單側壁導坑法適應於隧道跨度大,扁平率低、圍岩較差,一般Ⅳ~Ⅴ類圍岩,地表下沉需控制的隧道。單側壁導坑法適用於斷面跨度大、地表沉陷難於控制的軟弱鬆散圍岩中。
定義,工藝原理,施工方法,
定義
其施工要點有:
1.將斷面分成側壁導坑、上台階、下台階;
2.側壁導坑寬度不宜超過0.5倍洞寬,高度以到起拱線為宜;
3.導坑與台階的距離以導坑施工和台階施工不發生干擾為原則;
4.上、下台階的距離則視圍岩情況參照短台階法或超短台階法擬定。
在高等級公路建設中,隧道、特別是長大隧道一般成為整個項目的控制工程,控制著整個工程的工期,隧道施工又有作業範圍小施工干擾大等特點,因此開挖又成為控制工期的關鍵,在鑽爆法施工中,根據圍岩條件,有多種施工方法:如全斷面法、台階法導坑法等。在扁平大跨度,岩層產狀平緩,地質條件差,地下水豐富的隧道施工中,單側壁導坑法開挖不失為一種理想的開挖方法。
工藝原理
以岩體力學理論為基礎,套用新奧法指導施工,充分發揮圍岩自承能力,運用光面爆破技術,及時進行噴錨初期支護,防止圍岩鬆動,套用監控量測及時反饋信息,充分發揮圍岩和初期支護的作用,
施工方法
一 、單側壁導坑施工順序如下:
1、先行導坑開挖:
採用微正台階法,上半斷面超前2.5~3m,使用5台氣腿式鑿岩機鑽眼,光面爆破,每循環進尺2.0~2.5m,配備正鏟卸式裝載機裝碴,自卸汽車運輸。
2、先行導坑支護:根據圍岩情況和設計要求,採用錨桿,噴射砼,架格柵支護,可利用汽車平台架鑽錨桿眼,間距1.0×1.0,長度3.5m/根。初噴砼125px,再架設格柵,縱向間距1榀/m。為保證施工安全,中壁牆需作臨時支護,錨桿間距1.5×1.5,噴砼10~375px,,架設格柵,縱向間距1榀/m
3、右側開挖、支護
在左側先行導坑超前50m後進行,以不影響先行導坑施工。開挖、支護方式與左側相似,只是不再作中壁臨時支護。
4、仰拱施工
在下部開挖至設計標高后,即可清基,施作單側仰拱,另一側仰拱應在中壁牆撤除後進行。
5、全斷面襯砌
在仰拱和回填完成後,開始邊牆施工,按設計要求施作防水層和其他排水設施,同時做好各種預埋管件及預留洞的安裝和檢查,防止錯埋,漏埋。
二、施工工藝
1.單側壁導坑開挖循環流程圖
裝藥放炮 |
通風排煙 |
上部鑽錨桿、炮孔 |
下部測量 |
下部支護 |
出 碴 |
上部支護 |
下部鑽錨桿、炮孔 |
2、單側壁導坑標準作業循環時間
工 序 | 標準時間(分鐘) | 工 序 | 標準時間(分鐘) |
1、上部測量 | 40 | 7、下部鑽孔 | 200 |
2、上部鑽孔 | 180 | 8、下部錨桿、架格柵 | 180 |
3、上部錨桿、架格柵 | 180 | 9、裝藥放炮 | 150 |
4、上部噴砼 | 150 | 10、裝藥放炮 | 90 |
5、出碴 | 150 | 11、通風排煙 | 20 |
6、下部鑽孔 | 40 | 12、找頂 | 40 |
3、單側壁導坑挖順序流程圖
4、側壁與中壁牆支護聯結工藝
若在側牆格柵與中壁牆格柵聯結成副本,拱部壓力和側向壓力太大仍可能發生坍塌。因此需在A處須知加強處理,如下圖:
深孔錨桿
格柵
每榀格柵處設深孔錨桿4根,錨桿長度4~5米/根,錨桿外露與格柵焊接,然後噴砼封閉。
5、監控量測
為保證開挖和襯砌安全,需用監控量測數據判定圍岩穩定性,通常用水平收斂和拱頂下沉值確定。
根據位移變化速率判別,當水平收斂速大於10mm/d時,需加強支護,當水平收斂小於0.2mm/d時,則認為圍岩基本穩定,根據位移時間曲線判定:當圍岩變化速率下降時,圍岩趨於穩定,當圍岩變化率不變時,應加強支護,當圍岩變化速率不斷上升時,則處於危險狀態。三、勞動力組織及進度
根據開挖和襯砌作業組織,勞動力安排如下
開 挖 | 砼 襯 砌 |
1 測量(包括量測) 6人 | 1 防水層鋪設 10人 |
2 鑽孔(包括錨桿) 16人 | 2 拌合站 10人 |
3 裝藥爆破 8人 | 3 輸送泵 4人 |
4 通風排煙 1人 | 4 砼輸送 6人 |
5 噴砼、架格柵 16人 | 5 脫模定位 7人 |
6 出碴 6人 | 6 其他 15人 |
7 清理安裝風水電 10人 | |
小計 63人 | 小計 52人 |
施工進度:由於該法工序較多,施工時應精心組織,各工種密切配合,搞好工序銜接,每循環需24小時,每循環進尺2.0米,則每月進度達60米,從鐵山坪隧道實際施工效果看,月進度也在60米左右。
四、機械設備配置
單側壁導坑開挖主要機械設備表
序號 | 類 別 | 機 具 名 稱 | 規格及型號 | 單位 | 數量 |
1 | 開挖 | 汽腿式鑿岩機 | YT-28 | 台 | 10 |
2 | 自製汽車台架 | 台 | 2 | ||
3 | 裝碴 | 側卸式裝載機 | ZL50C | 台 | 2 |
4 | 運輸 | 自卸汽車 | 斯太爾(19.5T) | 台 | 3 |
5 | 支護 | 三在線上 | B8400 | 台 | 1 |
6 | 自製汽車台架 | 台 | 1 | ||
7 | 洞口設備 | 軸流式通風機 | DF-100 | 台 | 1 |
8 | 電動空壓機 | 41-20/8 | 台 | 2 |
五、工程質量及安全
單側壁導坑施工應遵循隧道施工質量、驗收規範。同時應注意以下幾點:
1、雙洞開挖時,後行洞靠先行洞側的圍岩實際上是處於懸空狀態,這部分圍岩經開挖已擾動過一次,如果後行洞的施工方法不當,可能對圍岩造成嚴重二次擾動,並導致先行洞洞壁破壞。為此應弱爆破、強支護、勤量測。結合具體工程情況,認真分析,精心施工。
2、中壁牆的撤除,必須待圍岩完全穩定後方可進行。
3、控制隧道超欠挖,由於拱頂分兩次開挖,很易造成拱超欠挖嚴重,因此必須提高測量精度,鑽眼精度。特別是周邊眼的精度,為快速襯砌提供條件。