铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工技术.ppt

铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工技术
实例分析
三台阶七步开挖法施工控制要点
前言
三台阶七步开挖法的定义、适用
范围和技术特点
一、前言
随着国内铁路客运专线的日益增建,隧道开挖断面也相应增大,大断面软岩隧道因其施工难度大、进度慢、安全风险突出等特点,日益成为国内外专家瞩目的焦点,如何科学、安全、快速施工成为目前亟待解决的问题,而施工方法的选择成为安全、快速施工的关键。经过长期的研究、实践和总结,本文结合郑西客专张茅隧道施工经验,就“三台阶七步开挖法”在大断面隧道中如何做到快速、安全施工做一探讨。
二、三台阶七步开挖法的定义、适用范围和技术特点
铁路大断面隧道三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖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。
1
1
2
4
6-1
7
超前支护
衬砌
仰拱
栈桥
1
3
5
6-2
6-3
1、定义
3、技术特点
⑴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、适用范围
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。
⑵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。
⑶适应不同跨度和多种断面形式,初期支护工序操作便捷。
⑷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。
⑸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、实例分析
张茅隧道概况
张茅隧道位于河南省陕县境内,全长8483m,起讫里程DK218+607~DK227+090,为郑西全线最长的隧道,是全线控制性工程。。
出口段黄土、粗圆砾土;
进口基岩为安山岩夹砂泥页岩和灰岩
DK223+370附近发育一断层,破碎带宽度50m。
张茅隧道的工程地质特征
张茅隧道属于低山丘陵及黄土台塬地貌。进口段为安山岩夹砂泥页岩和灰岩,含有丰富的基岩裂隙水,构造节理发育;出口段为Q2黏质黄土和粗圆砾土,位于地下水位线以下,隧道最大涌水量18990m3/d,垂直节理发育。
岩土物理指标表
岩性
状态
天然
密度
天然
含水量
天然
孔隙比
孔隙率
饱和度
液限
塑限
塑性
指数
液性
指数
干密度
g/cm3
%
%
%
%
%
g/cm3
黏质黄土
硬塑




95
37
22
15


粗圆砾土
中密

/
/
/
/
/
/
/
/
/
断层角砾
/

/
/
/
/
/
/
/
/
/
安山岩夹砂泥页岩
W4

/
/
/
/
/
/
/
/
/
安山岩夹砂泥页岩
W3

/
/
/
/
/
/
/
/
/
安山岩夹砂泥页岩
W2


/
2
/
/
/
/
/
/
灰岩
W2

/
/
/
/
/
/
/
/
/
岩土力学指标表
岩性
状态
基本
承载力
凝聚力
内摩
擦角
桩周极限
摩阻力fj
-
-
摩擦
系数
临时
边坡率
永久
边坡率
kPa
kPa
φ
kPa
MPa
MPa
黏质黄土
硬塑
250
60
21
/
14
21

1:
1:1
粗圆砾土
中密
400
/
40
/
50
/

1:
1:1
断层角砾
/
400
/
40
/
/
/

1:
1:1
安山岩夹砂泥页岩
W4
250
20
35
/
15
/

1:1
1:
安山岩夹砂泥页岩
W3
500
/
50
/
60
/

1:
1:1
安山岩夹砂泥页岩
W2
800
/
65
/
/
/

1:
1:
灰岩
W2
1000
/
65
/
/
/

1:
1: