針對岩層破碎的淺埋段隧道開挖,可選用的開挖方法有什麼

2021-03-19 18:34:02 字數 5709 閱讀 6054

1樓:我的來睡覺啊

隧道施工方法:

先拱後牆法

漏斗棚架法

上下導坑先牆後拱法

蘑菇形法

側壁導坑先牆後拱法

爆破開挖

礦山法先拱後牆法

也稱支承頂拱法。在穩定性較差的鬆軟岩層中,為了施工安全,先開挖拱部斷面並即砌築頂拱,以支護頂部圍巖,然後在頂拱保護下開挖下部斷面和砌築邊牆。在開挖邊牆部分的岩層之前,必須將頂拱支承好,故有上述別稱。

開挖兩側邊牆部分的岩層時(俗稱挖馬口),須左右交錯分段進行,以免頂拱懸空而下沉。

漏斗棚架法

也稱下導坑先牆後拱法。適用於較堅硬穩定的岩層。施工時先開挖下導坑,在導坑上方開始由下向上作反臺階式的擴大開挖,直至拱頂;隨後在兩側由上向下作正臺階式的擴大開挖,直至邊牆底;全斷面完全開挖後,再由邊牆到頂拱修築襯砌。

臺階法又有正臺階法和反臺階法之分。①正臺階法系在穩定性較差的岩層中施工時,將整個坑道斷面分為幾層,由上向下分部進行開挖,每層開挖面的前後距離較小而形成幾個正臺階。②反臺階法則用於穩定性較好的岩層中施工,也將整個坑道斷面分為幾層,在坑道底層先開挖寬大的下導坑,再由下向上分部擴大開挖(圖3b)。

進行上層的鑽眼時,須設立工作或採用漏斗棚架,後者可供裝碴之用。

全斷面法

將整個斷面一次挖出的施工方法。適用於較好岩層中的中、小型斷面的隧道。此法能使用大型機械,如鑿巖臺車、大型裝碴機、槽式臺車或梭式礦車、模板臺車和混凝土灌築裝置等進行綜合機械化施工。

新奧法的出現,擴大了全斷面法和臺階法的適用範圍。

上下導坑先牆後拱法

也稱全斷面分部開挖法(圖4)。以前,在穩定性較差的鬆軟岩層中,為提高襯砌的質量,曾採用過此種先分部挖出全斷面,再按先牆後拱順序修築襯砌的施工方法。採用此法開挖時,要用大量木料支撐,還需多次頂替,施工既困難又不安全,故在中國未見採用。

蘑菇形法

綜合先拱後牆法和漏斗棚架法的特點而形成的一種混合方案。開挖1至4部後呈現形似蘑菇狀的斷面,故名。在下導坑中設立漏斗棚架,供向上擴大開挖時裝碴之用,同時當拱部地質條件較差時,為使施工安全可先築頂拱。

該法具有容易改變為其他方法的優點,遇岩層差時改為單純的先拱後牆法,岩層好時改為漏斗棚架法。在中國首先應用於岩層基本穩定的鐵路隧道施工,以後又用來修築大斷面洞室,為減少設立模架作業及其所需材料,並加快施工進度創造有利條件。

側壁導坑先牆後拱法

簡稱側壁導坑法,也稱核心支援法。在很鬆軟、不穩定地層中修築大跨度隧道時,為了施工安全,先沿坑道周邊分部開挖,隨即逐步由邊牆到頂拱修築襯砌,以防止地層坍塌。開挖時可將臨時支撐和拱架都支承於坑道中間未被開挖的大塊核心地層上,在襯砌保護之下最後將此核心挖除,必要時再砌築仰拱。

爆破開挖

隧道及地下工程施工的爆破與一般石方工程的爆破要求不同。為了便於裝碴和不損壞附近的臨時支撐或永久性襯砌,不使岩層爆得粉碎或碎落的巖塊過大,又不使爆破時的巖塊拋擲很遠,故一般用鬆動爆破。由鑽眼、裝、封口、起爆、排煙、臨時支護和出碴等作業,組成一個爆破迴圈,其中鑽眼和出碴佔用大部分時間,應使之機械化,如採用鑿岩機、裝碴機、礦用牽引機車等。

礦山法指的是用開挖地下坑道的作業方式修建隧道的施工方法。 礦山法是一種傳統的施工方法。它的基本原理是,隧道開挖後受爆破影響,造成巖體破裂形成鬆弛狀態,隨時都有可能坍落。

基於這種鬆弛荷載理論依據,其施工方法是按分部順序採取分割式一塊一塊的開挖,並要求邊挖邊撐以求安全,所以支撐複雜,木料耗用多。隨著噴錨支護的出現,使分部數目得以減少,並進而發展成新奧法。

隧道開挖方法有哪些,簡述隧道開挖方法

2樓:點點星光帶晨風

1、傳統的礦山法

是採用鑽爆法開挖和鋼木構件支撐的施工方法。

2、隧道掘進機法

它是裝置有破碎岩石的刀具,採用機械破碎岩石的方法開挖隧道,並將破碎的石碴傳送出機外的一種開挖與出碴聯合作業的掘進機械,能連續掘進。

3、盾構法(shield)

是一種鋼製的活動防護裝置或活動支撐,是通過軟弱含水層,特別是河底、海底,以及城市中心區修建隧道的一種機械。在它的掩護下,頭部可以安全地開挖地層,一次掘進相當於裝配式襯砌一環的寬度。

尾部可以裝配預製管片或砌塊,迅速地拼裝成隧道永久襯砌,並將襯砌與土層之間的空隙用水泥壓漿填實,防止周圍地層的繼續變形和圍巖壓力的增長。

4、明挖法

是指挖開地面,由上向下開挖土石方至設計標高後,自基底由下向上順作施工,完成隧道主體結構,最後回填基坑或恢復地面的施工方法。

5、蓋挖法

是由地面向下開挖至一定深度後,將頂部封閉,其餘的下部的工程在封閉的頂蓋下進行施工,主體結構可以順作,也可逆作。

6、淺埋暗挖法

是參考新奧法的基本原理,開挖中採用多種輔助施工措施加固圍巖,充分調動圍巖的自承能力,開挖後即時支護,封閉成環,使其與圍巖共同作用形成聯合支護體系,有效地抑制圍巖過大變形的一種綜合施工技術。

7、地下連續牆

也稱為混凝土地下牆、連續地中牆。它是將分段施工的單元地下牆連線成連續的地下牆體,替代傳統的木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁等,起擋土、承重、防水作用。

3樓:

目前國內外隧道開挖方法有明挖法、蓋挖順作法

、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法、暗挖法、盾構法沉管法。

1、明挖法:

明挖法是指挖開地面,由上向下開挖至設計標高後,自基底由下向上施工,完成隧道主體結構,最後回填基坑或恢復地面的施工方法。淺埋地鐵車站和區間隧道經常採用明挖法。由於地鐵工程一般位於建築物密集的城區,因此深基坑工程的主要技術難點在於對基坑周圍原狀十的保護,防止地表沉降、減少對既有建築物的影響。

2、蓋挖順作法

蓋挖順作法是在地表作業完成擋土結構後,以定型的預製標準覆蕭結構,包括縱、橫樑和路面板置於擋土結構上維持交通,往下反覆進行開挖和加設橫撐,直至設計標高。依序由下而上施工,回填土。最後視需要拆除擋上結構外露部分並恢復道路。

3、蓋挖逆作法

蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結構和中間樁柱,基坑維護結構多采用地下連續牆或帷幕樁,中間支撐多利用主體結構本身的中間立柱以降低工程造價。隨後即可開挖表層土體至地面標高,利用未開挖的土體作為土模澆築頂板。頂板可以作為一道強有力的橫撐,以防止維護結構向基坑內變形,待回填土後將道路復原、恢復交通。

4、蓋挖半逆作法

蓋挖半逆作法與逆作法的區別僅在於頂板完成及恢復路面後,向下挖土至設計標高後先澆築底板,再依次向上逐層澆築側牆、樓板。在半逆作法施工中,一般都必須設定橫撐並施加預應力。

5、暗挖法

暗挖法是在特定條件下,不挖開地面,全部在地下進行開挖和修築襯砌結構的隧道施工方法。暗挖法主要包括:鑽爆法、盾構法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。

其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛。

6、盾構法

盾構是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒前端設定有支撐和開挖土體的裝置,中段安裝有頂進所需的千斤頂,尾部可以拼裝預製或現澆隧道襯砌環。盾構每推進一環距離,就在盾尾支護下拼裝或現澆一環襯砌,並向襯砌環外圍的空隙中壓注水泥砂漿,以防止隧道及地面下沉。

7、沉管法

沉管法是將隧道管段分段預製,分段兩端設臨時止水頭部,然後浮運至隧道軸線處,沉放在預先挖好的地槽內,完成管段間的水下連線,移去臨時止水頭部,回填基槽保護沉管,鋪設隧道內部設施,從而形成一個完整的水下通道。

4樓:哊點壞

1、全斷面開挖法

全斷面開挖法就是按照設計輪廓一次爆破成形,然後修建襯砌的施工方法。

適用條件:

(1)i~iv級圍巖,在用於ⅳ級圍巖時,圍巖應具備從全斷面開挖到初期支護前這段時間內,保持其自身穩定的條件。

(2)有鑽孔臺車或自製作業臺架及高效率裝運機械裝置。

(3)隧道長度或施工區段長度不宜太短,根據經驗一般不應小於lkm,否則採用大型機械化施工,其經濟性較差。

全斷面法施工特點

(1)開挖斷面與作業空間大、干擾小;

(2)有條件充分使用機械,減少人力;

(3)工序少,便於施工組織與管理,改善勞動條件;

(4)開挖一次成形,對圍巖擾動少,有利於圍巖穩定。

2、臺階法施工

臺階法是先開挖上半斷面,待開挖至一定長度後同時開挖下半斷面,上、下半斷面同時並進

的施工方法;按臺階長短有長臺階、短臺階和超短臺階三種。近年由於大斷面隧道的設計,又有三臺階臨時仰拱法,甚至多臺階法。至於施工中究竟應採用何種臺階法,要根據以下兩個條件來決定:

⑴初期支護形成閉合斷面的時間要求,圍巖越差,閉合時間要求越短;

⑵上斷面施工所用的開挖、支護、出碴等機械裝置施工場地大小的要求。

在軟弱圍巖中應以前一條為主,兼顧後者,確保施工安全。在圍巖條件較好時,主要是考慮如何更好的發揮機械效率,保證施工的經濟性,故只要考慮後一條件。

臺階開挖法的優缺點:臺階開挖法可以有足夠的工作空間和相當的施工速度。但上、下部作業有干擾;臺階開挖雖增加對圍巖的擾動次數,但臺階有利於開挖面的穩定。

尤其是上部開挖支護後,下部作業就較為安全,但應注意下部作業時對上部穩定性的影響。

臺階開挖時應注意以下幾點:

(1)解決好上、下半斷面作業的相互干擾問題。微臺階基本上是合為—個工作面進行同步掘進;長臺階基本上拉開,干擾較小;而短臺階干擾就較大,要注意作業組織。對於長度較短的隧道,可將上半斷面貫通後,再進行下半斷面施工。

(2)下部開挖時,應注意上部的穩定。若圍巖穩定性較好,則可以分段順序開挖;若圍巖穩定性較差,則應縮短下部掘進迴圈進尺;若穩定性更差,則可以左右錯開,或先拉中槽後挖邊幫。

(3)下部邊牆開挖後必須立即噴射混凝土,並按規定做初期支護。

(4)量測工作必須及時,以觀察拱頂,拱腳和邊牆中部位移值,當發現速率增大立即進行仰拱封閉。

3、環形開挖留核心土法

(1)0環形開挖進尺宜為0.5-1.0m,核心土面積應不小於整個斷面面積的50%

(2)開挖後應及時施工噴錨支護、安裝鋼架支撐,相鄰鋼架必須用鋼筋連線,並應按施工要求設計施工鎖角錨杆。

(3)圍巖地質條件差,自穩時間短時,開挖前應按設計要求進行超前支護。

(4)核心土與**階開挖應再上臺階支護完成後、噴射混凝土達到設計強度的70%

4、中隔壁法(cd法)

cd法是在軟弱圍巖大跨度隧道中,先開挖隧道的一側,並施作中隔壁,然後再開挖另一側的施工方法,主要應用於雙線隧道ⅳ級圍巖深埋硬質巖地段以及老黃土隧道(ⅳ級圍巖)地段。

5、交叉中隔壁法(crd法)

是在軟弱圍巖大跨隧道中,先開挖隧道一側的一或二部分,施作部分中隔壁和橫隔板,再開挖隧道另一側的一或二部分,完成橫隔板施工;然後再開挖最先施工一側的最後部分,並延長中隔壁,最後開挖剩餘部分的施工方法。採用短臺階法難確保掌子面的穩定時,宜採用分部尺寸小的crd法,該工法對控制變形是比較有利的。

cd法是「center diaphragm」的簡稱,而crd法則是「cross diaphragm」的簡稱。兩者既有聯絡又有區別。它們都用於比較軟弱地層中而且是大斷面隧道的場合。

而前者是在用鋼支撐和噴混凝土的隔壁分割開進行開挖的方法;後者則是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割閉合進行開挖的方法,是在地質條件要求分部斷面及時封閉的條件下采用的方法。因此,crd法與cd法唯一的區別是在施工過程中每一步,都要求用臨時仰拱封閉斷面。

在crd法或cd法中,一個關鍵問題是拆除中壁。一般說,中壁拆除時期應在全斷面閉合後,各斷面的位移充分穩定後,才能拆除。

6、雙側壁導坑法

(1)側壁導坑開挖後方可進行下一步開挖。地質條件差時,每個臺階底部均應按設計要求設臨時鋼架或臨時仰拱。

(2)各部開挖時,周邊輪廓應儘量圓順。

(3)應在先開挖側噴射混凝土強度達到設計要求後在進行另一側開挖。

(4)左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小於15米。

(5)當開挖形成全斷面時應及時完成全斷面初期支護閉合。

(6)中隔壁及臨時支撐應在澆築二次襯砌時逐段拆除。

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