第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
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(三)喷锚暗挖法
【补充】矿山法:
钻爆发开挖(大爆破)→强支撑(钢木构件支撑,因为不考虑围岩自承能力)
钢木支撑将来被替换,工效低;用钢量大,混凝土层厚,造价比新奥法高;
对监测要求没有新奥法高。
每次开挖的进尺不能太大。
1、新奥法
利用围岩自承能力→支护与围岩一起撑(即“围岩成为支护体系的组成部分”),初期支护体系有一定的柔性(喷速凝混凝土→打锚杆,其作为永久性的初期支护)重监测。
新奥法为喷锚暗挖法的一种。
2、浅埋暗挖法
超前预支护→新奥法(浅埋暗挖法也为喷锚暗挖法的一种)
↓
(因为围岩弱,基本不考虑其自承能力,但要足以进行超前预支护作业)
所有用到喷速凝混凝土→打锚杆的工法均为喷锚暗挖法。
隧道施工方法从国际国内隧道技术现状来看,根据不同条件有如下几种不同的修建方法(图1),而从实际情况来说,矿山法将在很长一段时间内仍是我国的主要施工方法,从目前客运专线来看,设计均采用新奥法原理,进行钻爆开挖加喷锚支护。
图1 隧道施工方法1 隧道新奥法施工基本原则根据隧道采用新奥法施工的经验,隧道施工采取的基本原则,以可概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”十二个字。
“少扰动”是指在隧道开挖时,必须严格控制,尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动持续时间和扰动范围,以使开挖出的坑道符合成型的要求,采用钻爆法开挖时,必须先作钻爆设计,严格控制爆破,尽量采用大断面开挖。
选择合理的循环掘进进尺,自稳性差的围岩循环进尺宜用短进尺,支护应紧跟开挖面,以缩短围岩应力松弛时间及开挖面的裸露风化时间等。
“早喷锚”是指对开挖暴露面应及时地进行地质描述和及时施作初期锚喷支护,经初期支护加固,使围岩变形得到有效控制而不致变形过度而坍塌失稳,以达到围岩变形适度而充分发挥围岩的自承能力。
必要时应采取超前预支护辅助措施。
“勤量测”是指在隧道施工全过程中,应在对围岩周边位移进行的现场监控量测,并及时反馈修正设汁参数,指导施工或改变施工方法。
以规范的量测方法和量测数据及信息反馈,通过施工中量测数据,对开挖面的地质观察,进行预测和评价围岩与支护的稳定状态,或判断其动态发展趋势,以便根据建立的量测管理基准,及时调整隧道的施工方法(包括开挖方法、支护形式,特殊的辅助施工方法)、断面开挖的步骤及顺序、初期支护设计参数等进行合理的调整,以确保施工安全、坑道稳定,支护衬砌结构的质量和工程造价的合理性。
“紧封闭”是指对易风化的自稳性较差的软弱围岩地段,应使开挖断面及早施作封闭式支护(如喷射棍凝土、锚喷混凝土等)防护措施,可以避免围岩因暴露时间过长而产生风化降低强度及稳定性,并可以使支护与围岩进入良好的共同工作状态。
2 施工方法的选择隧道施工方法的选择,主要根据工程地质及水文地质条件、施工条件、围岩级别、隧道埋置深度,隧道断面尺寸大小和长度、衬砌类型,应以施工安全为前提及以工程质量为核心,并结合隧道的使用功能,施工技术水平、施工机械装备、工期要求和经济可行性等因素综合考虑研究选用。