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喷锚暗挖法

归档日期:07-07       文本归类:暗挖式工事      文章编辑:爱尚语录

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  喷锚暗挖法指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。 它是一种传统的施工方法。它的基本原理是,隧道开挖后受爆破影响,造成岩体破裂形成松弛状态,随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据,其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖,并要求边挖边撑以求安全,所以支撑复杂,木料耗用多。随着喷锚支护的出现,使分部数目得以减少,并进而发展成新奥法。

  喷锚暗挖法又称为矿山法,对地层的适应性较广,适用于结构埋置较浅,地面建筑物密集,交通运输繁忙、地下管线密布,及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。喷锚暗挖法施工分为新奥法、浅埋暗挖法

  是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。

  沿用新奥法 (New Austrian Tunneling Method)基本原理,初次支护按承担全部基本荷载设计,二次模筑衬砌作为安全储备;初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时,同时采用多种辅助工法,超前支护,改善加固围岩,调动部分围岩的自承能力;并采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系;在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计,实现不塌方、少沉降、安全施工等,并形成多种综合配套技术。

  浅埋暗挖法施工的地下洞室具有埋深浅(最小覆跨比可达0.2)、地层岩性差(通常为第四纪软弱地层)、存在地下水(需降低地下水位)、周围环境复杂(邻近既有建、构筑物)等特点。

  由于造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点,浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。在北京地铁复西区间、西单车站、国家计委地下停车场、首钢地下运输廊道、城市地下热力、电力管道、长安街地下过街通道及地铁复—八线中推广应用,在深圳地下过街通道及广州地铁一号线等地下工程中推广应用,并已形成了一套完整的综合配套技术。

  同时,经过许多工程的成功实施,其应用范围进一步扩大,由只适用于第四纪地层、无水、地面无建筑物等简单条件,拓广到非第四纪地层、超浅埋(埋深已缩小到0.8m)、大跨度、上软下硬、高水位等复杂地层及环境条件下的地下工程中去。

  信息化技术的实施,实现了浅埋暗挖技术的全过程控制,有效地减小了由于地层损失而引起的地表移动变形等环境问题。不但使施工对周边环境的影响降低到最低程度,由于及时调整、优化支护参数,提高了施工质量和速度,使浅埋暗挖法特点得到更进一步的发挥,为城市地下工程设计、施工提供了一种非常好的方法,具有重大的社会效益和环境效益,该方法在总体上达到国际领先水平。

  ( full face excavation method)隧道工程中采用全断面一次开挖成形的施工方法。一般在隧道和煤层开挖中多见。该法是将全部设计断面一次开挖成型,再修筑衬砌,一般可适用于Ⅴ~Ⅵ类围岩,因开挖作业面大,钻爆效率高可采用凿岩台车和高效运装机。

  该法施工优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简单,便于组织大型机械化施工;施工速度快,防水处理简单;缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。

  是隧道及地下工程的施工方法之一。又有正台阶法和反台阶法之分。按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,预留核心土台阶法,甚至多台阶法。

  台阶法施工就是将结构断面分成两个或者几个部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分布开挖。它能较早使支护闭合,有利于控制结构变形及由此引起的地面沉降。

  灵活多变,适用性强。凡是软弱围岩,第四纪沉积地层,必须采用正台阶法,这是各种不同方法中的基本方法。

  具有足够的作业空间和较快的施工速度。当地层无水,洞跨小于12米时,均可采用该法。

  又称环形开挖留核心土法,适用于地层较差,跨度≤12M的隧道工程。一般将断面分成环形拱部(图中的1、2、3)、上部核心土(图中的4)、下部台阶(图中的5)等三部分。

  根据断面的大小,环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5-1.0M,不易过长。台阶长度一般以控制在1D内(D一般指隧道跨度)为宜。

  优点:与超短台阶法相比,台阶长度可以适度加长,以减少上下台阶施工干扰;而与下述的侧壁法相比,施工机械化程度可相对提高,施工速度可加快。

  需注意下面问题:虽然核心土增强了开挖面的稳定,但开挖中围岩要经受多次扰动,而且断面分块多,支护结构形成全断面封闭的时间长,这些都有可能使围岩变形增大。因此,它常要结合辅助施工措施对开挖工作面及其前方岩体进行预支护或预加固。

  2.侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽,高度以到起拱线.导坑与台阶的距离以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则;

  是隧道开挖的一种方式。又称双侧壁导洞法或眼镜工法。属于新奥法的一个分支,以新奥法基本原理为依据。

  一般将断面分成四块:左、右侧壁导坑1、上部核心土2、下台阶(3) 。导坑尺寸侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用,并考虑机械设备和施工条件而定。但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。高度以到起拱线为宜,这样,导坑可分二次开挖和支护,不需要架设工作平台,人工架立钢支撑也较方便。导坑与台阶的距离没有硬性规定,但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则,所以在短隧道中可先挖通导坑,而后再开挖台阶。上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。左、右侧导坑错开的距离,应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。

  ③开挖上部核心土,建造拱部初次支护,拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。

  喷锚暗挖是一种施工工艺,是隧道开挖过程中,隧道已经开挖成型后,将一定数量、一定长度的锚杆,按一定的间距(数量、长度、间距都是通过计算得来的)垂直锚入岩(土)体,在锚杆外露端挂钢筋网,再在隧道表面喷射混凝土,使混凝土、钢筋网、锚杆组成一个防护体系

  1、喷锚初期支护:钢筋网喷射混凝土、锚杆-钢筋网喷射混凝土、钢拱架-钢筋网喷射混凝土。

  3、喷射混凝土应采用早强混凝土。严禁选用碱活性集料,要求初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。钢筋网材料采用Q235钢,直径为6-12mm,网格尺寸采用150-300mm。钢筋加工成的格栅的主筋直径不宜小于18mm。

  4、喷射混凝土前的准备工作:检查开挖断面尺寸,清除开挖面、拱脚、墙脚的杂物,设置喷层厚度标志,对基面有积水应该埋管疏干。宜采用湿喷方式,厚度为50-100mm;钢架应在开挖或喷射混凝土后及时架设;超前锚杆、小导管支护宜与钢拱架、钢筋网配合使用;长度宜为3-3.5m,并应大于循环进尺的2倍。

  5、喷射混凝土应分段、分层、分片,由下而上顺序进行。钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不小于40mm。

  6、地表锚杆:按照矩形或梅花形布置,钻孔-吹净钻孔-灌浆-插锚杆-固定杆体。

  锚杆类型根据:地质条件、使用要求、锚固特性进行选择。选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆、摩擦性锚杆。

  7、冻结法固结地层:优点——地层强度高;地下水封闭效果好;地层整体固结性好;对工程环境污染小。  缺点——成本较高;有一定的技术难度

  武凯, 高云东, 刘建伟,等. 隧道喷锚暗挖法施工质量控制[J]. 建筑技术, 2012, 43(6):497-499.

  敖小勇. 隧道喷锚暗挖法施工质量分析[J]. 江西建材, 2015(14):153-153.

  周宇. 隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J]. 工程技术:文摘版:00066-00067.

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