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模块七 隧道工程的质量、安全环保控制类
知识点:明洞工程施工
(1)拱墙整体灌注法
适用于浅埋地段,或地质条件较好、开挖后边坡能够稳定的地段开挖时,先自上而下开挖,然后拱墙整体灌注。
(2)先墙后拱法
适用于开挖后边坡能够稳定的地段,当施工机具不足以供拱墙整体灌注时,施工顺序应为:先自上而下开挖,然
后灌注两侧边墙,最后灌注拱墙。
(3)先拱后墙法
适用于岩层破碎,路堑边坡较高,全部明挖可能引起坍塌,但拱脚岩层承载力较好,且能保证拱圈稳定的地段。施工程序为:起拱线以上部分采用拉槽开挖临时边仰坡,当临时边仰坡不够稳定时,采用喷锚网临时加固。先做
好拱圈,然后开挖下部断面,再做边墙,如明洞较长,边坡不够稳定时,则采用分段拉槽较为安全。
(4)墙拱交替法
适用于半路堑式明洞,且内侧地质松软,不能采用先拱后墙法,或路堑式明洞拱脚处地层松软,不能采用先拱后
墙法的地段。
施工顺序为,对于半路堑式明洞,先灌注外侧边墙,开挖内侧拱脚以上土石方,再灌注拱圈,然后开挖内侧拱脚
以下部分,最后灌注内侧边墙。对于路堑式明洞,先开挖起拱线以上部分,然后采用跳槽挖井法灌注两侧部分边
墙再灌注拱圈,最后做其余边墙
3.明洞回填施工
明洞回填分墙背回填和拱背回填。应遵循对称均衡的原则,并应检查是否符合下列规定:
(1)明洞拱背回填应在外模拆除、防水层和排水盲管施工完成后进行。
人工回填时,拱圈混凝土强度应不小于设计强度的 75%。机械回填时,拱圈混凝土强度应不小于设计强度。
(2)明洞两侧回填的水平宽度小于 1.2m 的范围时,应采用浆砌片石或同级混凝土回填。
(3)明洞土石回填应对称分层夯实,分层厚度宜≤0.3m,两侧回填高差不应大于0.5m。回填至拱顶以上1.0m后,
方可采用机械碾压。
(4)回填料不宜采用膨胀岩上。顶面0.2m可用耕植土回填。
(6)回填时,不得采用倾填作业。
4.质量控制标准和实测项目知识点:浅埋段的工程施工原则
应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、速反馈、控沉陷”的原则。
知识点:洞身开挖
通常情况下,长台阶法的台阶长度为 50m 以上,短台阶法的台阶长度为5~50m,超短台阶法的台阶长度为3~5m。
超短台阶法也称微台阶法。知识点:全断面法开挖施工
优点:工序少、相互干扰小、工作空间大、速度快。
缺点:由于开挖跨度和高度大,隧道周边围岩的变形和塑性区变大,拱脚处的应力集中更为严重。隧道拱顶更不
稳定制岩自稳所要求的围岩自身强度较高。
全断面法浅埋段、偏压段和洞口段,不宜采用全断面法开挖。
(1)宜采用机械化作业,各种机械设备应合理配套。
(2)应控制一次同时起爆的单段最大爆破药量。
(3)应根据掌子面的围岩稳定情况、爆破振动、钻孔和出渣效率、超挖控制等确定循环进尺;亚级围岩宜控制
在 3m左右:I级周岩使用气腿式岩机时可控制在4m 左右,使围岩台车时可根据围岩稳定情况适当调整。
知识点:台阶法
(1)长台阶法
适用于Ⅰ~IV级围岩,开挖断面长且小,施工干扰少,开挖面稳定,适用范围较全断面法广。
采用长台阶法时,上下部可配备同类较大机械平行作业,可进行单工序作业,但需要采取扩大拱脚、加强锁脚锚
杆、加设临时仰拱等措施控制拱脚下沉。
(2)短台阶法
尤其适用于IV、V级围岩,开挖断面短且小,上下断面可采用平行作业。
(3)超短台阶法
适用于V级围岩全断面开挖的一种变异形式。
上台阶仅超前3~5m,只能采用交替作业。
适用于膨胀性围岩和土质围岩等要求及早闭合断面的地段。
短台阶法和超短台阶法可缩短仰拱封闭时间,改善初期支护受力条件,有利于控制隧道收敛速度和量值,但施工干扰较大,不能全部平行作业,支护不及时可能造成围岩失稳。
2.台阶法开挖施工规定
(1)台阶开挖高度宜为2.5~3.5m。可采用两台阶法或三台阶法,台阶数量不宜多于3个。
(2)对于上台阶开挖,每循环进尺,Ⅱ级围岩宜≤3m,V级岩宜≤2钢架间距,V级围岩宜≤1钢架间距。
对于下台阶开挖,每循环进尺,IV、V级围岩宜≤2钢架间距。下台阶单侧拉槽长度宜不超过15m。
(3)下台阶左、右侧开挖宜前后错开 3~5m,同一钢架两侧不得同时悬空。
(5)下台阶应在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%以后开挖。
可以采取扩大拱脚、加强锁脚锚杆、加设临时仰拱等措施以控制拱脚下沉。
4.三台阶法/三台阶临时仰拱法
三台阶法是将隧道分成三部分开挖,施工时先开挖上台阶,待开挖到一定长度后再同时开挖中台阶及下台阶,形
成上、中、下三台阶同时并进的施工方法。
上台阶、中台阶的开挖长度可以控制在5~8m之间。
二次衬砌距掌子面的距离,对于Ⅳ级软弱围岩≤70m,对于V级围岩≤70m。
开挖施工工序:
上台阶开挖一中台阶开挖一下台阶开挖一仰拱开挖
支护施工工序:
超前小导管一上台阶初期支护一中台阶初期支护-下台阶初期支护一仰拱初期支护一仰拱填充混凝土一拱墙二次
衬砌。
当初期支护不封闭就难以控制围岩的失稳时,可采用三台阶临时仰拱法。
5.三台阶预留核心土开挖法
适用于开挖断面为100~180m,具备一定自稳条件的IV-V级围岩地段的隧道施工。