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《隧道微臺(tái)階開(kāi)挖施工工法》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖隧道微臺(tái)階開(kāi)挖施工工法1.前言新奧法隧道施工方法自上世紀(jì)六十年代末被引入到我國(guó),七、八十年代得到迅速發(fā)展,九十年代開(kāi)始被廣泛應(yīng)用,是當(dāng)前使用最廣泛的隧道施工方法。新奧法施工一般有全斷面法、臺(tái)階法、分部開(kāi)挖法。全斷面法開(kāi)挖主要適用于Ⅰ~Ⅲ級(jí)硬質(zhì)圍巖;臺(tái)階法主要適用于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)中等硬度圍巖;分部開(kāi)挖法主要適用于Ⅴ、Ⅵ級(jí)以下軟弱圍巖地質(zhì)條件。臺(tái)階法施工又分為長(zhǎng)臺(tái)階、短臺(tái)階法,對(duì)于自穩(wěn)較好的Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖常采用長(zhǎng)臺(tái)階法,上臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)50m;短臺(tái)階法適用偏軟的Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖,上臺(tái)階長(zhǎng)度為5~50m;圍巖穩(wěn)定性較差時(shí),臺(tái)階長(zhǎng)度應(yīng)控制在一倍洞徑。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外隧道施工過(guò)程中發(fā)生多起坍
2、塌事故,造成較大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明,發(fā)生這些事故的主要原因是隧道開(kāi)挖臺(tái)階長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)、初期支護(hù)未及時(shí)封閉成環(huán)和二次襯砌未及時(shí)跟進(jìn)導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)造成。為了控制和降低鐵路隧道施工安全事故,鐵道部對(duì)仰拱與掌子面的距離要求越來(lái)越嚴(yán)格,《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程》(TB10304-2009)規(guī)定:III級(jí)圍巖中仰拱與掌子面的距離不得超過(guò)90m,IV級(jí)圍巖不得超過(guò)50m,V級(jí)及以上圍巖不得超過(guò)40m.鐵道部《關(guān)于進(jìn)一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知》(鐵建設(shè)[2010]120號(hào))文件對(duì)隧道開(kāi)挖掌子面與仰拱、二襯之間的距離做出強(qiáng)制性規(guī)定:隧道開(kāi)挖后初期支護(hù)
3、應(yīng)及時(shí)施作并封閉成環(huán),IV、V、VI級(jí)圍巖仰拱封閉位置距離掌子面不得大于35m,IV級(jí)圍巖二次襯砌與掌子面距離不大于90m;V、VI級(jí)圍巖二襯與掌子面距離不大于70m。無(wú)論圍巖的穩(wěn)定性如何,采用長(zhǎng)臺(tái)階法施工,都難以滿足上述工序安全距離的強(qiáng)制性規(guī)定;采用長(zhǎng)度大于20m的短臺(tái)階法施工時(shí),受變臺(tái)階處交通和仰拱施工作業(yè)空間要求的限制,工序安全距離仍然會(huì)超標(biāo);采用長(zhǎng)度小于20m的短臺(tái)階法施工時(shí),雖然能滿足工序安全距離的要求,但因?yàn)樯吓_(tái)階作業(yè)空間窄小,工序間相互干擾嚴(yán)重,機(jī)械設(shè)備的工作效率大大受阻,施工進(jìn)度緩慢。本文所介紹的Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖隧道微臺(tái)階開(kāi)挖施工工法,有效地解決了上述問(wèn)題,即保障了隧道
4、施工安全,也提高了施工進(jìn)度。8 2.工法特點(diǎn)2.1只需要在原有的全斷面或半斷面開(kāi)挖臺(tái)架上增設(shè)拼裝式懸臂平臺(tái)供微臺(tái)階鉆眼、噴砼作業(yè)使用,不需增加其它設(shè)備;2.2上下臺(tái)階同時(shí)鉆眼、放炮、出碴;3.3上下導(dǎo)坑部分工序可平行作業(yè),節(jié)約時(shí)間。上導(dǎo)微臺(tái)階初噴后,可集中作業(yè)人員打錨桿、安鋼架;上導(dǎo)拱架安裝后,作業(yè)人員撤至下導(dǎo)打錨桿、安鋼架,上導(dǎo)可同時(shí)進(jìn)行噴砼作業(yè);3.4開(kāi)挖作業(yè)占用空間減少,工序間相互干擾降低,仰拱、二襯等后繼工序距掌子面的距離可控制在30~35m,滿足強(qiáng)制
5、性規(guī)定要求;3.5較之短臺(tái)階開(kāi)挖法,微臺(tái)階法施工進(jìn)度明顯加快。在滿足工序安全步距的前提下,若采用短臺(tái)階法施工,Ⅳ級(jí)圍巖月進(jìn)度最快能達(dá)70m;采用微臺(tái)階法施工,月進(jìn)度可保證80~90m,圍巖變化不大、工序銜接正常情況下,月進(jìn)度最快可達(dá)90m。3.適用范圍主要適用于設(shè)計(jì)建議臺(tái)階法施工的圍巖段。4.工藝原理隧道微臺(tái)階開(kāi)挖工法由全斷面和短臺(tái)階開(kāi)挖工法衍變而來(lái),利用一個(gè)開(kāi)挖臺(tái)架完成上下導(dǎo)坑鉆眼、裝藥,同時(shí)起爆、同時(shí)出碴,以此縮短工序間的銜接時(shí)間差,同時(shí)給后續(xù)工序仰拱施工提供更大的空間,縮小了掌子面與仰拱之間的距離,保證了隧道工序安全步距滿足鐵道部相關(guān)強(qiáng)制性規(guī)定要求,保障了隧道施工安全和進(jìn)度。
6、5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1微臺(tái)階法開(kāi)挖及支護(hù)作業(yè)工藝流程如圖5.1。5.2操作要點(diǎn)5.2.1上下臺(tái)階長(zhǎng)度、高度確定:上臺(tái)階長(zhǎng)度為3~5米,高度為4.0米,下臺(tái)階高度為6.2m,微臺(tái)階法開(kāi)挖立面、縱斷面圖見(jiàn)圖5.2.1。5.2.2施工臺(tái)架加工微臺(tái)階施工臺(tái)架可用原有的半斷面或全斷面施工臺(tái)架改裝而成,需要在臺(tái)架掘進(jìn)前進(jìn)方向增加懸臂操作平臺(tái),參見(jiàn)圖5.2.2-1圖5.2.2-2。8 圖5.1微臺(tái)階法開(kāi)挖及支護(hù)作業(yè)工藝流程圖5.2.1微臺(tái)階法開(kāi)挖立面、縱斷面圖8
7、 圖5.2.2-1微臺(tái)階法工況示意圖圖5.2.2-2微臺(tái)階施工臺(tái)架結(jié)構(gòu)示意圖8 5.2.3爆破設(shè)計(jì)圖5.2.3-1IV級(jí)圍巖微臺(tái)階施工爆破設(shè)計(jì)圖圖5.2.3-2V級(jí)圍巖微臺(tái)階施工爆破設(shè)計(jì)圖5.2.4施工順序說(shuō)明(1)IV級(jí)圍巖