三台阶七步开挖施工工法.doc

三台阶七步开挖施工工法
中铁十二局集团有限公司第二工程公司:赵华锋
一、前言
大断面软岩隧道施工中,传统的施工方法有双侧壁导坑法、CD法、CRD法等,这些施工方法进度慢、工效低、存在一定的局限性,如:限制了大型施工机械的使用,基本靠人工开挖,工效低、速度慢,难以满足客运专线工期要求;拆除临时支护时,正洞初期支护会因突然卸载而出现大的变形,存在安全风险;各分部开挖面循环衔接性差,相互干扰大,施工质量得不到充分保证;临时支护反复拆除,成本投入大等。而目前国内大断面软岩隧道施工中,我们往往会面临以下问题:对工期紧迫性的要求,需组织快速施工;工程水文地质复杂,可变性大,须选择一种能适应地质变化而迅速过渡的施工方法;能较大限度地发挥大型施工机械的优势,以求最佳的施工进度;把长期施工实践所积累的作业****惯融合于施工方法中,做到高工效,易掌握,达到快速形成施工能力的目的等要求。
借鉴近几年大断面隧道施工的成功经验,规避传统施工方法的局限性,以加快隧道施工进度、保证隧道施工安全、提高施工质量为目的,提出了三台阶七步开挖法施工的工艺流程、施工步骤、控制要点、劳动组织、机具设备等,突出大断面软岩隧道开挖施工的技术特点,总结完善形成本工法。
二、工法特点
1、施工空间大,方便机械化施工,可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖,工效较高。
2、在地质条件发生变化时,便于灵活、及时地转换施工工序,调整施工方法。
3、适应不同跨度和多种断面形式,初期支护工序操作便捷。
4、在台阶法开挖的基础上,预留核心土,左右错开开挖,利于开挖工作面稳定。
5、当围岩变形较大或突变时, 在保证安全和满足净空要求的前提下,可尽快调整闭合时间。
三、适用范围
本工法适用于开挖断面为100~180m2,具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。
四、施工工艺
1、工艺原理
“三台阶七步开挖法”,是以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式,分上、中、下三个台阶七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
上部弧形导坑开挖,施作初期支护
开挖上、中、下台阶预留核心土
左右错开开挖中台阶,施作初期支护
左右错开开挖下台阶,施作初期支护
超前支护
测量放样
施作仰拱
施作仰拱填充
围岩稳定性评判、
修正支护参数
分段开挖隧底,施做初期支护
断面检查
否
满足
2、工艺流程
3、三台阶七步开挖法施工步骤
施工步骤见图1,开挖***见图2,施工工序见图3所示
第1步,上部弧形导坑开挖:在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3~5m,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3~1/2。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定, m,开挖后立即初喷3~5cm混凝土。,开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护,架设钢架,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
第2、3步,左、右侧中台阶开挖:开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,,开挖高度一般为3~,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架