的一種,習慣上將在軟土中開(kāi)挖隧道的掘進(jìn)機稱(chēng)作盾構。掘進(jìn)機法適合在各種地質(zhì)條件下,暗挖修建隧道,其掘進(jìn)機或盾頭,采用旋轉刀頭或高壓水槍?zhuān)▽τ谕寥溃┻M(jìn)行開(kāi)挖,然后頂著(zhù)后面支撐前進(jìn),前進(jìn)一定距離,就將預制混凝土管片組成一環(huán),形成隧道支護,同時(shí)成為掘進(jìn)機繼續頂進(jìn)的支撐。掘進(jìn)機法或盾構法施工,只需要建豎井放下掘進(jìn)機,對地面影響小,可以穿越有建筑、江河和山嶺,在城市地鐵隧道修建中使用最多。
1、預留進(jìn)、出洞口的位置應符合設計和施工方案的要求;
2、洞口土層不穩定時(shí),應對土體進(jìn)行改良,進(jìn)出洞施工前 應檢查改良后的土體強度和滲漏水情況;
3、設置臨時(shí)封門(mén)時(shí),應考慮周?chē)翆幼冃慰刂坪褪┕ぐ踩?等要求。封門(mén)應拆除方便,拆除時(shí)應減小對洞門(mén)土層的擾動(dòng);
4、頂管或盾構施工的洞口應符合下列規定:
1)洞口應設置止水裝置,止水裝置聯(lián)結環(huán)板應與工作 井壁內的預埋件焊接牢固,且用膠凝材料封堵;
2)采用鋼管做預埋頂管洞口時(shí),鋼管外宜加焊止水環(huán);
3)在軟弱地層,洞口外緣宜設支撐點(diǎn);
5、淺埋暗挖施工的洞口影響范圍的土層應進(jìn)行預加固處理。
原發(fā)布者:amei923
隧道開(kāi)挖方法的選擇初次接觸隧道工程,感觸頗深,在從事隧道試驗檢測工作的同時(shí),我更多的時(shí)間是向優(yōu)秀的工程師們學(xué)習具體的現場(chǎng)施工經(jīng)驗,在學(xué)校讀書(shū)的時(shí)候老師也是大概的講解了一下,而更多的東西還要靠自己去領(lǐng)悟,去學(xué)習。自己總結了隧道工程的一些開(kāi)挖方法,加上具體的現場(chǎng)施工逐漸的了解了隧道的施工工序及技術(shù)要求。在當前的施工實(shí)踐中,從施工造價(jià)及施工速度考慮,施工方法的選擇順序為:全斷面法→臺階法→環(huán)形開(kāi)挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→雙側壁導坑法;從施工安全角度考慮,其選擇順序應反過(guò)來(lái)。如何正確選擇,應根據實(shí)際情況綜合考慮,但必須符合安全、快速、質(zhì)量和環(huán)保的要求,達到規避風(fēng)險、加快進(jìn)度和節約投資的目的。1、全斷面開(kāi)挖法 全斷面開(kāi)挖法就是按照設計輪廓一次爆破成形,然后修建襯砌的施工方法。 適用條件:(1)I~IV級圍巖,在用于Ⅳ級圍巖時(shí),圍巖應具備從全斷面開(kāi)挖到初期支護前這段時(shí)間內,保持其自身穩定的條件。(2)有鉆孔臺車(chē)或自制作業(yè)臺架及高效率裝運機械設備。(3)隧道長(cháng)度或施工區段長(cháng)度不宜太短,根據經(jīng)驗一般不應小于lkm,否則采用大型機械化施工,其經(jīng)濟性較差。 隧道機械化施工,有三條主要作業(yè)線(xiàn),見(jiàn)表全斷面法施工特點(diǎn)(1)開(kāi)挖斷面與作業(yè)空間大、干擾小;(2)有條件充分使用機械,減少人力;(3)工序少,便于施工組織與管理,改善勞動(dòng)條件;(4)開(kāi)挖一次成形,對圍巖擾動(dòng)少,有利于圍巖穩定。 image1.jp
洞口段施工:1、邊仰坡開(kāi)挖:全站儀測量放樣,利用挖掘機自上而下逐段開(kāi)挖,不得掏底開(kāi)挖或上下重疊開(kāi)挖,清除洞口與上方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石等,石質(zhì)地層仰坡開(kāi)挖需要爆破時(shí),應以淺眼松動(dòng)爆破為主。
局部也可人工配合修整,開(kāi)挖時(shí)應隨時(shí)檢查邊坡和仰坡,如有滑動(dòng)、開(kāi)裂等現象,應適當放緩坡度。2、成洞面支護:仰坡刷坡完成后,及時(shí)用坡度板檢查坡度,待坡度檢查合格后,及時(shí)打設系統錨桿,并將錨桿頭外露,掛設金屬擴張網(wǎng)與錨桿頭焊接成整體。
掛網(wǎng)完成后立即噴射混凝土,并反復噴射,直到達到設計厚度為止。3、截水溝施工:在距仰坡坡口5米處開(kāi)挖截水溝,截水溝開(kāi)挖以機械為主,人工配合修整,修整完后,立即砌筑7.5#漿砌片石,并用砂漿抹面。
①明挖法。
在拆遷量小的情況下,此法的工程造價(jià)低、速度快。但交通干擾大,一般在市區不容易實(shí)施。
只有在郊區、空曠區,有條件敞口開(kāi)挖時(shí)方可采用。當土體穩定需要時(shí),還應采取支護樁或地下連續墻作基坑支護;當工程結構物處于有地下水干擾的位置,還需采取降排水措施。
明挖法施工隧道的工藝相對簡(jiǎn)單、受力明確,操作方便,但需做好地下管線(xiàn)拆遷或加固穩定、地面交通疏導、環(huán)境保護以及基坑安全穩定等工作。遇有基坑石方需要爆破時(shí),必須事先編制爆破方案、申報主管部門(mén)批準后方可實(shí)施。
②蓋挖逆筑法。蓋挖逆筑法是蓋挖法的一種。
該法施工是先修筑隧道(或車(chē)站)圍護墻和支承柱以及結構頂板,然后利用出入口、通風(fēng)道或單獨設置豎井,用自上而下的逆筑法施工單層或多層地下隧道(或車(chē)站)結構。此方法介乎明挖法與暗挖法之間,除其頂板為明挖施工 外,其余結構均為暗挖施工。
這種方法特別適合于城市市區,人口、交通密集繁忙之處。 此種方法大部分土方在頂蓋及圍護墻體結構之內的洞中開(kāi)挖,適宜于軟弱土質(zhì)地層,地下水穩定在基底高程0.5m以下的地層條件,否則還需要配以降水措施。
蓋挖逆筑法施工,一般分兩個(gè)階段:地面施工階段——圍護墻、中間柱、頂板施工;洞內施工階段——土方開(kāi)挖、結構、裝修和設備安裝。土方和器材出人全靠豎井運輸。
在地面施工階段,施工對地面交通、市民生活以及地下管道等有:干擾,應該快速而細致地完成。頂板、圍護墻、柱是施工期間以及運營(yíng)期間的主體結構的一部分;施工中完成的樓板是施工階段幫助側墻維持穩定和運營(yíng)期間整體結構的組成部分,當側墻穩定有需要時(shí),樓板上方和下方需加臨時(shí)水平撐;底板是完成整個(gè)主結構的最后部分,是實(shí)現結構閉合的重要環(huán)節,對保證隧道(車(chē)站)蓋挖逆筑施工安全、穩定有重要意義。
③噴錨暗挖法。噴錨暗挖法是邊挖邊支護,約束圍巖變位,使圍巖和支護結構共同形成支護環(huán)、實(shí)施穩定的人工掘進(jìn)作。
在土層和不穩定巖體中開(kāi)挖隧道時(shí),工作面被擾動(dòng),為延長(cháng)圍巖穩定時(shí)間,必要時(shí)還需要采取超前預支護或加固措施(如注漿、冰凍等),然后再進(jìn)行挖掘。隧道掘進(jìn)沿線(xiàn)的地層和地表情況變化萬(wàn)千,因此詳細掌握工程地質(zhì)和水文資料,詳 細制定開(kāi)挖工藝、方案,確保挖掘過(guò)程中圍巖穩定、初期支護及時(shí)閉合,是十分重要的。
用此法掘進(jìn)施工中土和器材的進(jìn)出一般也是通過(guò)豎井運輸。初期支護結構一般采用鋼拱架(拱形斷 面)加噴射混凝土。
整個(gè)施工過(guò)程以人工操作為主,因此必須確保施工期間隧道內沒(méi)有水。 噴錨暗挖法施工自始至終處于暗挖土體與隧道結構施筑與置換的動(dòng)態(tài)過(guò)程,隧道圍巖 始終處于穩定與失穩兩種態(tài)勢的交變過(guò)程之中。
為確保施工過(guò)程中隧道圍巖穩定,必須采 用監控測量的方法,對圍巖、支護結構的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,及時(shí)反饋信息,指導安全施工。 為使隧道順利掘進(jìn)并保證圍巖穩定,施工中常需要配以各種輔助工法。
在需要采用鉆爆開(kāi)挖時(shí),對硬巖宜用光面爆破,軟巖中宜用預裂爆破,爆破前應進(jìn)行爆破設計,按規范規定進(jìn)行試驗和修正,并將爆破方案申報公安部門(mén)審批同意后可實(shí)施。 噴錨暗挖法也常用于地鐵車(chē)站施工。
④盾構法。采用盾構機進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工的方法稱(chēng)為隧道盾構掘進(jìn)法。
盾構機具有開(kāi)挖、支護、排渣和拼裝隧道襯砌管片等功能。常見(jiàn)盾構機種類(lèi)有敞口式、網(wǎng)格式、土壓平衡式、泥水平衡式和氣壓式等。
各種盾構機均有一定適用范圍,應根據隧道外徑、埋深、地質(zhì)、地下管線(xiàn)與構筑物、地面環(huán)境、開(kāi)挖面穩定和地表隆沉控制值等控制要求,經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟比較后進(jìn)行設備選型,使施工質(zhì)量高、造價(jià)低、又安全。 盾構機以其盾殼作保護,既支承周?chē)馏w又保護殼內機具設備和人員安全。
在無(wú)地下水的地層中,可采用敞口式盾構,用手掘式或半機械方式挖掘正面土體;網(wǎng)格式盾構機在胸板上設有網(wǎng)格,由千斤頂頂進(jìn)時(shí)正面土體受擠壓后通過(guò)網(wǎng)格擠入胸板內側,用括板運輸機將土運走;土壓平衡和泥水平衡式盾構機屬于閉胸式機械化盾構機,適用于有地下水、對地表隆沉有嚴格要求的地層,機頭有刀盤(pán),切土進(jìn)入土艙,機內有螺旋輸送機排土(泥水式盾構機采用攪拌器將土艙中的土與水充分攪拌成流態(tài),由泵輸送、排出)。 排土速度與掘進(jìn)速度要有機協(xié)調,以保持開(kāi)挖面土體有一定土壓,維持土體穩定,達到控制圍巖和地表穩定的目的。
掘進(jìn)過(guò)程中,管片拼裝設備逐環(huán)拼裝管片,形成隧道襯砌。管片之間有止水密封條,安裝時(shí)便形成止水功能。
機頭有注漿孔,可進(jìn)行填空注漿,限制地層沉降,管片可留有注漿孔,可進(jìn)行二次注漿。為保證機頭土艙始終具有土壓,還有注漿系統對土艙內的土注漿或水或泡沫,對有些土進(jìn)行塑流化改性。
不同盾構機在設備、工藝和適用條件上都有差別,但基本掘進(jìn)原則(保持土體穩定、人機安全、環(huán)境安全等)是相同的。為此,盾構法隧道施工中,測量監控工作仍然是不可缺少的一個(gè)組成部分。
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