单侧壁导坑法适应于
隧道跨度大,扁平率低、围岩较差,一般Ⅳ~Ⅴ类围岩,地表下沉需控制的隧道。单侧壁导坑法适用于断面跨度大、地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。
定义
其施工要点有:
1.将断面分成侧壁导坑、上台阶、下台阶;
2.侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽,高度以到起拱线为宜;
3.导坑与台阶的距离以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则;
4.上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。
在高等级公路建设中,隧道、特别是长大隧道一般成为整个项目的控制工程,控制着整个工程的工期,隧道施工又有作业范围小施工干扰大等特点,因此开挖又成为控制工期的关键,在钻爆法施工中,根据围岩条件,有多种施工方法:如全断面法、台阶法导坑法等。在扁平大跨度,岩层产状平缓,地质条件差,地下水丰富的隧道施工中,单侧壁导坑法开挖不失为一种理想的开挖方法。
工艺原理
以岩体力学理论为基础,应用新奥法指导施工,充分发挥围岩自承能力,运用光面爆破技术,及时进行喷锚初期支护,防止围岩松动,应用监控量测及时反馈信息,充分发挥围岩和初期支护的作用,
施工方法
一 、单侧壁导坑施工顺序如下:
1、先行导坑开挖:
采用微正台阶法,上半断面超前2.5~3m,使用5台气腿式凿岩机钻眼,光面爆破,每循环进尺2.0~2.5m,配备正铲卸式装载机装碴,自卸汽车运输。
2、先行导坑支护:根据围岩情况和设计要求,采用锚杆,喷射砼,架格栅支护,可利用汽车平台架钻锚杆眼,间距1.0×1.0,长度3.5m/根。初喷砼125px,再架设格栅,纵向间距1榀/m。为保证施工安全,中壁墙需作临时支护,锚杆间距1.5×1.5,喷砼10~375px,,架设格栅,纵向间距1榀/m
3、右侧开挖、支护
在左侧先行导坑超前50m后进行,以不影响先行导坑施工。开挖、支护方式与左侧相似,只是不再作中壁临时支护。
4、仰拱施工
在下部开挖至设计标高后,即可清基,施作单侧仰拱,另一侧仰拱应在中壁墙撤除后进行。
5、全断面衬砌
在仰拱和回填完成后,开始边墙施工,按设计要求施作防水层和其他排水设施,同时做好各种预埋管件及预留洞的安装和检查,防止错埋,漏埋。
二、施工工艺
1.单侧壁导坑开挖循环流程图(见表1、2、3、4、5、6、7、8)
2、单侧壁导坑标准作业循环时间
3、单侧壁导坑挖顺序流程图
4、侧壁与中壁墙支护联结工艺
若在侧墙格栅与中壁墙格栅联结成副本,拱部压力和侧向压力太大仍可能发生坍塌。因此需在A处须知加强处理
深孔锚杆
格栅
每榀格栅处设深孔锚杆4根,锚杆长度4~5米/根,锚杆外露与格栅焊接,然后喷砼封闭。
5、监控量测
为保证开挖和衬砌安全,需用监控量测数据判定
围岩稳定性,通常用水平收敛和拱顶下沉值确定。
根据位移变化速率判别,当水平收敛速大于10mm/d时,需加强支护,当水平收敛小于0.2mm/d时,则认为围岩基本稳定,根据位移时间曲线判定:当围岩变化速率下降时,围岩趋于稳定,当围岩变化率不变时,应加强支护,当围岩变化速率不断上升时,则处于危险状态。三、劳动力组织及进度
根据开挖和衬砌作业组织,劳动力安排如下如表10
施工进度:由于该法工序较多,施工时应精心组织,各工种密切配合,搞好工序衔接,每循环需24小时,每循环进尺2.0米,则每月进度达60米,从铁山坪隧道实际施工效果看,月进度也在60米左右。
四、机械设备配置
单侧壁导坑开挖主要机械设备表11
五、工程质量及安全
单侧壁导坑施工应遵循隧道施工质量、验收规范。同时应注意以下几点:
1、双洞开挖时,后行洞靠先行洞侧的围岩实际上是处于悬空状态,这部分围岩经开挖已扰动过一次,如果后行洞的施工方法不当,可能对围岩造成严重二次扰动,并导致先行洞洞壁破坏。为此应弱爆破、强支护、勤量测。结合具体工程情况,认真分析,精心施工。
2、中壁墙的撤除,必须待围岩完全稳定后方可进行。
3、控制隧道超欠挖,由于拱顶分两次开挖,很易造成拱超欠挖严重,因此必须提高测量精度,钻眼精度。特别是周边眼的精度,为快速衬砌提供条件。