隧道施工技术培训(三台阶七步开挖法).doc

隧道施工技术培训
隧道开挖工法
根据铁路部“120号文”的强制性规定,隧道开挖之前必须作超前地质预报,开挖过程中必须进行超前地质预报,并对对隧道开挖进尺划定了四条红线。分别如下:
(1)上台阶每循环开挖支护进尺Ⅴ、Ⅵ级围岩不应大于1榀钢架间距,Ⅳ级围岩不得大于2榀钢架间距。
(2)边墙每循环开挖支护不得大于2榀。
(3)仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆,每循环开挖进尺不得大于3m。
(4)隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环,Ⅴ级围岩初支封闭成环位置距离掌子面不得大于35m。仰拱距开挖掌子面距离不超过40m,二次衬砌距开挖掌子面不超过70m。
改建铁路…隧道起讫里程...该隧道在…下穿…线,该段暗洞开挖采用超短台阶法,人工开挖,上下台阶距离不大于2m,。下面结合本隧道下穿特点,介绍三台阶七步开挖法的应用。
三台阶七步开挖法
1. 施工工艺流程见《三台阶七步开挖法施工工艺流程图》;
施工工序见《三台阶七步开挖法施工工序示意图》、《三台阶七步开挖法施工平面示意图》、《三台阶七步开挖法施工立体效果图》。
施工工序说明:
⑴第一步:
a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护(即Ⅰ部);
b、弱爆破开挖上部弧形导坑(即(1).部),每循环进尺一榀间距,同时掌子面喷5cm厚砼封闭;
c、分部施作上部导坑周边的初期支护(即Ⅱ部),即初喷4cm厚砼,架立钢架;
d、施作锁脚钢管;
三台阶七步开挖法施工工艺流程图
e、钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。
(2) 第二步:
a在滞后于(1)部一段距离后,弱爆破左右交错开挖(2)、(3)部;
b喷5cm厚砼封闭掌子面;
c导坑周边部分初喷4cm厚砼,施作钢架,并设锁脚钢管;
d钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度(即Ⅲ、Ⅳ部)。
(3) 第三步:
a在滞后于(2)、(3)部一段距离后,弱爆破左右交错开挖(4)、(5)部;
b导坑周边部分初喷4cm厚砼,施作钢架;
c钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度(即Ⅴ、Ⅵ部)。
(4) 第四步:分台阶开挖(6)部,即上、中、下核心土开挖。
(5) 第五步:
a开挖仰拱(7)部;
b隧底周边部分初喷4cm厚砼,施作钢架;
c复喷砼至设计厚度(即Ⅶ部)。
(6) 第六步:灌筑Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充分次施作)。
(7) 第七步:根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性浇筑Ⅸ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
2. 施工要点
a开挖以机械开挖为主,各分部平行作业,平行施作初期支护,各分部初期支护应衔接紧密,及时封闭成环。
b 仰拱紧跟下台阶施作,及时闭合构成稳定的支护体系。
c 施工过程中通过监控量测掌握围岩和支护的变形情况及时调整支护参数和预留变形量,保证施工安全。
d 完善洞内临时防水排水系统,防止地下水浸泡拱墙脚基础。
e 拱部超前支护完成后,环向开挖上台阶弧形导坑,预留核心土长度为3~5m,宽度为隧道开挖宽度的1/3~1/2。
f 中台阶及下台阶左、右侧开挖进尺根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1m,左右侧台阶错开2~3m。
g 上、中、下台阶预留核心土开挖进尺与各台阶循环进尺一致。
h 仰拱循环开挖长度为3m,开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护循环后,及时施作仰拱。
三台阶七步开挖法施工工序示意图
隧道三台阶七步开挖法施工平面示意图
隧道三台阶七步开挖法施工立体效果图
超前支护
超前小导管使用的材料和规格必须符合设计要求,进场后按批抽取试件作力学性能和功能性能试验,质量满足设计及规范要求。
1. 超前小导管设计参数
⑴超前导管规格:热轧无缝钢花管,外径42mm,。
(2) 下穿石长联络线隧道设置Φ42超前小导管,L=,,,每环47根。
(3) 倾角:外插角5°~10°为宜,可根据实际情况作适当调整,但外插角不大于10°。
(4) 注浆材料:水泥浆液或水泥砂浆,要求浆液强度等级。~。
2. 超前小导管制作
采用外径42mm无缝热轧钢管制成,在前部钻注浆孔,孔径10mm,孔间距15cm,呈梅花形布置,前端加工成锥形,尾部长度不小于30cm,作为不钻孔的止浆段。
3. 小导管施工要求
⑴小导管安设一般采用钻孔打入法,即先按设计要求钻孔,钻孔直径49mm,然后将小导管穿过钢架,用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%,并用高压风将钢管内的砂石吹出。
(2)安设小导管后,用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙,必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土,以防止工作面坍塌。
(3)隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度