科普14:浅埋暗挖法.ppt
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1、 14:浅埋暗挖法浅埋暗挖法方证出品隧道施工方法可按以下方式分类:隧道施工方法可按以下方式分类:传统矿山法传统矿山法传统矿山法传统矿山法隧道施工方法隧道施工方法隧道施工方法隧道施工方法山岭隧道山岭隧道山岭隧道山岭隧道施工方法施工方法施工方法施工方法浅埋及软土浅埋及软土浅埋及软土浅埋及软土隧道施工方隧道施工方隧道施工方隧道施工方法法法法水底隧道水底隧道水底隧道水底隧道施工方法施工方法施工方法施工方法矿山法(钻爆法)矿山法(钻爆法)矿山法(钻爆法)矿山法(钻爆法)掘进机法掘进机法掘进机法掘进机法新奥法新奥法新奥法新奥法地下连续墙法地下连续墙法地下连续墙法地下连续墙法盖挖法盖挖法盖挖法盖挖法明挖法明
2、挖法明挖法明挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法盾构法盾构法盾构法盾构法沉埋法沉埋法沉埋法沉埋法盾构法盾构法盾构法盾构法1 1、浅埋暗挖法的特点、浅埋暗挖法的特点 浅埋暗挖法,是指在软弱围岩地层中,以改造地质条件为前提,以控制地表浅埋暗挖法,是指在软弱围岩地层中,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅和锚喷砼作为初期支护手段,遵循沉降为重点,以格栅和锚喷砼作为初期支护手段,遵循“新奥法新奥法”理论,按照理论,按照“十八字十八字”方针方针(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭
3、、勤量测)(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道进行隧道的设计和施工。的设计和施工。浅埋暗挖的优点:结构形式灵活多变,对地面建筑、道路和地下管线影响不大,浅埋暗挖的优点:结构形式灵活多变,对地面建筑、道路和地下管线影响不大,拆迁占地少,扰民少,污染城市环境少等。缺点:施工速度慢,喷射混凝土粉尘拆迁占地少,扰民少,污染城市环境少等。缺点:施工速度慢,喷射混凝土粉尘多,劳动强度大,机械化程度不高,以及高水位地层结构防水比较困难等。多,劳动强度大,机械化程度不高,以及高水位地层结构防水比较困难等。管超前:开挖拱部土体自稳能力差,自立时间短,土体凌空后极易坍塌,采用超前支护的各种手
4、段主要提高土体的稳定性,控制下沉,防止围岩松弛和坍塌。严注浆:导管超前支护后,立即进行压注水泥浆或其它化学浆液,填充围岩空隙,使隧道周围形成一个具有一定强度的壳体,以增强围岩的自稳能力,确保开挖过程中的安全。短进尺:一次注浆,一次开挖或多次开挖,土体暴露时间越长,进尺越大,土体坍塌的危险就越大,所以一定要严格限制进尺的长度。在施工中可采取预留核心土,目的除减少开挖时间外,预留的土体还可以平衡掌子面的土体,防止滑塌。强支护:在松散地层中施工,大量土体的重力会直接作用于初期支护结构上,初期支护必须十分牢固,具有较大的刚度,以控制初期结构的变形,保证结构的稳定。快封闭:快封闭:在台阶法施工中,如上台
5、阶未封在台阶法施工中,如上台阶未封闭成环,变形速度较快,为有效控制围岩闭成环,变形速度较快,为有效控制围岩松弛,必须及时采用临时仰拱松弛,必须及时采用临时仰拱或使支护体或使支护体系成环。系成环。勤量测勤量测:结构的受力最终都表现为变形,:结构的受力最终都表现为变形,可以说,没有变形(微观的),结构就没可以说,没有变形(微观的),结构就没有受力。按照规定频率对规定部位进行监有受力。按照规定频率对规定部位进行监测,测,掌握施工动态掌握施工动态,调整施工参数并设置,调整施工参数并设置各部位的变形警戒值,各部位的变形警戒值,是浅埋暗挖法施工是浅埋暗挖法施工成败的关键。成败的关键。方证出品工工 法法浅埋
6、暗挖法浅埋暗挖法盾构法盾构法明(盖)挖法明(盖)挖法地质条件地质条件有水需处理各种地层各种地层地面拆迁地面拆迁小小大地下管线地下管线无需拆迁无需拆迁需拆迁断面尺寸断面尺寸各种断面不行各种断面施工现场施工现场较小一般大进进 度度开工快,总工期偏慢前期慢,总工期一般总工期快振动噪音振动噪音小小大防防 水水有一定难度有一定难度较易三种工法的比较三种工法的比较 新奥法是施工过程中充分发挥围岩本身具有的新奥法是施工过程中充分发挥围岩本身具有的自承能力自承能力,以喷射,以喷射砼、锚杆为主的初期支护,使支护与围岩联合受力共同作用,把围岩砼、锚杆为主的初期支护,使支护与围岩联合受力共同作用,把围岩看作是支护结
7、构的重要组成部分。看作是支护结构的重要组成部分。浅埋暗挖法又称矿山法,基本不考虑利用围岩的自承能力,采用复浅埋暗挖法又称矿山法,基本不考虑利用围岩的自承能力,采用复合衬砌,初期支护承受全部基本荷载,二衬作为安全储备,共同承担合衬砌,初期支护承受全部基本荷载,二衬作为安全储备,共同承担特殊荷载。特殊荷载。浅埋暗挖法理论源于浅埋暗挖法理论源于“新奥法新奥法”,如以锚喷作为初期支护手,如以锚喷作为初期支护手段;尽量减少围岩扰动;初支与围岩密贴;量测信息反馈指导施工等。段;尽量减少围岩扰动;初支与围岩密贴;量测信息反馈指导施工等。2 2、浅埋暗挖法与新奥法的区别、浅埋暗挖法与新奥法的区别 自承能力:围
8、岩开挖后在未进行自承能力:围岩开挖后在未进行任何支护情况下,承载上部荷重任何支护情况下,承载上部荷重的能力。的能力。方证出品 新奥法新奥法新奥法新奥法即奥地利隧道施工新方法即奥地利隧道施工新方法即奥地利隧道施工新方法即奥地利隧道施工新方法(NATMNATMNATMNATM),是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测控制围岩的变形,便于充分发挥围岩的自承能力的控制围岩的变形,便于充分发挥围岩的自承能力的控制围岩的变形,便于充分发挥围岩的自承能力的控制围岩的变形,
9、便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。施工方法。施工方法。施工方法。核心内容核心内容核心内容核心内容:充分保护,利用围岩的承载能力。:充分保护,利用围岩的承载能力。:充分保护,利用围岩的承载能力。:充分保护,利用围岩的承载能力。施工要点施工要点施工要点施工要点:控制爆破、锚喷支护和施工监测。:控制爆破、锚喷支护和施工监测。:控制爆破、锚喷支护和施工监测。:控制爆破、锚喷支护和施工监测。实施方法实施方法实施方法实施方法:设计、施工和监测三位一体的动态模式。:设计、施工和监测三位一体的动态模式。:设计、施工和监测三位一体的动态模式。:设计、施工和监测三位一体的动态模式。方证出品施工准备施工准备实施
10、性施工组织设计实施性施工组织设计地层预加固及施工辅助措施地层预加固及施工辅助措施开挖开挖 初期支护初期支护 现场监控量测现场监控量测 是否符合控制是否符合控制标准标准防水层防水层二次衬砌混凝土结构二次衬砌混凝土结构结束结束是是 (修改施工方案)(修改施工方案)(加强初期支护施工辅助措施)(加强初期支护施工辅助措施)(改变开挖步骤,程序)(改变开挖步骤,程序)(修改支护参数)(修改支护参数)否否浅埋暗挖施工工艺流程浅埋暗挖施工工艺流程方证出品*11施工准备施工准备超前导管超前导管超前注浆超前注浆土方开挖土方开挖格栅安装格栅安装网片安装网片安装砼喷射砼喷射防水施工防水施工二次衬砌二次衬砌方证出品(
11、1 1)全断面开挖法)全断面开挖法 全断面法主要适用于较好围岩,全断面开挖法施工操作比较简单,为了减少对地层的扰动次数,在采取局部注浆等辅助施工措施加固地层后,也可采用全断面法施工。采全断面开挖法有较大的作业空间,有利于采用大型配套机械化作业,提高施工速度,且工序少,便于施工组织和管理。但由于开挖面较大,围岩稳定性降低,且每个循环工作量较大。每次深孔爆破引起的震动较大,因此要求进行精心的钻爆设计,并严格控制爆破作业。浅埋暗挖常用施工方法浅埋暗挖常用施工方法方证出品 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。方证出品全断面开挖法工作面设备布置全断面开挖法工作面设备布置方证
12、出品方证出品(2 2)台阶法)台阶法 台阶法是最基本、运用最广泛的施工方法,而且是实现其它施工方法的重要手段。当开挖断面较高时可进行多台阶施工,每层台阶的高度常用3.54.5m,或以人站立方便操作选择台阶高度。当拱部围岩条件发生较大变化时,可适当延长或缩短台阶长度,确保开挖、支护质量及施工安全。方证出品台阶法正台阶施工示意正台阶施工示意A-垂垂直直钻钻机机;B-水水平平钻钻机机;C-通通风风管管;D-水水管管;E电电缆缆管管;F-风管风管方证出品台阶法工程实例方证出品1、环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法常用于级围岩单线和V级围岩双线隧道掘进。方证出品环形开挖留核心土法方证出品单侧壁导坑法
13、单侧壁导坑法 由由于于单单侧侧壁壁导导坑坑法法每每步步开开挖挖的的宽宽度度较较小小,而而且且封封闭闭型型的的导导坑坑初初期期支支护护承承载载能能力力大大,所所以以它它适适用用于于断断面面跨跨度度大大,地地表表沉沉陷陷难难于于控控制制的的软软弱弱松松散散围岩中。围岩中。方证出品双侧壁导坑法双侧壁导坑法 v适用于适用于V V级围岩双线或多线隧道掘进。级围岩双线或多线隧道掘进。v具具有有控控制制地地表表沉沉陷陷好好,施施工工安安全全等等优优点点,但但进进度度慢,成本高。慢,成本高。方证出品双侧壁导坑法双侧壁导坑法 方证出品方证出品(3 3)CDCD法和法和CRDCRD法法 中隔墙法也称CD工法,主要
14、适用于地层较差和不稳定岩体,且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD工法仍不能满足要求时,可在CD工法的基础上加设临时仰拱,即所谓的交叉中隔墙法(也称CRD工法)。CRD工法的最大特点是将大断面施工化成小断面施工,各个局部封闭成环的时间短,控制早期沉降好,每个步序受力体系完整。因此,结构受力均匀,形变小。另外,由于支护刚度大,施工时隧道整体下沉微弱,地层沉降量不大,而且容易控制。方证出品中隔壁法中隔壁法中隔壁法中隔壁法(CD)(CD)(CD)(CD)适用于适用于适用于适用于VV级围岩的浅埋双线隧道。级围岩的浅埋双线隧道。级围岩的浅埋双线隧道。级围岩的浅埋双线隧道。方证出品中中隔隔墙墙开开挖挖时
15、时,应应沿沿一一侧侧自自上上而而下下分分为为二二或或三三部部进进行行,每每开开挖挖一一步步均均应应及及时时施施作作锚锚喷喷支支护护、安安设设钢钢架架、施施作作中中隔隔壁壁,底底部部应应设设临临时时仰仰拱拱,中中隔隔壁壁墙墙依依次次分分步步联联结结而而成成,之之后后再再开开挖挖中中隔隔墙墙的的另另一一侧侧,其其分分步步次次数数及及支支护护形形式式与与先先开开挖挖的一侧相同。的一侧相同。方证出品交叉中隔壁法交叉中隔壁法(CRD)(CRD)交叉中隔壁法适用于交叉中隔壁法适用于VV级围岩浅埋的双级围岩浅埋的双线或多线隧道。采用自上而下分为二至三步开挖中线或多线隧道。采用自上而下分为二至三步开挖中隔墙的
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