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隧道工程的施工步骤

作者:马熙远
2020-02-22
信息

隧道工程的施工步骤

一、隧道施工的方法有哪些

传统的矿山法 是采用钻爆法开挖和钢木构件支撑的施工方法。

隧道掘进机法 它是装置有破碎岩石的刀具,采用机械破碎岩石的方法开挖隧道,并将破碎的石碴传送出机外的一种开挖与出碴联合作业的掘进机械,能连续掘进。 盾构法(Shield) 是一种钢制的活动防护装置或活动支撑,是通过软弱含水层,特别是河底、海底,以及城市中心区修建隧道的一种机械。

在它的掩护下,头部可以安全地开挖地层,一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。尾部可以装配预制管片或砌块,迅速地拼装成隧道永久衬砌,并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实,防止周围地层的继续变形和围岩压力的增长。

二、隧道施工方法主要有()

1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。

适用条件: (1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。

(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于lkm,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。 全断面开挖法 隧道机械化施工,有三条主要作业线: 开挖作业线:钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。

锚喷作业线:混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。 模筑衬砌作业线:混凝土拌和机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。

全断面法施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小; (2)有条件充分使用机械,减少人力; (3)工序少,便于施工组织与管理,改善劳动条件; (4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。

近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。 台阶法施工 台阶法施工 至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个条件来决定: (1)初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩越差,闭合时间要求越短; (2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。

在软弱围岩中应以前一条为主,兼顾后者,确保施工安全。在围岩条件较好时,主要是考虑如何更好的发挥机械效率,保证施工的经济性,故只要考虑后一条件。

台阶开挖法的优缺点: 台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。

尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。 台阶开挖时应注意以下几点: (1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。

微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开,干扰较小;而短台阶干扰就较大,要注意作业组织。对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。

(2)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。

(3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土,并按规定做初期支护。 (4)量测工作必须及时,以观察拱顶,拱脚和边墙中部位移值,当发现速率增大立即进行仰拱封闭。

3、环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法应注意以下几点: (1)环形开挖进尺宜为0.5-1.0m,核心土面积应不小于整个断面面积的50%。 (2)开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑,相邻钢架必须用钢筋连接,并应按施工要求设计施工锁角锚杆。

(3)围岩地质条件差,自稳时间短时,开挖前应按设计要求进行超前支护。 (4)核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。

4、中隔壁法(CD法)CD 法是在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再开挖另一侧的施工方法,主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道(Ⅳ级围岩)地段。 中隔壁法(CD法)5.交叉中隔壁法(CRD法)交叉中隔壁法是在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的一或二部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工;然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁,最后开挖剩余部分的施工方法。

采用短台阶法难确保掌子面的稳定时,宜采用分部尺寸小的CRD法,该工法对控制变形是比较有利的。 CD 法是“Center Diaphragm”的简称,而CRD法则是“Cross Diaphragm” 的简称。

两者既有联系又有区别。它们都用于比较软弱地层中而且是大断面隧道的场合。

而前者是在用钢支撑和喷混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法;后者则是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割闭合进行开挖的方法,是在地质条件要求分部断面及时封闭的条件下采用的方法。因此,CRD法与CD法唯一的区别是在施工过程中每一步,都要求用临时仰拱封闭断面。

在CRD法或CD法中,一个关键问题是拆除中壁。一般说,中壁拆除时期应在全断面闭合后,各断面的位移充分稳定后,才能拆除。

交叉中隔壁法(CRD法)6、双侧壁导坑法双侧壁导坑法一般将断面分成四块:左、右侧壁导坑、上部核心土和下台阶。其原理是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工,左、右导洞先行,中间断面紧跟其后;初期支护仰拱成环后,拆除两侧导洞临时支撑,形成全断面。

两侧导洞皆为倒鹅蛋形,有利于控制拱顶下沉。 当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁。

三、隧道施工方法

一、洞口段施工:1、边仰坡开挖:全站仪测量放样,利用挖掘机自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖,清除洞口与上方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石等,石质地层仰坡开挖需要爆破时,应以浅眼松动爆破为主。

局部也可人工配合修整,开挖时应随时检查边坡和仰坡,如有滑动、开裂等现象,应适当放缓坡度。2、成洞面支护:仰坡刷坡完成后,及时用坡度板检查坡度,待坡度检查合格后,及时打设系统锚杆,并将锚杆头外露,挂设金属扩张网与锚杆头焊接成整体。

挂网完成后立即喷射混凝土,并反复喷射,直到达到设计厚度为止。3、截水沟施工: 在距仰坡坡口5米处开挖截水沟,截水沟开挖以机械为主,人工配合修整,修整完后,立即砌筑7.5#浆砌片石,并用砂浆抹面。

二、辅助施工:1、长管棚:套拱施工:施工放样,模板安装、钢筋绑扎、导向管放样,127导向管安装,砼浇注。管棚施工:钢管规格:热扎无缝钢管¢108㎜,壁厚6㎜,节长3米,6米;n 管距:环向间距50㎝;n 倾角:仰角1°(实际施工按2°施工),方向与线路中线平行;n 钢管施工误差:径向不大于20㎝;n 隧道纵向同一截面内接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开1米。

A 管棚施工方法: 测量人员准确放样,标出洞中心线及拱顶标高,开挖预留核心土作为管棚施工的工作平台,开挖进尺为2.5米,开挖结束后,人工两边对称开挖(品字型)工作平台,台阶宽度1.5米,高度2.0米,作为施工套拱和管棚施钻的平台。管棚应按设计位置施工,应先打有孔钢花管,注浆后在打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。

钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15㎝,为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3米钢管,编号为偶数的第一节管采用6米钢管,以后每节均采用6米长钢管.B 管棚施工机械:n 钻孔机械:配备XY-28-300电动钻机,钻进并顶进长管棚;n 注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台;C 注浆参数:n 采用水泥-水玻璃浆液。水泥浆与水玻璃体积比1:0.5;水泥浆水灰比1:1;水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;注浆压力初压0.5~1.0MPA;终压2.0MPA。

2、小导管 A 超前小导管采用外径42㎜、壁厚3.5㎜的热扎无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上¢6加劲箍,管壁四周钻8㎜压浆孔,但尾部有1米不设压浆孔,超前小导管施工时,钢管与衬砌中心线平行以10°~30°外插角打入拱部围岩,钢管环向间距20~50㎝。每打完一排钢管后,应立即喷浆封闭开挖面,然后注浆.注浆后,架设钢拱架,初期支护完成后,每隔(2~3米,试图纸而定)再另打一排钢管,超前小导管搭接长度一般为1.0米。

B 注浆参数:n 水泥浆与水玻璃体积比:1:0.5;n 水泥浆水灰比1:1;n 水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;n 注浆压力0.5~1.0MPA;必要时在孔口设置止浆塞。 3、超前锚杆:外插角必须大于14度,注浆饱满,搭接长度不小于1米。

三、预埋件施工:预埋件按设计尺寸采用木版作成设计形状,安装于二衬魔板台车中,且位置准确(误差±50CM),固定牢固不得晃动,有管的必须中间穿铁丝通过。四、调平层施工模板安装的要求,在调平层两侧预先标定的位置上安装模板。

侧模采用[10#槽钢模板,顶面标高应与相应里程的路面标高一致,允许偏差±2mm,用水准测量调整、确定标高。模板每隔一定距离内外固定,保证不位移,模板的接头应紧密平顺,不得有离缝、歪斜和不平整等现象,模板接头及底部均不得漏浆。

砼灌注前,底层砼面上必须清洗干净。当砼运达施工地点时,直接倒向安装好模的路槽内,并用人工找补均匀。

摊铺时应考虑砼震捣后的沉降量。虚高可高出10%,使震实后的面层标高与设计相符。

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