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喷锚构筑法在软弱围岩隧道施工中的应用

2022/07/15126 作者:佚名
导读:采用锚喷构筑法设计和施工软弱围岩隧道时,首先要确定开挖方法,开挖方法主要根据地质条件、断面大小及周边环境条件等因素选择,目前一般采用工程类比法,并结合模拟计算、数值分析确定。根据国内软弱围岩及不良地质隧道设计和施工经验,开挖方法主要采用台阶法,大跨、浅埋等地质条件较差或地表沉降控制要求严格时,可考虑采用CD法或侧壁导坑法,根据地质情况还需要采用预加固等辅助工法施工。 在用喷锚构筑法进行隧道开挖施工

采用锚喷构筑法设计和施工软弱围岩隧道时,首先要确定开挖方法,开挖方法主要根据地质条件、断面大小及周边环境条件等因素选择,目前一般采用工程类比法,并结合模拟计算、数值分析确定。根据国内软弱围岩及不良地质隧道设计和施工经验,开挖方法主要采用台阶法,大跨、浅埋等地质条件较差或地表沉降控制要求严格时,可考虑采用CD法或侧壁导坑法,根据地质情况还需要采用预加固等辅助工法施工。

在用喷锚构筑法进行隧道开挖施工的过程中,首先选择合理的开挖断面形状尺寸,给支护预留变形量,开挖后及时做好支护、封闭围岩或者采取加固围岩,提高其强度等措施,保护开挖面围岩的自身承载能力,使围岩的扰动影响控制在最小范围内,以达到使其与人工支护结构共同承受围岩压力的目的。

应用喷锚构筑法施工隧道的开挖方法主要有:全断面法、台阶法、中隔壁法(CD)、交叉中隔壁法CRD、双侧壁导坑法。除较小断面的辅助导坑( 比如导坑适宜采用全断面法施工) 外,一般情况下,在软弱围岩及不良地质隧道中,大多采用分部开挖的方法,其中台阶法、中隔壁法(CD)、侧壁导坑法应用较多,针对较大跨断面,三台节留核心土或交叉中隔壁法CRD、双侧壁导坑法比较实用。

喷锚构筑法台阶法

台阶法适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道,具体做法是将设计开挖面分为两个或三个台阶,上部台阶先行开挖、支护,下部台阶依次进行施工。根据铁路单线Ⅳ级围岩隧道全断面法施工与两台阶法施工对比,台阶法施工围岩的总变形量要大于全断面施工的总变形量,而且台阶法施工的变形量主要发生在上台阶施工阶段,所以说要尽量减小上台阶的开挖面,一般长度控制在10 m之内,高度控制在4 m之内。

喷锚构筑法中隔壁法

中隔壁法( 又称为CD法),该方法适用于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级浅埋、大跨围岩隧道,就是左右导洞分别开挖,设钢支撑喷混凝土中隔墙的一种分部开挖方法。采用CD法,可以减小软弱壁围岩隧道、大跨度隧道开挖跨度和高度,通过增加中隔墙等临时支护构架,形成分部开挖,初期支护快速封闭成环,使分部开挖环环相扣。开挖时,首先沿隧道一侧自上而下分为两部或三部进行,各部的开挖高度一般控制在3.5 m左右,每开挖一步都要及时施作锚喷支护、安装钢拱架、施作中隔壁,中隔壁从上到下依次分布连接成弧形,之后再开挖中隔壁的另一侧。左右侧纵向间距一般控制在30 ~50 m,在浇筑二次衬砌前,将对应的中隔壁逐段拆除。

喷锚构筑法交叉中隔壁法

交叉中隔壁法( 又称CRD法) ,是一种分部开挖法。简单地说,就是为了防止隧道塌方,把一个隧道断面,分割成4块或6块开挖,增设临时仰拱,降低变形和坍塌风险。两者的主要区别是:CD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再分部开挖另一侧的施工方法。CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道一侧,施作中隔壁和横隔板,再分部开挖隧道另一侧并完成横隔板施工的施工方法。就是将隧道分成N个断面进行开挖,CD法与CRD法的主要区别在于CRD法要做临时仰拱,而CD法没有这个工序。

喷锚构筑法双侧壁导坑法

双侧壁导坑法,又称双侧壁导洞法或眼镜工法。一般将开挖面分成四块:左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。施工顺序一般是从左到右、从上而下,开挖一步及时施作初期支护。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用,并考虑机械设备和施工条件而定。但宽度不宜超过断面最大跨度的1 /3。高度以到起拱线为宜,这样,导坑可分二次开挖和支护,不需要架设工作平台,人工架立钢支撑也较方便。导坑与台阶的距离没有硬性规定,但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则,所以在短隧道中可先挖通导坑,而后再开挖台阶。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。左、右侧导坑错开的距离,应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。单侧壁、双侧壁导坑法优缺点及适用条件:当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双侧壁导坑法。现场实测表明,双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1 /2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多,扰动大,初次支护全断面闭合的时间长,但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的,所以在施工中间变形几乎不发展。双侧壁导坑法施工安全,但临时支护较多,施工速度较慢,过程成本较高。

上述各种方法基本上都是分部开挖,均是将大断面分解为若干个小断面,掘进的顺序基本上为从上而下,从两侧到中间,必要时留核心土,每部开挖后要求及时施作初期支护,这种方法一般要求仰拱超前施作,二衬紧跟 。2100433B

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