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。
Tunnel Engineering目录01新奥法的概念02新奥法的施工流程03新奥法的施工原则课前导学山岭隧道施工方法采用钻爆开挖加钢、木构件支撑采用钻爆开挖加锚喷支护传统的矿山法新奥法新奥法的概念新奥法即奥地利隧道施工新方法(NATM),是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测控制围岩的变形,便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。
核心内容充分保护,利用围岩的承载能力。
施工要点控制爆破、锚喷支护和施工监测。
实施方法设计、施工和监测三位一体的动态模式。
新奥法施工流程图二、新奥法施工流程图新奥法施工的基本原则三、新奥法施工的基本原则在施工中必须充分保护围岩,采用控制爆破技术;为了充分发挥围岩的承载力,应允许并控制围岩的变形必须在施工中进行实地量测监控,及时提出可靠的、足够数量的量测信息,以指导施工和设计;在施工过程中,必须建立设计-施工检验-地质预报-量测反馈-修正设计的一体化的施工管理系统,以不断的提高和完善隧道施工技术;选择支护手段,一般应选择大面积、牢固与围岩紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段;多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合使用要与钢支撑或格栅等配合使用临时仰拱也是重要的、不容忽视的支护手段在可能的条件下,应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法;在任何情况下,使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的;为保证二次衬砌的质量和整体性,在任何情况下,都应采用先墙后拱的施工顺序。
少扰动早支护勤量测紧封闭扰动次数扰动持续时间扰动强度扰动范围少扰动新奥法基本原则早支护WHATWHY初期锚喷支护使围岩的变形进入受控制状态新奥法基本原则勤量测以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩(或围岩加支护)的稳定状态,或判断其动态发展趋势,以便及时调整支护形式、开挖方法。
新奥法基本原则紧封闭二一要适时对围岩施作封闭形支护喷射混凝土防护措施避免围岩因长时间暴露致强度和稳定性的衰减、新奥法概念新奥法施工流程十二字方针少扰动早喷锚勤量测紧封闭思考题为什么在可能的条件下,应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法?开挖断面对隧道施工有什么影响?Tunnel Engineering。