挖芯土,预留一定厚度由人工修边整理,以保证隧道轮廓的圆顺和平整。
初期支护:开挖出轮廓线后,及时初喷5cm厚C25微纤维混凝土围岩封闭。施作系统锚杆,(拱部120°范围内采用L-2.5m、间距1m×1m梅花型布臵的φ22药包锚杆,边墙采用L-4m、间距1m×1m梅花型布臵的φ22砂浆锚杆),按照1榀/0.6m间距架立工25a型钢钢架,每分部开挖隧道两侧钢架分节点处各设两根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。
潼洛川隧道DK341+317~+345、DK344+870~DK345+093段以及高桥隧道DK348+170~+610、出口DK349+385~+410、DK349+500~+554段,洞身位于湿陷性黄土地段,拱部不设系统锚杆,但每榀钢架需布臵8根锚杆以固定钢架。
CRD法分部开挖方法参见《Ⅴ级围岩CRD法开挖支护施工示意图》。
②开挖及出碴设备
根据断面尺寸及各分部导坑开挖断面尺寸,使用4台PC60-7型挖掘机同时进行平行作业。
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CRD法的施工组织,上、下部及底部开挖各工序作业时间需交叉平行作业进行。上部开挖时,运输车辆停在下导坑,挖
掘机挖土后回转180°,通过横支撑的间隔空隙将土直接漏装到自卸汽车上并外运;上部进行超前或初期支护时,下部和底部进行开挖掘进施工,根据中、下部开挖净空尺寸,自卸汽车和挖掘机可左右并排作业,挖掘机开挖后可直接装车。
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
CRD法开挖将断面分隔成左右两侧、上、下部及底部六个部分,根据临时支护及横撑形式,先开挖左侧,再开挖右侧,右侧滞后左侧12m左右施工。上部台阶长度控制在12m左右;中部台阶长度控制在10m以内;下部及时跟进,台阶长度控制在2m左右。
第一步:施作拱部超前支护,开挖左侧上台阶1部,每循环进尺控制在65~70cm之间,开挖成形后及时施作Ⅱ部初期支护及临时支护,打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);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,继续向下开挖左侧土体3部,及时施作Ⅳ部初期支护及临时支护,打设墙脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);
第三步:施作右侧拱部超前支护,当3部开挖约10m后,开挖右侧上台阶5部,每循环进尺控制在65~70cm之间,开挖成形后及时施作Ⅵ部初期支护及临时支护,打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;
第四步:当5部开挖约2~5m后,继续向下开挖右侧土体7部,及时施作Ⅷ部初期支护及临时支护,打设墙脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);
第五步:当7部开挖约10m后,对9部及11部位于新黄土地层的基底进行水泥土挤密桩加固处理,打设钻孔,施工水泥土挤密桩至
设计标高;
第六步:向下开挖左侧剩余土体9部,施作Ⅹ部初期支护; 第七步:向下开挖右侧剩余土体11部,施作Ⅻ部初期支护,初期支护封闭成环;
第八步:拆除部分临时支护及底部部分横撑,先施作仰拱,然后施作仰拱填充;
第九步:拆除部分横撑,施作边墙二衬;
第十步:拆除剩余临时支护及横撑,施作拱部二衬,封闭结构。 ④临时支护体系 A、临时支护体系的安装
CRD法开挖的一个重要环节就是按照各部开挖顺序依次对各开挖断面施作临时支护、架设横撑,与初期支护形成封闭结构,以提高围岩开挖后的稳定性,确保施工安全。临时支护及横撑采用工25a型钢、中隔壁处喷25cm厚微纤维混凝土,中隔壁和横撑沿隧道纵向安设,与初期支护的型钢钢架间距相同,钢架之间用φ42钢管相连,环向间距1m。
按照《Ⅴ级围岩CRD法开挖支护施工示意图》所示开挖顺序,在1部开挖后及时施做中隔壁和横撑,与初期支护形成封闭结构。然后开挖3部,接长初期支护和中隔壁钢架,喷微纤维混凝土。同样方法依次施工5部、7部,待9部、11部开挖完成后,将初期支护和中隔壁钢架接长到仰拱底部,与仰拱钢架焊连,喷混覆盖,形成完整的初期支护、临时支护和横撑体系。
B、临时支护体系的拆除
临时支护的拆除时间由两个因素确定,一个是围岩的变形情况,另一个是临时支护体系对后续工序作业的影响。通过围岩的监控量测,当围岩变形幅度达到设计允许数值范围之内,并且临时支护和横撑承受的应力已减小到拆除后不会影响围岩变形时可以进行拆除作业。另外还应考虑临时支护体系是否对后续作业的及时跟进产生影响,在严格考证拆除临时支护体系的安全性之后,再行拆除。
当围岩稳定条件满足要求时,拆除部分临时支护及底部部分横撑,依次施作仰拱二衬及隧底填充;再拆除部分横撑,施作边墙二衬;剩余临时支护及横撑在边墙二衬施工结束后一次拆除,然后施作拱部二衬,封闭结构。
拆除中隔壁喷射混凝土层时要避免扰动初期支护。施工时钢架之间的喷射混凝土层采用风镐拆除,临时支护和初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土人工凿除,临时支护与初期支护连接部位用氧炔焰割断,其他部位附着的喷射混凝土,待钢架拆除运出洞外后再行处理。
中隔壁钢架设计曲率同仰拱曲率,拆除后经整修可用于仰拱钢钢架支护。
⑤循环进尺
为确保施工安全,最大限度的利用围岩的自稳性,本着“短进尺、快循环”的原则,Ⅴ级围岩上、中部每循环进尺为0.8m,下部可适当加大,但不超过1.5m。