隧道双侧壁施工

筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 隧道双侧壁导坑 在隧道施工中，根据地质条件和机械设备情况，隧道设计要求，已总结出许多不 同开挖方式：如全断面开挖、台阶分部开挖，单侧壁开挖、双侧壁开挖等，对于浅埋 大跨度及地质条件很差的隧道，双侧壁开挖是一种较为理想的开挖法。 双侧壁导坑适用范围，适用于隧道跨度大、 地质条件差，一般Ⅱ～Ⅲ围岩,地表下 沉需严格控制了隧道。 一、 工艺特点： 1．1以岩体力学为基础，新奥法为指导，充分发挥围岩自承能力及支护能力，确保围岩稳定。 1.2、采用多工序平行交叉作业，避免施工相互干扰。 1.3、施工中各工序安排合理，加强洞内施工管理和围岩监控量测，当变形速率有 增大趋势时，应立即采取有效，保证围岩和衬砌处于稳定状态。 二、隧道双侧壁施工方法 8 7 6 3 1 9 4 13 2 10 5 开挖顺序图 开挖顺序说明: 1、开挖导坑上部开挖 8、中央拱顶支护 2、先行导坑下部开挖 9、中央下部开挖 3、先行驶导坑锚喷锚、钢架支撑，设置临 时壁墙支撑 10、中央下部开挖 4、后行导坑上部开挖 11、灌注仰拱砼 5、后行导坑下部开挖 12、拆除临时壁墙 6、后行导坑锚喷喷、钢架支撑，设置临时 壁墙支撑 13、灌注全周衬砌 7、中央拱顶开挖 （一）侧壁导坑开挖 先行导坑采用微正台阶法开挖，上半断面超前2.5～3.0米,使用3～4台汽脚式凿岩机 钻眼,光面焊,每循环进尺2米,配备正铲侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输,为保证施工安 全,每循环需作初期支护,侧壁和临时壁墙同时支护,根据地质条件一般采用喷锚+格栅支 护,锚杆采用φ22药包锚杆,长度3～3.5米/根,间距1×1米。格栅支撑按设计要求制作，间 距1.0m/榀,每榀间以φ18钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及格栅，采用多次喷射，总厚度 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 达20厘米以上。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当先行导坑超前50米后，两 侧导坑可同时开挖，后行导坑开挖、支护方式与先行驶导坑相同。 （二）中央部份开挖 在不影响两侧壁导坑道开挖时可进行中央开挖，中央开挖也采用微正台阶法，上 部台阶高2.5米,采用5台汽脚式凿岩机钻眼,短进尺弱爆破，开挖成形后及时检查断面尺 寸，防止欠挖，及时施作上部支护：初喷砼、锚杆、架格栅，然后喷射砼封闭。下部 开挖可利用自制汽车台架钻眼，如果中部开挖高度太太，仰拱部份可留下以后开挖。 （三）施工工艺 1．微正台阶施工流程图 2．微正台阶作业 施 工 工 序 标准时间 （分钟） 施 工 工 序 标准时间 （分钟） 1、上部测量 40 7、下部钻锚杆眼、炮眼 200 2、上部钻锚杆眼、炮眼 180 8、下部锚杆 180 3、上部锚杆、架格栅 200 9、下部喷射砼 150 4、上部喷射砼 120 10、装药放炮 120 5、出 碴 150 11、通风排烟 20 6、下部测量 40 12、扒碴找顶 90 上部测量 上部钻锚杆眼、炮眼 上部支护 出 碴 下部支护 下部测量 上下部同时装药放炮 下部钻锚杆眼、炮眼 小反挖扒碴 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M （四）格栅闭合连接工艺 双侧壁导坑由于分多次开挖，格栅支撑很难闭合成整体，为使格栅能更好地承受 围岩压力，需对分部开挖联结处作加强处理，具体方法如下： 工字钢托梁 加固锚杆 格栅 两侧接头处采用加强锚杆，长度4米/根，每榀格栅加固不少于3根，锚杆尾 部与格栅焊接牢固。拱部格栅拱脚处增设纵向托梁，托梁用2根16工字钢拼沓而 成，长度按格栅纵向间距而定为1米一节，先分节加式好，加工时在两端焊上4个 螺栓孔的钢垫板，节与节之间用φ20螺栓联接,格栅拱脚垫板直接与托梁工字钢 顶面进行焊接.格栅与托梁联结如下图 格栅 工字钢托梁 工 工 工 工 ( 五)、仰拱施工 仰拱施工方法应根据围岩情况，监控量测数据判定，若围岩已完全稳定，可 先拆除临时壁墙后再施作，这样可减少工序，使仰拱受力更好，若围岩尚未稳 定，应分部施工仰拱，按设计要求安装外模，并在临时壁墙1米范围内予埋φ12 钢筋,间距0.4米,如图见下页：: 三、劳动力组织及进度 (一)、劳动力组织 由于双侧壁是由单工序作业（先行导坑开挖）到多工序平行交叉作业，劳动 力也由单环布置向多循环布置，整个开挖可由单工序作业人员完成。 先行导坑开挖 后行导坑开挖 中部开挖 灌注 仰拱 灌注 仰拱 灌注 仰拱 灌注 仰拱 灌注 仰拱 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 仰拱砼 50 50 预埋钢筋 双侧壁导坑开挖劳动力布置 工 序 人数 工 序 人数 1、测量（包括量测） 6 7、风管、水电 12 2、钻孔（包括锚杆） 16 8、领工员 3 3、装药爆破 8 9、锚杆、榭栅加工 6 4、通风排烟 2 10、反挖扒碴 2 5、初期支护 16 11、焊工、修理工 5 6、出碴 6 12、其他 5 开挖劳动力数量合计： 87人 （二）、施工进度 由于该法工序较多，施工时应精心组织，各工种密切配合，搞好工序衔 接。每循环约需求25小时，循环进尺2.0米,则每月进度约55米,从铁山坪隧道实际 施工效果看,月进度也在50米以上。 四、机械设备配置 双侧壁导坑开挖主要机械设备 序号 类 别 机 具 名 称 规 格 及 型 号 单位 数量 1 开挖 汽腿式凿岩机 YT——28 台 8 2 自制汽车台架 台 1 3 装碴 侧卸式装载机 ZL50C 台 2 4 运输 自卸汽车 斯太尔（19.5） 台 3 5 支护 三联机 B8400 台 1 6 自制汽车台架 台 1 7 洞口设备 轴流式通风机 DF—110 台 1 8 电动空压机 41—20/8 台 2 五、质量及安全 双侧壁导坑施工应遵循隧道施工质量、验收规范，同时应注意以下几点： 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 1、 侧壁开挖后，中央部份实际处于悬空状态，这部份围岩经开挖已扰动过 二次，中部开挖方法不当，易导致临时壁墙破坏。为此应弱爆破、强支护、勤量 测。 2、由于分多次开挖，应加强断面测量工作，防止超欠挖，并配合出碴进行 断面检查，清除欠挖，处理危石。 3、临时壁墙的拆除，必须等围岩完全稳定后进行。 4、隧底两隅与侧墙联结处应平顺开挖，避免引起应力集中，当遇变形很大 的膨胀性围岩时，两隅应预先打入锚杆或其他措施加固。 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 隧道开挖中壁导坑施工方法 一、前言 在隧道工程施工中，开挖断面大，岩质差，岩体节理发育，岩层倾角小 的隧道，为确保施工安全，保证进度，防止坍塌，根据不同的地质情况，其开 挖方式一般有：单侧壁导坑开挖、双侧壁导坑开挖、中壁导坑开挖，微正台阶 开挖等多种开挖方式，其中中壁导坑开挖不失为一种实有有效的方法，能有效 的保证施工安全，防止坍方，有效保证施工进度。 二、工艺特点 2.1、分部开挖缩小一次开挖面，Ⅰ部开挖采用了受力最好的圆形开挖 面。 2.2 、及时锚喷和架设钢支撑，始终让钢支撑形成一个闭合承力环，既充 分利用了围岩的 自身稳定性，又充分利用了初期支护作用，保证了安全，减 少了坍方的发生。 2.3、由于上Ⅰ部初期支护承载力强,扩挖Ⅱ部时,用不着以马口跳槽开挖, 待Ⅰ部超前一定距离后,Ⅰ、Ⅱ两部同时开挖、出碴、作初期支护，节约了时 间。 2.4、缺点是工序多，循环时间长，爆破对周边围岩产生多次扰动，且中 壁临时支护材料浪费大。 三、施工方法 3.1 在围岩地质较好时,(Ⅲ)类无水地段)按图一施工。 Ⅱ Ⅰ 初期支护 中隔墙 图 一 3.1.1、开挖Ⅰ区 从边侧到横断面中线附近,中隔墙开挖成弧形,按设计断面开挖,进尺控制 在2米左右。 3.1.2、及时作Ⅰ区初期支护:边墙锚喷+钢支撑,锚杆间距1.2×1.0米,长度 3米/根,喷射砼厚度应封闭钢支撑,根据具体情况复喷可适当推后,以不影响循环 时间,中隔墙素喷砼5～10厘米。 3.1.3、Ⅱ区开挖:待Ⅰ区超前50米左右时,同时开挖Ⅰ、Ⅱ区按设计断面开 挖，进尺控制在2米左右。 3.1.4、及时作Ⅱ区初期支护:边侧锚喷,安设钢支撑与右侧钢支撑焊接在一 起成一闭合承力环.。 3.1.5、二次衬砌及时跟上,滞后开挖距离30米左右。 3.2、围岩地质相对较好时（Ⅲ类有水地段）按图二施工。 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M Ⅱ Ⅰ 临时支护 图 二(1) 3.2.1、开挖Ⅰ区:同(一)中1。 3.2.2、Ⅰ区初期支护:Ⅰ区两侧都同时作锚喷,安设钢支撑,在中点处焊接 牢固,成一环形承力环。 3.2.3、Ⅱ区开挖:同(一)中3。 3.2.4、Ⅱ区初期支护：同（一）4 ，待遇左、右侧钢支撑焊接好，监控量 测数据判定围岩已稳定后，再拆掉中间钢支撑按图二（2） 图二 (2) 3.2.5、二次衬砌及时跟上，滞后距离2.0米。 3.3、围岩地质较差时，（Ⅱ类围岩地段）,按图三施工(微正台阶) Ⅲ Ⅰ Ⅲ Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅳ Ⅱ 图三(1) 图三(2) Ⅲ Ⅰ Ⅲ Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅳ Ⅱ 图三(3) 图三(4) 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 图三(1)Ⅰ部开挖及中部支护进尺 1.5m。右侧和中隔壁都锚喷钢支撑 图三（2）Ⅱ部开挖及支护Ⅱ部滞后Ⅰ 部3m开挖,Ⅱ部右侧锚喷接Ⅰ钢支撑至 底部中隔壁只需接Ⅰ钢支撑落至底 部。 图三（3）Ⅲ部开挖及支护待遇Ⅰ、Ⅱ 部超前50m左右，可同时进行Ⅰ、Ⅱ部 与Ⅲ、Ⅳ部的开挖及支护。Ⅲ部开挖 后及时作锚喷安设钢支撑与右则钢支 撑焊接牢固。 图三（4）Ⅳ部开挖及支护Ⅳ部滞后Ⅲ 部3m开挖。开挖后及时作锚喷，接Ⅲ 钢支撑落运载底部。 3.3.2 需设仰拱段时此时作仰拱。 3.3.3 待Ⅰ、Ⅱ部超前20m左右，复喷砼，挂防水板，施作二次衬砌。 四、施工工艺流程 以三（二）型施工为例，简示如下（Ⅰ已超前50m，Ⅰ、Ⅱ同时开挖） 五、 机具设备 5．1、加工机械设备表 序号 机 械 名 称 单 位 数量 1 气割设备 套 1 2 电焊机 台 1 3 切割 机 台 1 5．2、挖装运作业线设备表 序号 工 序 机 械 名 称 单位 数 量 1 钻孔 轮式液压凿岩台车 套 1 2 钻孔 气腿式凿岩机 台 5 3 装碴 轮式装载机 台 1 4 运碴 自卸汽车 台 3 Ⅰ、Ⅱ测量放线 钻眼放炮（先后放） 出 碴 找 顶 初 喷 锚 杆Ⅰ安设边侧钢支撑 拆掉中间钢支撑 钢支撑加工(洞外) 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 5．3、喷锚支护作业线 序号 工序 机械名称 单位 数量 1 钻锚杆孔 气腿式凿岩机 台 3 2 喷射砼 三联机 台 1 3 喷射砼 自制汽车台架 台 1 5．4、其它机械 序号 机 械 名 称 单位 数量 1 轴流式通风机 台 1 2 电动空压 台 2 3 箱式变压器 台 1 六、劳动力组织 1、现场领工员 3人 8、清理安装风水电等 1人 2、测量、量测 6人 9、反挖机司机 2人 3、锚杆、格栅加工 4人 10、出碴车司机 10人 4、台车钻孔 2人 11、焊工 2人 5、风钻钻孔 10人 12、喷射工 12人 6、装载机司机 2人 13、爆破技师 1人 7、装锚杆、架钢支撑 10人 合 计： 76人 七、质量控制和安全要求 7.1、控制超欠挖 7.1.1、根据不同围岩情况，选择合理钻爆参数，完善爆破工艺，全面实行 光面爆破，提高爆破质量。 7.1.2、提高测量、钻眼精度，特别是周边的精度，它将直接影响到超挖 度，必须按设计轮廓钻眼。 7.1.3、保证周边眼间隔，装药质量，装药前将药卷用竹片加工成药串，炮 孔装药量要严格控制，雷管不要混装。炮口、炮泥堵塞质量要好。 7.1.4、有一套严格的施工来保证控制超欠挖技术的实施。 7.2、喷射砼质量控制 7.2.1、喷射砼前要将松石、浮碴除掉。 7.2.2、喷射砼施工应达到的平均强度为：R=0.85Ro+1.65Sn(式中Ro-喷射砼 标号,Sn标准差)。 7.2.3、喷射砼厚度一般用钻孔,锤钉等方法检查。 7.2.4、检查喷层是否平顺，有无漏喷、离鼓、裂缝、尺寸断面是否正 确。 7.3、锚杆及钢支承质量控制 7.3.1、锚杆孔填塞锚固剂要饱满。 7.3.2、各节钢支撑要焊接或栓接牢固，形成一完整承力环，钢支撑和锚 杆也要焊接牢固，拱脚要落在基岩上。 筑 龙 网 WW W. ZH UL ON G. CO M 7.4、应用监控量测，及时判断不同围岩的稳定情况，进行施工决策， 确保安全。