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三台阶七步隧道施工法演示
三台阶七步隧道施工法演示
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4.5 严格按设计要求施做超前支护,控制好超前支护
外插角,严格按注浆工艺加固地层,保证隧道开挖在
超前支护的保护下施工。 4.6 隧道周边部位应预留30cm人工开挖,其余部位
宜采用机械开挖,局部需要爆破时,必须采用弱爆破
,不得超挖。施工时应严格控制装药量,减少对围岩
的扰动。
4.7 中、下台阶左、右侧开挖应错开,严禁对开,左 右侧错开距离宜为2~3 m。 4.8 钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。
安装钢架施工注意事项及要求: ①钢架拱(墙)脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫 槽钢,以保证钢架基础稳固。安装前应清除基脚下的
虚渣、虚土及杂物。
②钢架安装允许偏差:钢架间距、横向位置和高程与 设计位置的偏差不超过±5 cm,垂直度允许偏差为 ±2°。
安装钢架施工注意事项及要求:
③钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固,以增强
作应及时进行;
(3)二次衬砌距仰拱宜保持2倍以上衬砌循环作业长
度,但不得大于50m。
4.3 在满足作业空间和台阶稳定的前提下,应尽量缩 短台阶长度,核心土长度应控制在3—5 m,宽度宜 为隧道开挖宽度的l/3~l/2。 4.4 三台阶七步开挖法施工应严格控制开挖长度,根 据围岩地质情况,合理确定循环进尺,每次开挖长度 不得超过1.5 m;开挖后立即初喷3—5cm混凝土, 以减少围岩暴露时间。
中4 中3 中2 中 下1
上9 上8 上7 上6 上5 上4 上3 上2 上1
中6 中5 中4 中 下3 中 下2 中 下1
中5 中4 中3 中 下2 中 下1 上 10
上9 上8 上7 上6 上5 上4 上3 上2 上1
中7 中6 中5 中 下4 中 下3 中 下2 中 下1
中6 中5 中4 中 下3 中 下2 中 下1 上 11 上 10
上9 上8 上7 上6 上5 上4 上3 上2 上1
中8 中7 中6 下 中5 中 下4 中 下3 中 下2 中 下1
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上9 上8 上7 上6 上5 上4 上3 上2 wenku.baidu.com1
中9 中8 中7 下 中6 下 中5 中 下4 中 下3 中 下2 中 下1
三台阶七步开挖法技术特点: (4)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。 (5)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。
三台阶七步开挖法规避了侧壁导坑法、中隔壁法及交叉中隔
壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素,及
时调整闭合时间,方便机械施工,利于施工工序转换。
4.1 隧道进洞前应做好洞顶及洞口防排水系统。洞顶
及洞口排水沟应铺砌,用砂浆抹面,防止地表水及施
工用水下渗,影响结构安全。
4.2 三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安 排应紧凑,尽量减少围岩暴露时间,避免因长时间暴 露引起围岩失稳。
(1)初期支护应及时封闭成环,全断面初期支护闭 合时间宜控制在15d左右,有条件时应尽量缩短闭合 时间; (2)仰拱应超前施做,仰拱距上台阶开挖工作面宜 控制在30—40 m,铺设防水板、二次衬砌等后续工
3.4 监控量测
(1)监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业进行布点 和监测,量测数据可运用工程类比法及时分析反馈,必 要时应根据分析结果调整支护参数,以保证施工安全。 (2)量测项目可分为必测项目和选测项目。选测项目 可结合工程实际情况,按照《铁路隧道监控量测技术 规程》的规定选取。
注:监控量测具体操作参见《隧道监控量测作业指导书》,在此不赘述。
(2)系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求:
a、初喷混凝土后应及时施做锚杆,锚杆必须设置垫板。
岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置,采取沿锚杆孔
进浆的施工工艺;黄土隧道系统锚杆按设计要求选用。
b、钢筋网可采用为φ 8 mm或φ 6 mm的HPB235钢
制作,网格尺寸宜采用20 cm×20 cm~25 cm×25
测量放样 超前支护 上部弧形导坑开挖断面处理、初 支
不满足
满足
断面检 查
围岩稳定性评 判修正支护参 数
左右交错开挖中台阶、初 支 左右交错开挖下台阶、初 支 分段开挖隧底、初支
三台阶七步开挖法工艺流程图
施做仰拱、仰拱填充
3.2 施工作业
(1)采用三台阶七步开挖法施工的隧道,应将超前 地质预报纳入施工工序,并根据工程水文地质变化情 况,及时调整各部台阶长度或施工方法,采取相应的 技术措施,及早封闭成环,保证施工安全。 (2)采用三台阶七步开挖法施工的隧道,应根据工 程水文地质条件,按设计要求做好超前支护,防止围 岩松弛,保证隧道开挖安全。在断层、破碎带、浅埋 段等自稳性较差或富水地层中,超前支护应按设计要 求进行加强。
上 23
上 22
上 21
上 20 中 20
上 19 中 19
中 18 上 18 中 18
中 17 上 17 中 下 17
中 16 上 16 下 中 16 16
下 中 15 15
下 中 14
…… 中 下2 中 下1
上5 上4 上3 上2仰1上1
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7
三台阶七步开挖法施工立体效果图
三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100~180 平
方米,具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道
的施工。主要表现包括:黄土、强风化岩层(强风
化泥岩、强风化泥质粉砂岩等)。不适用于围岩地
质为流塑状态、洞口浅埋偏压段(但经过反压处理
或施做超前大管棚后可采用)。
本围岩级别为V级,上层风积砂质黄土,下伏上第
钢架的整体稳定性。
④锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点,锁脚锚
杆尾部宜加工成“L”形。钢架连接板应采用栓接牢
固连接。
⑤钢架和初喷混凝土间有较大间隙时,每隔2 m应采 用骑马或楔形垫块顶紧;钢架与围岩的间隙不应大于 5 cm。
喷射混凝土厚度应符合设计要求,二次复喷混凝土 应分层喷射,每层厚宜为5~6 cm。喷射混凝土表 面应平顺,无空鼓、裂缝、酥松,平整度宜采用2 m靠尺检查,允许偏差为侧壁5 cm、拱部7 cm。
3.3 仰拱施工 (1) 隧底开挖应采用全幅分段施工,上面铺设仰拱 栈桥,每循环开挖长度宜控制在2—3 m。当仰拱施 工滞后下部台阶开挖面30~40m时,应停止前方工 作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。短距离跳槽的 次数不得多余3次,每次跳槽间隔不得大于10 m。 (2)隧底开挖后,应及时清除虚渣、杂物、泥浆、 积水,立即初喷3~5 cm厚混凝土封闭岩面,按照设 计要求安装仰拱钢架,复喷射混凝土至设计厚度,使 初期支护及时闭合成环。
d、喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩
面粘结力要求。
e、喷射作业应分段分片依次进行,喷射作业从拱脚或
墙脚自下而上进行,作业时应避免上部喷射回弹料虚掩
拱(墙)脚;先找平凹洼部分,后喷射凸出部分,各部平
顺连接。喷头应与受喷面垂直,喷嘴口至受喷面距离宜
保持在1.0~2.0m,沿水平方向以螺旋形划圈移动。
施工过程通过监控量测,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;
完善洞内临时防排水系统,防止地下水浸泡拱墙脚 基础。
拱部超前小导 超前支护 管预注浆支护
1 1
1
6-1
3
6-2 6-3 5
栈桥 仰拱
衬砌
2
4
30m~40m 4m~6m
7
上1
上2 上1
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上 23
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上 21 中 21
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中 19 上 19 中 19
中 18 上 18 下 中 18
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上5 上4 上3 上2仰1上1
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三台阶七步开挖法原则: 采用三台阶七步开挖法施工应尽量缩短台阶长度, 确保初期支护尽快闭合成环,仰拱和拱墙衬砌及时 跟进,尽早形成稳定的支护体系。
3.1 施工工艺流程 (1)三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤: A、上部弧形导坑环向开挖,施做拱部初期支护; B、中、下台阶左右错开开挖,施做墙部初期支护: C、中心预留核心土开挖、隧底开挖,施做隧底初期 支护。 每部开挖后均应及时支护,隧底初期支护后应及时施 做仰拱,尽早封闭成环。
3.3 仰拱施工 (3)仰拱应超前拱墙衬砌,每循环浇筑长度宜为4~6 m,仰拱应采用浮放模板支架成型。仰拱混凝土应分段 全幅浇筑,一次成型,不留纵向施工缝,仰拱施工缝和 变形缝应设置止水带。仰拱表面应平顺,不积水。
(4)仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑,浇 筑前应清除仰拱表面的杂物和积水,连续浇筑,一次 成型,不留纵向施工缝。填充混凝土强度达到5MPa 后允许行人通行,达到设计强度的100%后允许车辆 通行。仰拱填充表面坡度应符合设计要求,应平顺、 排水通畅、不积水。
上4 上3 上2 上1
中1
上5 上4 上3 上2 上1
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上8 上7 上6 上5 上4 上3 上2 上1
中5 中4 中3 中 下2 中 下1
(3)三台阶七步开挖法施工应符合下列要求:
以机械开挖为主,必要时辅以弱爆破; 弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖,预留核心土, 开挖后及时支护; 其他分步平行开挖,平行施做初期支护,各分部初 期支护衔接紧密,及时封闭成环; 仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系;
(3)三台阶七步开挖法施工应符合下列要求:
2016年1月
铁路大断面隧道三台阶七步开挖法(以下简称“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。
超前支护
1 1 1
6-1
3
6-2 6-3 5
栈桥 仰拱
衬砌
2
4
30m~40m 4m~6m
(3)安装钢架应符合下列要求: c、加强钢架拱(墙)脚锁脚锚杆(管)施工,各台阶每 单元钢架拱(墙)脚以上30 cm高度处,紧贴钢架两侧
边沿按下倾角30。打设4根或4根以上锁脚锚杆(管)
,锁脚锚杆(管)与钢架牢固焊接,锁脚锚杆直径不应
小于22 mm,锁脚锚管直径不应小于42 mm,长度
不得小于3.5 m,以控制基脚变形。
三系泥岩,夹薄层砂岩、石膏岩和岩盐,虽然洞口
地址表现为浅埋偏压,但洞口施做了一环30m长的
Φ 108超前大管棚支护,可以采用三台阶七步开挖
法。
三台阶七步开挖法技术特点: (1)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)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。 (3)适应不同跨度和多种断面形式,初期支护工 序操作便捷。
(1)初喷混凝土封闭岩面要求:
a、初喷混凝土应在开挖后立即进行。 b、用高压风自上而下吹净岩面,埋设控制喷射混
凝土厚度的标志钉。
c、工作面滴水或淋水时,宜采用钻孔埋管做好引排
水。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土,通
过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能,也可采用干
喷形式快速封闭渗水岩面。
(1)初喷混凝土封闭岩面要求:
…… 中 下2 中 下1
三台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆 (管)、钢筋网和钢架等组成,各部分联合受力。 初期支护应在开挖后立即施作,以保护围岩的自然 承载力。
开 挖 清理岩面 初喷混凝土封闭岩面 施做系统锚杆,挂钢筋网 安装钢架 复喷混凝土至设计厚度 量测数据分析、反馈
初期支护施工工艺流程图
cm,搭接长度应为1~2个网格,网片间采用焊接方式
连接。
(2)系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求: d、钢筋网随受喷面起伏铺设,其间隙不应大于3 cm,钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固,且钢筋保 护层厚度不应小于4 cm。
(3)安装钢架应符合下列要求: a、拱部单元安装工序:放样确定钢架基脚位置→ 施做定位锚杆→架设钢架→布设纵向连接筋。 b、墙部单元安装工序:墙脚部位铺设槽钢垫板→ 施做定位锚杆→对应拱部单元架设墙部钢架单元→ 布设纵向连接筋。拱、墙部钢架单元宜采用栓接的 方式连接。
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