新奥法的概念:用薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变形,以发挥围岩自承载能力,并通过施工监控量测指导隧道的设计与施工。 (一)横断面开挖方法 1全断面开挖法 2台阶法 包括:(1)长台阶法;(2)短台阶法;(3)超短台阶法 3分部开挖法 (1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法) (2)单侧壁导坑法 (3)双侧壁导坑法(眼镜法) (4)中洞法 (5)中隔壁法-CD法 (6)交叉中隔壁法-CRD法 (二)全断面开挖方法 1.概念——全断面开挖法是按设计开挖断面一次爆破成型 表示方法:横断面工序图、纵断面工序展开图 习惯标注方法:① 阿拉伯字1、2、3...表示挖掘; ② 罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支护; 2.施工顺序 (1)钻孔台车钻眼、装药、联接导火线; (2)台车退出、引爆炸药,开挖出整个隧道断面; (3)排除危石(俗称“找顶”); (4)喷射拱圈混凝土,必要时安设拱部锚杆; (5)装碴机将石碴装入运输车辆,运出洞外; (6)喷射边墙混凝土,必要时安设边墙锚杆; (7)根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土; (8)量测、判断围岩和初期支护的变形,为支护参数修改提供依据; (9)开始下一轮循环。 3.适应条件: 1)Ⅲ~Ⅰ级围岩; 2)大型施工机具(钻孔台车:四臂、二臂等); 3)经济性考虑:开挖距离越长越经济。 4.施工特点: 1)工序少、干扰少,便于施工组织管理; 2)开挖面大,便于机械化作业,爆破效果好(深眼爆破),进度快; 3)开挖一次成形,减少了爆破次数,对围岩扰动少; 4)地质适用范围较窄,要求地质条件较好,否则当地质条件变化时改变施工方法不易。 5.机械化施工的三条主要作业线: (三)台阶开挖方法 1.特点: 1)将断面分成上半断面和下半断面两部分-分别开挖; 2)目前适用性最广的施工方法; 3)随台阶长度的调整,几乎可用于所有地层-是主导方法。 2.选择条件 1)初期支护形成闭合环的时间要求:围岩越差,闭合时间要求越短,则台阶必须缩短; 2)施工机械效率:效率高,则可以缩短支护闭合时间,台阶可延长; 这2个条件反映一个原则:即希望初期支护尽快闭合 软弱围岩以第1条件为主 围岩较好时以第2条为主 为什么? 答:发挥机械效率,保证施工经济性 3.长台阶法 台阶长度:L≥5B,B为洞室的宽度。甚至可以上台阶先贯通,即为“半断面法”。 特点:进度快,仅次于全断面法。 适用于:Ⅲ~Ⅰ级围岩。 作业顺序: (1)开挖上半断面:钻眼-装药-爆破-锚喷-推石碴到下半断面; (2)开挖下半断面:将推下的石碴运出-钻眼-爆破-出碴-边墙锚喷; (3)整个断面完成。 4.短台阶法 台阶缩短:(1~1.5)B≤L<5B, 特点:①支护闭合时间加快,围岩稳定性增加;②台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。适用于:Ⅴ、Ⅳ级围岩。 问题:台阶缩短对施工进度有何不利? 答:上台阶存碴面积减小,往下台阶推碴次数增多。 解决办法:增加平行作业的时间,有利于加快进度 ①皮带运输机 ②过渡坡道 Ⅰ、钢结构跳板(仰拱先做) Ⅱ、石碴坡道(仰拱后做)~见图 5.超短台阶法 上台阶长度仅为3~5m。 特点:更有利于控制围岩变形,但上下台阶相隔太近,施工干扰大。 适用于:软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩) 短台阶施工注意: ①下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行; ②开挖后要及时喷砼,暴露时间愈长愈不安全; ③量测要及时,当位移速度加快时,应立即采取措施。 问题:能否下台阶先进? 答:反台阶法:速度快、不安全、淘汰 (四)分部开挖方法 (1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法) (2)单侧壁导坑法 (3)双侧壁导坑法(眼镜法) (4)中洞法 (5)中隔壁法-CD法 (6)交叉中隔壁法-CRD法 ==================================== 1.环形开挖留核心土法 特点: ①留核心土支顶工作面,稳定性优于超短台阶法 ②进度慢、分块多、不利通风 适用于:土质或易坍塌的软弱围岩;小型施工机具 2.单侧壁导坑法 特点: ①洞室开挖跨度减小,有利于围岩稳定; ②导坑要闭合,增加了材料用量; ③进度慢。 适用:断面跨度大,对地表沉陷有控制要求的软弱底层 3.双侧壁导坑法 特点: ①双导坑,使洞室最大开挖跨度更小,稳定性增加; ②耗材增加; ③进度慢。 适用:对地表沉陷要求更高,或跨度更大的隧道 问题: 1)双侧导坑的开挖是对开还是错开?为什么? 答:应错开挖,间距7~10m。 避免在同一断面上同时开挖的总跨度过大。 2)导坑尺寸如何确定? 答:应满足施工要求,但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。 4.中洞法 特点:先开挖中间岩土体,施作中墙混凝土,后开挖两侧 适用于:双连拱隧道 施工要求: 1)中洞法开挖高度应大于中墙高度1m,开挖宽度应大于5m; 2)中洞开挖长度取决于隧道长度、宽度及地质条件,一般为50~80m; 3)中洞开挖后应及时施作初期支护,在分段浇筑中墙混凝土; 4)中墙混凝土达到设计强度后拆模,并进行临时横向支撑。 5.中隔壁法—CD法-Center Diaphragm 特点: 1)沿一侧自上而下分2部或3部进行, 2)每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁, 3)底部设临时仰拱, 4)中隔壁墙依次分部连接, 5)开挖中隔壁墙的另一侧,步骤同上。 适用于:Ⅴ~Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道。 施工要求:各部开挖时,周边轮廓尽量圆顺,减小应力集中;各部底部高程应与钢架接头一致;每部开挖高度约为3.5m;后一侧开挖应全断面及时封闭;左右两侧纵向间距一般为30-50m;中隔壁应为弧形或圆弧形。 6.交叉中隔壁法—CRD法 Center Cross Diaphragm 特点:沿一侧自上而下分2部或3部进行;每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁;底部设临时仰拱;完成1~2部后即开始另一侧1~2部的开挖及临时支护;形成左右两侧开挖及支护相互交叉的情形。 适用于:Ⅴ~Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道 CD与CRD之比较: |
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