隧道施工方法(3)

2020-04-14 18:13

护措施对拱部拟开挖的岩体进行注浆预加固。超前小导管使用L-3.5m的φ42无缝热轧钢管,按环向间距40cm、外插角5°~10°、水平搭接长度不小于1.5m布臵,内填M20水泥砂浆,待浆液达到一定强度后,采用小型挖掘机开挖,并预留一定厚度由人工持风镐修边,保证隧道轮廓的圆顺和平顺。

每一台阶开挖完成后,及时喷射5cm微纤维混凝土对围岩进行封闭,施作系统锚杆,按照1榀/0.8m间距架立工20a型钢钢架,每分部开挖隧道两侧钢架分节点处各设2根φ42锁脚锚管(L-4.0m),然后挂设钢筋网,分层复喷微纤维混凝土至设计厚度,完成一个开挖循环。

Ⅳ级围岩开挖、支护施工示意图见图《Ⅳ级围岩弧形导坑法开挖支护施工示意图》。

②开挖及出碴设备

根据断面尺寸,Ⅳ级围岩开挖采用4台PC60-7型小型挖掘机交叉平行作业,按照左右分部交错开挖的方式的同时开展开挖作业。

机械开挖时,注意在开挖轮廓线以内要预留一定厚度由人工开挖修边,以最大限度的控制超欠挖。

根据黄土隧道弧形导坑法的施工组织、隧道的断面尺寸,各部分左右部分进行开挖作业时,挖掘机和运输汽车可并行作业。空间受限时,挖掘机挖装土后机斗回转180°装车。洞内出碴采用上述型号的挖掘机装碴,自卸汽车运输。开挖和装碴同时作业。

③开挖顺序

弧形导坑法开挖将整个断面分成上、中、下及底部四部分开挖,其中上、中部弧形开挖留核心土。

第一步:施作拱部超前小导管预支护(局部含水量较大地段),弧形导坑开挖拱部土体1部,每循环进尺控制在100~120cm之间,开挖成形后及时施作初期支护Ⅱ部并打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m),开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;

第二步:当1部开挖约3~5m后,继续向下开挖土体3部,施作初期支护Ⅳ部并打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m),开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;

第三步:当3部开挖约3~5m后,继续向下开挖土体5部,施作初期支护Ⅵ部并打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m);

第四步:当5部开挖约10m后,开挖剩余土体7部,施作初期支护Ⅷ部,初期支护封闭成环。

为保证施工进度,达到黄土隧道快速施工的目的,根据开挖断面特点,各部在合理组织、相互协调的基础上,左右侧分上、中、下部按照开挖和支护工序交叉开展施工,以解决各部开挖运输出碴的通道的问题;下部利用上部进行超前支护的作业时间一次开挖4.9m,这样可最大限度的减小各部施工的干扰问题。

根据隧道断面尺寸,各部分左右部分进行开挖作业时,挖掘机和运输汽车可并行作业,挖掘机开挖装土后稍微调转可直接将碴卸在车上,另一侧可作为上一台阶开挖出碴的运输通道,同时也满足同步进行初期支护的作业空间。即上部左侧开挖时,中部进行右侧开挖,下

部进行左侧开挖,中部的左侧和下部的右侧作为上部开挖运输出碴的通道,同时可进行上部右侧、中部左侧和下部右侧的初期支护作业;反之,各工序也可同时进行作业。

④循环进尺

根据隧道地质情况以及工期要求,Ⅳ级围岩洞身开挖计划循环进尺为:上、中、下部每循环进尺为1.2m;如地质情况允许时,中、下部进尺可适当加大,但上部进尺要严格控制,以防止进尺过大影响施工安全。底部在上部进行超前支护时进行开挖,一次开挖长度为4.8m。

⑤循环时间

Ⅳ级围岩开挖支护每循环作业时间见下表。 Ⅳ级围岩弧形导坑法开挖支护循环作业时间表

拱部环行开挖 序号 工序名称 超前地质预报 中部开挖 下部开挖 底部开挖 作业 作业 工序名时间 工序名称 时间 称 (min) (min) 15 30 测量放线 30 测量放线 作业 作业 时间 工序名称 时间 (min) (min) 30 1 2 测量放线 φ42小3 导管超前注浆 75 4 1--开挖及出碴 210 3--开挖、出碴(分左右两侧开挖) 210 5--开挖、出碴(分左右侧开挖) 210 7--开挖、出碴 120 Ⅱ--安装径向锚5 杆、钢架,挂钢筋网 6 Ⅱ--喷混 7 合计 210 Ⅳ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅳ--喷混 合计 210 Ⅵ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅵ--喷混 合计 60 Ⅷ--安装钢架,挂网喷混凝土 Ⅷ--喷混 合计 180 180 720 180 630 180 630 180 480 8 说明: 1、拱部环行开挖、出碴占用直线时间720min,每天进行2个循环。 2、中、下部开挖支护与上部交叉平行作业,不占用直线时间,中、下部开挖可分左右两部交错施工。 3、每循环进尺1.2m,日进尺2.4m,月进尺72m,考虑长期效率90%,月平均进尺65m。 4、超前地质预报每4个循环进行一次,每次钻孔深度5m。 5、超前小导管支护每4个循环进行一次,平均到上部每循环占用时间75min。 6、上部4个循环、下部循环一次,一次进尺4.8m,底部开挖利用上部超前支护的时间,一次进尺4.8m。 (2)Ⅳ级围岩加强段弧形导坑法开挖 潼洛川隧道

DK341+345~DK341+725

段,高桥隧道

DK349+215~DK349+225段、DK349+345~DK349+385段,为Ⅳ级围岩加强段,采用弧形导坑法施工。

隧道全断面设工22a型钢钢架,间距1榀/0.8m,局部含水量较大地段拱部设φ42超前小导管(L-3.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,搭接长度≥1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用钢筋混凝土结构,拱墙厚50cm,仰拱厚60cm。

隧道Ⅳ级围岩加强段设计开挖断面尺寸为:14.90m×12.88m(宽×高),包括预留变形量10cm。采用弧形导坑法施工,开挖顺序及初期支护方法同Ⅳ级围岩地段,根据Ⅳ级围岩加强段地质特点,初期支护的喷射微纤维混凝土厚度增加至30cm,钢架采用工22a型钢。

(3)Ⅴ级围岩段CRD法开挖

潼洛川隧道DK341+317~DK341+345段、DK344+870~DK345+093段,高桥隧道DK348+170~DK348+610段、DK349+385~DK349+410段,DK349+500~DK349+554段,为Ⅴ级围岩地浅埋段,采用CRD法施工,人工配合小型挖掘机进行开挖作业,人工利用多功能作业台架、锚杆钻机、湿喷机等进行初期支护作业。

隧道全断面设工25a型钢钢架,间距1榀/0.6m,拱部设φ42超前小导管(L-4.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,搭接长度≥1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用钢筋混凝土结构,拱墙厚60cm,仰拱厚70cm。

①开挖方法

潼洛川隧道和高桥隧道Ⅴ级围岩段设计开挖断面尺寸为:15.20m×13.18m(宽×高),包括预留变形量10cm。

隧道采用CRD法开挖,将整个断面分解成左右侧共六个部分进行开挖、支护。根据临时支护体系和横撑架设形式,先开挖左侧,后开挖右侧,右侧滞后左侧12m左右平行掘进。为满足小型挖掘机作业空间,每侧上部台阶超前下部台阶12m左右掘进,下部台阶超前底部10m左右。左侧上部开挖高度约6.6m;下部开挖高度约4.7m;底部开挖高度约2.0m。

预支护:开挖前采用超前小导管预支护措施对左右侧拱部拟开挖的岩体进行注浆预加固。小导管使用L-4.5m的φ42无缝热轧钢管,按环向间距40cm、外插角5°~10°、水平搭接长度不小于1.5m布臵,内填M20水泥砂浆。待浆液达到一定强度后,使用小型挖掘机开


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