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隧道新奧法開挖方法及工序圖文詳解,講得太完美了!

2023-09-20 1571 0

新奧法的概念:用薄層支護(hù)手段保持圍巖強(qiáng)度、控制圍巖變形,以發(fā)揮圍巖自承載能力,并通過施工監(jiān)控量測指導(dǎo)隧道的設(shè)計(jì)與施工。

(一)橫斷面開挖方法
1全斷面開挖法

2臺(tái)階法

包括:(1)長臺(tái)階法;(2)短臺(tái)階法;(3)超短臺(tái)階法

3分部開挖法

(1)環(huán)形開挖留核心土法(臺(tái)階分部開挖法)

(2)單側(cè)壁導(dǎo)坑法

(3)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法)

(4)中洞法

(5)中隔壁法-CD法

(6)交叉中隔壁法-CRD法
(二)全斷面開挖方法
1.概念——全斷面開挖法是按設(shè)計(jì)開挖斷面一次爆破成型

表示方法:橫斷面工序圖、縱斷面工序展開圖

習(xí)慣標(biāo)注方法:① 阿拉伯字1、2、3...表示挖掘;                  ② 羅馬字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支護(hù);

2.施工順序

(1)鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥、聯(lián)接導(dǎo)火線;

(2)臺(tái)車退出、引爆炸藥,開挖出整個(gè)隧道斷面;

(3)排除危石(俗稱“找頂”);

(4)噴射拱圈混凝土,必要時(shí)安設(shè)拱部錨桿;

(5)裝碴機(jī)將石碴裝入運(yùn)輸車輛,運(yùn)出洞外;

(6)噴射邊墻混凝土,必要時(shí)安設(shè)邊墻錨桿;

(7)根據(jù)需要可噴射第2層混凝土和隧道底部混凝土;  

(8)量測、判斷圍巖和初期支護(hù)的變形,為支護(hù)參數(shù)修改提供依據(jù);

(9)開始下一輪循環(huán)。

3.適應(yīng)條件:

1)Ⅲ~Ⅰ級(jí)圍巖;

2)大型施工機(jī)具(鉆孔臺(tái)車:四臂、二臂等);

3)經(jīng)濟(jì)性考慮:開挖距離越長越經(jīng)濟(jì)。

4.施工特點(diǎn):

1)工序少、干擾少,便于施工組織管理;

2)開挖面大,便于機(jī)械化作業(yè),爆破效果好(深眼爆破),進(jìn)度快;

3)開挖一次成形,減少了爆破次數(shù),對(duì)圍巖擾動(dòng)少;

4)地質(zhì)適用范圍較窄,要求地質(zhì)條件較好,否則當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化時(shí)改變施工方法不易。

5.機(jī)械化施工的三條主要作業(yè)線:

(三)臺(tái)階開挖方法

1.特點(diǎn):

1)將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分-分別開挖;

2)目前適用性最廣的施工方法;

3)隨臺(tái)階長度的調(diào)整,幾乎可用于所有地層-是主導(dǎo)方法。

2.選擇條件

1)初期支護(hù)形成閉合環(huán)的時(shí)間要求:圍巖越差,閉合時(shí)間要求越短,則臺(tái)階必須縮短;

2)施工機(jī)械效率:效率高,則可以縮短支護(hù)閉合時(shí)間,臺(tái)階可延長;

這2個(gè)條件反映一個(gè)原則:即希望初期支護(hù)盡快閉合

軟弱圍巖以第1條件為主

圍巖較好時(shí)以第2條為主

為什么?

答:發(fā)揮機(jī)械效率,保證施工經(jīng)濟(jì)性

3.長臺(tái)階法

臺(tái)階長度:L≥5B,B為洞室的寬度。甚至可以上臺(tái)階先貫通,即為“半斷面法”。

特點(diǎn):進(jìn)度快,僅次于全斷面法。

適用于:Ⅲ~Ⅰ級(jí)圍巖。

作業(yè)順序:

(1)開挖上半斷面:鉆眼-裝藥-爆破-錨噴-推石碴到下半斷面;

(2)開挖下半斷面:將推下的石碴運(yùn)出-鉆眼-爆破-出碴-邊墻錨噴;

(3)整個(gè)斷面完成。

4.短臺(tái)階法

臺(tái)階縮短:(1~1.5)B≤L<5B

特點(diǎn):①支護(hù)閉合時(shí)間加快,圍巖穩(wěn)定性增加;②臺(tái)階縮短加大了對(duì)下臺(tái)階施工的干擾。適用于:Ⅴ、Ⅳ級(jí)圍巖。

問題:臺(tái)階縮短對(duì)施工進(jìn)度有何不利?

答:上臺(tái)階存碴面積減小,往下臺(tái)階推碴次數(shù)增多。

解決辦法:增加平行作業(yè)的時(shí)間,有利于加快進(jìn)度

①皮帶運(yùn)輸機(jī)

②過渡坡道

Ⅰ、鋼結(jié)構(gòu)跳板(仰拱先做)

Ⅱ、石碴坡道(仰拱后做)~見圖

5.超短臺(tái)階法

上臺(tái)階長度僅為3~5m。

特點(diǎn):更有利于控制圍巖變形,但上下臺(tái)階相隔太近,施工干擾大。

適用于:軟弱破碎圍巖(Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖)

短臺(tái)階施工注意:

①下半斷面開挖應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后才能進(jìn)行;  

②開挖后要及時(shí)噴砼,暴露時(shí)間愈長愈不安全;

③量測要及時(shí),當(dāng)位移速度加快時(shí),應(yīng)立即采取措施。

問題:能否下臺(tái)階先進(jìn)?

答:反臺(tái)階法:速度快、不安全、淘汰
(四)分部開挖方法

(1)環(huán)形開挖留核心土法(臺(tái)階分部開挖法)

(2)單側(cè)壁導(dǎo)坑法

(3)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法)

(4)中洞法

(5)中隔壁法-CD法

(6)交叉中隔壁法-CRD法  ====================================  1.環(huán)形開挖留核心土法

特點(diǎn):

①留核心土支頂工作面,穩(wěn)定性優(yōu)于超短臺(tái)階法

②進(jìn)度慢、分塊多、不利通風(fēng)

適用于:土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖;小型施工機(jī)具

2.單側(cè)壁導(dǎo)坑法

特點(diǎn):

①洞室開挖跨度減小,有利于圍巖穩(wěn)定;

②導(dǎo)坑要閉合,增加了材料用量;

③進(jìn)度慢。

適用:斷面跨度大,對(duì)地表沉陷有控制要求的軟弱底層

3.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

特點(diǎn):

①雙導(dǎo)坑,使洞室最大開挖跨度更小,穩(wěn)定性增加;

②耗材增加;

③進(jìn)度慢。

適用:對(duì)地表沉陷要求更高,或跨度更大的隧道。

問題:

1)雙側(cè)導(dǎo)坑的開挖是對(duì)開還是錯(cuò)開?為什么?

答:應(yīng)錯(cuò)開挖,間距7~10m。

避免在同一斷面上同時(shí)開挖的總跨度過大。

2)導(dǎo)坑尺寸如何確定?

答:應(yīng)滿足施工要求,但寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3?! ?/p>

4.中洞法

特點(diǎn):先開挖中間巖土體,施作中墻混凝土,后開挖兩側(cè)

適用于:雙連拱隧道

施工要求:

1)中洞法開挖高度應(yīng)大于中墻高度1m,開挖寬度應(yīng)大于5m;  

2)中洞開挖長度取決于隧道長度、寬度及地質(zhì)條件,一般為50~80m;

3)中洞開挖后應(yīng)及時(shí)施作初期支護(hù),在分段澆筑中墻混凝土;  

4)中墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模,并進(jìn)行臨時(shí)橫向支撐?! ?/p>

5.中隔壁法—CD法-Center Diaphragm

特點(diǎn):

1)沿一側(cè)自上而下分2部或3部進(jìn)行。

2)每開挖一部及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁?! ?)底部設(shè)臨時(shí)仰拱。

4)中隔壁墻依次分部連接。

5)開挖中隔壁墻的另一側(cè),步驟同上。

適用于:Ⅴ~Ⅵ級(jí)圍巖的淺埋雙線隧道。

施工要求:各部開挖時(shí),周邊輪廓盡量圓順,減小應(yīng)力集中;各部底部高程應(yīng)與鋼架接頭一致;每部開挖高度約為3.5m;后一側(cè)開挖應(yīng)全斷面及時(shí)封閉;左右兩側(cè)縱向間距一般為30-50m;中隔壁應(yīng)為弧形或圓弧形。

6.交叉中隔壁法—CRD法 Center Cross Diaphragm

特點(diǎn):沿一側(cè)自上而下分2部或3部進(jìn)行;每開挖一部及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁;底部設(shè)臨時(shí)仰拱;完成1~2部后即開始另一側(cè)1~2部的開挖及臨時(shí)支護(hù);形成左右兩側(cè)開挖及支護(hù)相互交叉的情形。

適用于:Ⅴ~Ⅵ級(jí)圍巖的淺埋雙線隧道

CD與CRD之比較:

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