新奥法施工要点
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第1篇一、新奥法施工的基本原理新奥法施工基于岩体力学理论,以维护和利用围岩自承能力为基点。
其主要原理如下:1. 充分利用围岩自承能力:在隧道开挖过程中,围岩会因应力释放而产生变形,但具有一定的自承能力。
新奥法施工通过合理设计支护结构,使围岩与支护体系共同承担荷载,提高围岩稳定性。
2. 开挖面空间约束作用:在隧道开挖过程中,开挖面周围的围岩会受到空间约束,这种约束有助于围岩保持稳定。
新奥法施工通过优化开挖工艺,减小开挖扰动,降低围岩应力释放,从而提高围岩稳定性。
3. 及时支护:新奥法施工强调在隧道开挖后立即进行支护,以控制围岩变形和松弛,确保隧道结构安全。
二、新奥法施工的特点1. 施工速度快:新奥法施工采用全断面开挖,减少了施工周期,提高了施工效率。
2. 施工成本低:新奥法施工充分利用围岩自承能力,降低了支护结构成本。
3. 施工质量好:新奥法施工注重围岩稳定性和支护结构设计,确保了隧道施工质量。
4. 施工安全:新奥法施工通过优化开挖工艺和支护结构设计,降低了施工风险。
三、新奥法施工的工程应用1. 山岭隧道:新奥法施工在山岭隧道中应用广泛,如京沪高铁、成渝高铁等大型铁路隧道。
2. 城市地铁:新奥法施工在城市地铁隧道中应用较多,如北京地铁、上海地铁等。
3. 水下隧道:新奥法施工在水下隧道中具有较好的适用性,如港珠澳大桥海底隧道。
4. 地下空间开发:新奥法施工在地下空间开发中具有重要作用,如地下停车场、地下商场等。
总之,新奥法施工作为一种先进的隧道施工方法,在我国隧道工程中具有广泛的应用前景。
通过不断优化施工工艺和设计理念,新奥法施工将为我国隧道工程建设提供有力保障。
第2篇随着我国经济的快速发展,隧道工程在交通运输、城市地下空间开发等方面发挥着越来越重要的作用。
新奥法(New Austrian Tunneling Method,简称NATM)作为一种先进的隧道施工技术,在我国得到了广泛的应用。
本文将从新奥法的基本原理、施工方法以及工程应用等方面进行探讨。
新奥法施工技术要点分析新奥法(New Austrian Tunneling Method,简称NATM)是一种用于盾构和掘进隧道的先进施工技术,由奥地利工程师约翰·汉孟克(Johann Halbmayer)于1964年发明并在奥地利阿尔卑斯山开始应用。
它通过动态调整地下结构和地质力学变化,使隧道更加稳定和安全。
以下是新奥法施工技术的要点分析:1.隧道支护结构的选择:新奥法技术的核心是结合地质力学原理和隧道结构设计,通过调整支护结构,使其能够适应不同地质条件下的变化。
根据地质情况和隧道尺寸,可以选择钢筋混凝土拱顶、支撑杆、锚杆、喷射混凝土或压力注浆等支护结构。
2.预测地质条件:在施工前进行详细的地质勘探和岩土工程测量,以充分了解地下结构和地质力学特征。
通过分析地质条件,可以预测可能出现的地质问题,例如地层变形、断裂、水位等,并为随后的施工做好准备。
3.适应地质变化:一旦施工开始,隧道地质条件可能会有所变化。
新奥法技术允许根据实时地质数据和监测结果对支护结构进行调整,以适应地质变化。
这种灵活性使得施工过程更加安全和高效。
4.地质监测和控制:在施工过程中,进行地质监测和控制非常重要。
这包括使用地质仪器和传感器实时监测地下位移、应力、温度、湿度等参数,以及通过控制爆破、注浆等手段减少地质灾害的发生。
5.施工过程控制:新奥法技术要求施工过程中进行严格的控制。
这包括根据隧道进度和地质情况调整支护结构的时间点和方式,避免过早或过晚进行支护;控制爆破和挖掘的速度和深度,以减少地质灾害发生的风险。
6.安全措施:施工过程中的安全措施非常重要。
新奥法技术强调施工人员的安全意识和培训,并采取必要的防护措施,例如安装临时支撑、提供逃生通道等,以确保施工过程中的安全。
7.持续改进:新奥法技术是一个不断进化的过程,从实际施工中不断总结经验和教训,并进行改进。
这需要施工团队具备持续学习和创新的能力,以提高施工效率和质量。
新奥法新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下,采用毫秒爆破和光面爆破技术,进行全断面开挖施工,并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身,即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式,称为初次柔性支护,系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。
因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配,隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定,也就是说,承载地应力的主要是围岩体本身,而采用初次喷锚柔性支护的作用,是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥,第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。
新奥法设计施工的基本要点:1因为岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,所以在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免因过度破坏而损害岩体的强度,为此,施工中开挖断面分块不宜过多,并应当采用光面爆破,预裂爆破或机械掘进。
2为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形,即一方面应允许围岩变形,使洞周围岩能起承载的作用;另一方面又必须限制围岩变形,使岩体不致因过度松弛而丧失或大大降低承载能力。
为此,在施工中应采用能与围岩密贴,能及时砌筑又能随时加强的柔性支护结构,例如锚喷支护等,以便能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间,(包括底拱闭合时间),来控制岩体的变形。
3在施工的各个阶段,都应该进行现场的量测监控,及时提出可靠的,数量足够的量测信息(如坑道周边的位移或收敛,接触应力等),并通过及时反馈用于指导施工和修改设计。
4为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快使其闭合,从而成为封闭的筒形结构。
此外,隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处出现应力集中。
5为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,威严性质恶化,流变和膨胀所引起的后续荷载,宜采用复合式衬砌。
上述新奥法的基本原可扼要概括为“少扰动、早喷锚、勤测量、紧封闭”。
新奥法施工按其开挖断面的大小及位置,可分为全断面法,台阶法和分部开挖法三大类。
(1)全断面法全断面开挖法是指将整个隧道开挖断面一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖方法,常用在Ⅰ~Ⅱ级硬岩中,隧道长度或施工区段不宜太短,否则采用大型机械化施工的经济性差。
新奥法施工的基本要点
.1、开挖必须采用光面爆破或预裂爆破,并尽量采用全断面、大断面或较大断面开挖,以减少对围岩的扰动次数和扰动强度。
.2、开挖后,尽量利用围岩的自承能力,充分发挥围岩自身的支护作用。
.3、坚持动态施工,随时根据围岩特征采用不同的支护类型和参数,及时施作密贴围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护,以控制围岩的变形和松弛。
.4、在软弱破碎围岩地段,使断面及早闭合,以有效地发挥支护体系的作用,保证坑道稳定。
..5、坚持动态设计,被复工序原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下施作,以提高结构的安全度。
当这种“安全度”
过于偏大时,就应对原结构设计尺寸进行座缩修改,在保证安全的前提下,力求经济。
.6、尽量使开挖幅员轮廓圆顺,避免出现棱角突变形成应力集中。
.7、通过对围岩和支护的观察、量测,合理安排施工程序,始终坚持动态设计、动态施工(这里的动态设计,很大程度上更是指施工组织设计和施工方案、施工工艺设计方面的“动态设计”)。
.8、在不良地质围岩施工中,要注意重点做好:系统锚杆的“系统”性,尽量使其发挥整体作用;要注意水泥砂浆锚杆的注浆饱满度;喷射混凝土的质量和厚度;喷射混凝土与围岩之间的紧密接触;
锚杆与钢架间的有效结合等。
新奥法理论要点及施工要点1、新奥法与传统施工方法的区别。
传统方法认为巷道围岩是一种荷载,应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。
而新奥法认为围岩是一种承载机构,构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护构造(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)并使围岩与支护构造共同形成支撑环,来承受压力,并最大限度地保持围岩稳定,而不致松动破坏。
新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分,因此,施工时应尽可能全断面掘进,以减少巷道周边围岩应力的扰动,并采用光面爆破、微差爆破等措施。
减少对围岩的震动,以保全其整体性。
同时注意巷道表面尽可能平滑,防止局部应力集中。
新奥法将锚杆、喷射混凝土适当开展组合,形成比较薄的衬砌层,即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩,使喷射层与围岩严密结合,形成围岩-支护系统,保持两者的共同变形,故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。
2、保护巷道围岩自身的承载能力。
新奥法施工在巷道开挖后采取了一系列综合性措施:构筑防水层、围岩巷道排水;选择合理的断面形状尺寸;给支护留变形余量;开巷后及时做好支护、封闭围岩等,都是为保护巷道围岩的自身承载能力,使围岩的扰动影响控制在最小范围内,并加固围岩,提高围筵强度。
使其与人工支护构造共同承受巷道压力。
3、允许围岩由一定量的变形,以利于发挥围岩的固有强度。
同时巷道的支护构造,也应具有预定的可缩量,以缓和巷道压力。
围岩的变形是控制在一定范围内的,必须防止围岩变形过大,从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。
支护构造具有一定的变形量,允许巷道围岩产生一定的变形,以缓和来自巷道的巨大压力,更进一步减轻支护荷载。
4、新奥法施工过程中量测工作的特殊性。
由于岩体生成条件与地质作用的复杂性,施工条件的复杂性,以及对工程设计参数的准确要求,得要通过许多量测手段,在施工过程中对围岩动态和支护构造工作状态和支护构造工作状态开展监测。
并用监测结果修改初步设计,指导施工。
量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据,因而能够预见事故和险情,以便及时采取措施,防患于未然提到施工的安全程度。
新奥法支护的施工方法摘要:一、新奥法支护的概述二、新奥法支护的施工原理三、新奥法支护的施工方法四、新奥法支护的施工注意事项五、新奥法支护的应用案例及效果分析正文:新奥法支护是一种先进的支护技术,广泛应用于我国隧道工程、地下矿山及城市地铁等领域。
新奥法支护以其环保、高效、安全的特点,赢得了广大施工单位的认可。
本文将对新奥法支护的施工方法进行详细阐述,以期为相关领域提供参考。
一、新奥法支护的概述新奥法支护,又称新型奥地利支护,是一种以岩石力学原理为基础,采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土等构件组成的支护体系。
它充分利用围岩自身的承载能力,通过锚杆与围岩的牢固连接,使围岩形成一个整体稳定的结构。
二、新奥法支护的施工原理新奥法支护施工过程中,首先对隧道或地下开挖区域进行测量,确定锚杆的布置位置。
然后进行锚杆孔的钻设,将锚杆插入孔内,并通过注浆使锚杆与围岩紧密结合。
接着安装钢筋网,喷射混凝土,最后进行混凝土养护,使支护结构达到设计强度。
三、新奥法支护的施工方法1.锚杆施工:锚杆施工主要包括锚杆孔的钻设、锚杆安装和注浆。
钻孔过程中,应根据设计要求控制钻孔的方向、深度和孔径。
安装锚杆时,要注意保持锚杆的顺直度,避免弯曲或损坏。
注浆材料可选用普通硅酸盐水泥或专用注浆料,注浆过程中应保证注浆压力和注浆速度的稳定。
2.钢筋网制作与安装:钢筋网应根据设计尺寸和网格间距加工而成。
安装时,将钢筋网平铺在开挖面上,用锚杆或钢筋将其固定。
钢筋网与锚杆的连接应牢固,以确保支护体系的稳定性。
3.喷射混凝土施工:喷射混凝土前,应清理开挖面上的杂物,使混凝土与围岩紧密结合。
喷射混凝土过程中,应控制喷射速度、喷射厚度及喷射角度,以确保喷射混凝土的均匀分布和良好的支护效果。
4.混凝土养护:喷射混凝土施工后,及时进行养护,以提高混凝土的强度和耐久性。
养护方法可采用喷水、覆盖塑料薄膜等。
四、新奥法支护的施工注意事项1.严格遵循设计要求,确保各项施工参数的正确性。
新奥法支护的施工方法摘要:一、新奥法支护的概述二、新奥法支护的施工原理1.支护结构设计2.支护材料选择3.施工工艺三、新奥法支护的施工步骤1.前期准备2.锚杆施工3.钢筋网片铺设4.混凝土喷射5.施工监测四、新奥法支护的施工注意事项1.施工安全2.质量控制3.环境保护五、新奥法支护的应用实例六、新奥法支护的发展趋势正文:一、新奥法支护的概述新奥法支护(New Austrian Tunneling Method,简称NATM)是一种地下洞室支护施工方法,起源于20世纪60年代的奥地利。
它采用锚杆与喷射混凝土相结合的方式,形成一种柔性、可靠的支护体系,广泛应用于隧道、地下室、基坑等工程领域。
二、新奥法支护的施工原理1.支护结构设计:根据工程地质条件、地下水位、工程用途等因素,设计合理的支护结构,包括锚杆布置、喷射混凝土厚度等。
2.支护材料选择:选用高强度、耐腐蚀的锚杆和喷射混凝土材料,确保支护结构的稳定性。
3.施工工艺:采用锚杆钻机钻孔,安装锚杆,然后利用喷射混凝土设备将混凝土喷射到锚杆周围,形成支护层。
三、新奥法支护的施工步骤1.前期准备:进行地质勘查,了解地下水位、地质构造等情况;清理施工现场,确保施工安全。
2.锚杆施工:根据设计图纸,采用锚杆钻机钻孔,安装锚杆,施加预应力。
3.钢筋网片铺设:在锚杆之间铺设钢筋网片,连接锚杆,提高支护结构的整体性。
4.混凝土喷射:利用喷射混凝土设备,将混凝土喷射到锚杆周围,形成支护层。
喷射过程中,控制混凝土的喷射速度和厚度,以确保支护层的质量。
5.施工监测:施工过程中,对支护结构进行监测,了解支护效果和施工安全。
如有异常情况,及时采取措施进行处理。
四、新奥法支护的施工注意事项1.施工安全:加强施工现场管理,严格遵守安全操作规程,防止事故发生。
2.质量控制:严格把控施工质量,确保支护结构的稳定性。
3.环境保护:施工过程中,加强环境保护措施,减少对周围环境的影响。
五、新奥法支护的应用实例新奥法支护在我国众多地下工程中得到了广泛应用,如地铁、隧道、基坑等。
二、新奥法施工要点新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是New Austrian Tunnelling Method,简称为NATM。
新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。
我国近40年来,铁路等部门通过科研、设计、施工三结合,在许多隧道修建中,根据自己的特点成功地应用了新奥法,取得了较多的经验,积累了大量的数据。
新奥法在公路建设中起步较晚,但是近年来在我省山区公路建设的应用正日益广泛,目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法,其技术经济效益是明显的。
这里强调一下新奥法施工的原理和要点,以便于更好地控制采用新奥法的隧道施工质量。
新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法,已成为现代隧道工程新技术的标志之一。
新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地支撑洞室围岩的传统做法,改由柔性、薄壁、能与围岩紧密贴合的锚喷网支护保护、加固围岩,从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然承载结构,从而达到省工、省料和降低造价的目的。
新奥法的基本要点可归纳如下:1.岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。
为此,施工中断面分块不宜过多,开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。
2.为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。
一方面允许变形,使围岩中能形成承载环;另一方面又必须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。
在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构,例如,锚喷支护等。
这样,就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭合时间)来控制岩体的变形。
3.为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。
另外,隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。
4.通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。
隧道施工新奥法
新奥法就是应用岩体力学的基本理论,以维护和利用围岩的自承能力,通过采用及时的“锚喷支护”或更进一步的喷锚预支护等联合支护手段有效的抑制围岩的松弛变形,并通过监控量测手段及信息处理,调整支护参数,从而使围岩成为支护体系的重要组成部分的一种施工原理。
概括的说,新奥法隧道施工的三大要素实质就是“光面爆破(控制爆破)、锚喷支护及监控量测”。
新奥法施工原则:“管超前,严注浆,短开挖,强支护,早封闭,勤量测”,结合实际制订出施工方案,确保安全生产。
具体措施如下:
(1)施工前应对设计提供的地质资料进行详细的了解、分析,进行必要的现场调查核实(超前地质预报)。
(2)超前预注浆,根据工作面地质情况,拟定注浆的方案,精心布管,严格注浆工作,控制好注浆压力,密切关注注浆量,确保达到理想的加固效果。
(3)严格控制开挖循环进尺,对不良地质地段,应适当缩短开挖进尺,环形开挖留核心土,必要时喷混凝土封闭开挖工作面,并选用具有足够刚度和早强的支护设计,适当加厚喷射混凝土喷层,及早完成锚喷网联合支护,必要时采用双层钢筋网或增设临时钢支撑措施,以控制围岩变形。
(4)及时施作仰拱形成封闭结构,为保证仰拱及早受力,仰拱设计可选用早强混凝土。
(5)初期支护封闭后及时进行背后回填注浆。
(6)加强施工现场监控量测,选择合理的监测项目,及时反馈信息,以掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度,以确定施工工序,保证施工安全。
新奥法施工要点新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是New Austrian Tunnelling Method,简称为NATM。
新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。
我国近40年来,铁路等部门通过科研、设计、施工三结合,在许多隧道修建中,根据自己的特点成功地应用了新奥法,取得了较多的经验,积累了大量的数据。
新奥法在公路建设中起步较晚,但是近年来在我省山区公路建设的应用正日益广泛,目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法,其技术经济效益是明显的。
这里强调一下新奥法施工的原理和要点,以便于更好地控制采用新奥法的隧道施工质量。
新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法,已成为现代隧道工程新技术的标志之一。
新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地支撑洞室围岩的传统做法,改由柔性、薄壁、能与围岩紧密贴合的锚喷网支护保护、加固围岩,从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然承载结构,从而达到省工、省料和降低造价的目的。
新奥法的基本要点可归纳如下:1.岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。
为此,施工中断面分块不宜过多,开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。
2.为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。
一方面允许变形,使围岩中能形成承载环;另一方面又必须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。
在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构,例如,锚喷支护等。
这样,就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭合时间)来控制岩体的变形。
3.为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。
另外,隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。
4.通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。
5.为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌。
6.二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。
上述新奥法的基本要点可扼要的概括为:“少扰动、早锚喷,勤量测、快封闭”。
复合柔性支护和基于现场施工监测及信息反馈分析的信息化施工是新奥法的核心和关键。
新奥法施工中尤其要重视初期支护以发挥围岩的自承能力,《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)(以下简称《设计规范》)中明确规定:“复合式衬砌中的二次衬砌,Ⅰ~Ⅲ级围岩中为安全储备,并按构造要求设计;Ⅳ、Ⅴ级围岩中为承载结构,可采用地层结构法计算内力和变形。
”。
可见,Ⅰ~Ⅲ级围岩中完全依靠初期支护控制围岩变形,而在Ⅳ、Ⅴ级围岩中更应重视初期支护,必要时采取辅助措施,充分保护和发挥不良地质围岩的自承能力。
重视初期支护包括两方面的内容:(1)初期支护要及时,即使Ⅰ、Ⅱ级围岩也要注意,这两级围岩采用光面爆破后也会出现个别地方的岩石松动,如果不及时打上锚杆,也会因后面的爆破扰动,将已松动的岩石震下来。
对Ⅳ、Ⅴ级围岩由于本身的自稳能力差,变形时间效应比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩要小得多,不把握初期支护时间,等到岩石松动时才去支护,就失去利用围岩自身承载能力的机会。
(2)初期支护要紧贴围岩,用初期支护紧贴围岩并形成整体才能调动围岩自身承载能力共同控制围岩变形,如果初期支护同围岩贴合不紧,形成空隙,使支护与围岩分离,提供了围岩变形的空间条件并不断向围岩深处发展,造成松动破坏区扩大,最后由初期支护单独承担荷载,易使支护失稳、围岩坍塌。
三、普通分离式隧道工程质量控制1、洞口段施工质量控制隧道施工中,洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差,应遵循尽量减少对岩体扰动的原则,以提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性。
《设计规范》及《施工规范》均作了规范性要求,强调“早进洞、晚出洞”,尽量避免大挖大刷,在保持边、仰坡稳定的前提下,及时施作洞口,并在进洞之前,结合洞口的实际情况,先作好洞口地表的防排水措施。
在大断面、浅埋和地质条件差的情况下通常采用地表预注浆、超前长管棚注浆等预加固措施。
隧道洞口段施工质量控制重点是进洞施工质量和地表预加固质量。
(1)进洞施工要严格遵循“短进尺,小循环,早锚喷,强支护,快封闭”的原则,及时施作洞门及其排水系统。
通常可采用短台阶或超短台阶法施工,先施工上台阶,凡能用十字镐、风镐进行人工施工的情况,不允许爆破;需爆破时,可采用由隧道中心掏槽分段起爆,严格控制药量,人工风镐修边,控制超欠挖,减少对围岩的扰动。
开挖断面尺寸修整至设计要求后,及时进行初期支护,一般可初喷混凝土一层,然后打系统锚杆并架设钢格栅、挂钢筋网,最后喷射砼至设计厚度。
施工中要监测围岩变形速率和变形量,量测项目包括水平位移收敛、拱顶下沉及拱顶地表下沉,发现异常及时调整施工工艺并采取辅助措施。
(2)洞口预加固措施一般有两种:①地表预加固,主要措施有锚网喷支护、地表注浆、地表锚杆、抗滑桩、锚索等;②洞口正面围岩预加固,主要措施有超前长管棚注浆、超前小导管注浆(配合格栅钢架)、掌子面封闭等。
以下强调几种常用的预加固措施的施工质量控制重点。
①锚网喷支护,可加固地表,防止因降水造成滑坡。
一般在刷好边、仰坡后,采用锚网喷对地表给予加固。
锚杆锚杆可采用全长砂浆锚杆或中空注浆锚杆,锚杆直径、长度、布置方式及挂网规格和喷射砼标号可根据地质条件确定,。
施工质量控制重点:钢筋网必须与锚杆焊接,且钢筋网须用点焊焊成整体;喷砼时必须保证钢筋网保护层厚度满足设计要求。
②地表注浆预加固,一般应用于围岩较差的浅埋隧道,通常采用热轧无缝钢管作为套管,呈梅花形布置;一般围岩段(涌水量不大)采用稳定性、粘度、可注性、结石强度及抗渗性均较好的超细水泥单注浆,特殊地段(富含地下水)采用超细水泥与水玻璃双注浆。
在施工中要保证浆液原材料的质量和浆液配合比,根据地层地质条件确定浆液配比、注浆压力及注浆孔间距。
以往采用地表注浆预加固洞口段的工程中,有在隧道开挖中发现注浆局部区域内浆液不呈树状渗透至岩层中,而是呈团状包裹在钢管周围的现象。
该情况主要是浆液配比与地层不匹配及注浆压力不足造成的。
在地表注浆预加固施工中要强调必须根据地层地质条件确定浆液配比,并保证注浆压力满足设计要求。
同时要强调合理确定注浆范围,范围过大,会增加工作量和材料成本,范围过小,不能达到预期目的,甚至会给施工留下隐患危及施工安全,必须根据地质条件合理确定注浆范围,并依此确定注浆孔间距。
施工中应注意先灌注边孔,使松散围岩形成一个相对封闭的注浆环境,达到不漏浆、不跑浆;然后依次向内推进。
每排注浆孔中,宜间隔交替注浆。
施工质量控制重点:按照设计孔位开孔,严格控制孔口位置偏差在设计允许范围内;注浆工程中监控注浆压力变化,若突然增大或减小,应停机检查,查明原因采取措施后方可继续注浆;注浆结束前,应采用最大注浆压力闭浆一段时间,一般可取10分钟左右,并及时封堵注浆口。
③超前长管棚注浆,长管棚超前支护距离长,整体刚度大对围岩变形限制能力强,能承受早期围岩压力;注浆能改善围岩状况,提高围岩自承能力,对防止围岩初期松弛、土体坍塌有显著效果。
超前长管棚注浆主要适用于围岩压力来得大且快,对围岩变形及地表下沉有严格控制要求的软弱破碎围岩隧道。
长管棚一般采用热轧无缝钢管,环向间距可取30~50cm,沿隧道周边的外插角可取2~4°,有孔、无孔钢管交叉布设。
在洞口前端设置长套拱作为管棚导向墙,套拱内预埋U 型钢并与孔口套管焊接牢固,施工中要保证孔口套管与沿拱圈环向布设间距、位置及方向应准确。
钻孔完成后及时安设管棚钢管,避免出现塌孔。
待有孔钢管已全部注浆完毕后,再进行无孔钢管的钻孔、安设。
施工中质量控制重点:(a)钻孔前掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙,以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。
钻孔时根据地质情况选择加泥浆护壁或可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进,并保证成孔角度;(b)钢管逐节顶入,采用丝扣连接,隧道同一断面处的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少应错开1m,并及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实。
纵向两组管棚间应有不小于3.0m的水平搭接长度。
要保证钢管外露端法兰盘、止浆阀的焊接质量;(c)注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象,如发生串浆,应立即停止注浆,并采取措施(如快硬水泥砂浆或锚固剂封堵)或采用间歇式注浆封堵串浆口,直至不再串浆时再继续注浆。
注浆过程中压力如突然升高,可能发生堵管,应停机检查。
注浆结束前,应采用最大注浆压力闭浆一段时间,一般可取5分钟左右,并及时封堵注浆口;(d)施工中应及时检验注浆效果:对注浆加固区进行钻孔取芯,观察注浆充填情况;另外在进行无孔钢管钻孔时观察孔内涌水颜色及涌水量,水颜色如较澄清或夹带水泥渣块,涌水量较小,则注浆效果较好,如涌水为泥浆颜色或涌水量较大时,应补注或重注。
④超前小导管注浆(配合格栅钢架),注浆小导管既能加固洞周一定范围内围岩,又能支撑围岩,其支护刚度和预支护效果均好于超前锚杆。
超前小导管配合格栅钢架具有类似管棚的作用,支护能力较大。
虽然支护能力弱于管棚,但简单易行、灵活经济。
小导管一般采用热轧无缝钢管,环向间距可取20~40cm,沿隧道周边的外插角可取10~20°。
施工中质量控制重点:(a)纵向两组小导管间应有不小于1.0m的水平搭接长度;(b)浆液可采用纯水泥浆或加入水玻璃,根据地质情况确定浆液配比及注浆压力(参见地表注浆要求);(c)注浆过程中应注意:小导管注浆前,应对开挖面及5m范围内的隧道喷射厚为5~10cm的混凝土封闭;保证注浆压力满足要求,必要时可在孔口设置止浆塞,止浆塞应能承受规定的最大注浆压力;注浆结束标准:注浆压力逐步升高,当达到设计终压并继续注浆10min以上、与设计注入量大致接近;注浆后至开挖前的时间间隔,视浆液种类而定,一般宜为4~8h,开挖时应保留1.5~2.0m的止浆墙,防止下次注浆时孔口跑浆;(d)格栅钢架拱脚处设置锁脚锚杆,防止开挖下台阶时,钢架移动和下沉。
2、洞身开挖质量控制公路隧道多采用双洞四车道,加上路缘、余宽、检修道,内空建筑宽度一般在9.25~10.25m。
与水工、铁路隧道相比,公路隧道断面大,对围岩扰动大,对围岩块体切割多,且为满足公路建筑界线的要求,多采用扁平断面型式,使拱顶围岩处于非常不利的应力状态。
因此公路隧道洞身开挖的不利因素多,难度大,必须加强质量控制。
开挖施工的质量直接影响隧道的稳定性以及工程造价,若开挖表面不平整将导致局部围岩应力集中,并且影响防水层和二次衬砌施工,形成存水空洞;若发生超挖过多,不仅会增加出渣和回填工程量,并且容易出现由于回填质量差而不能确保支护与围岩紧密贴合形成一体的现象,从而造成影响隧道稳定性的隐患;若发生欠挖,则会影响隧道净空或减小二次衬砌厚度影响工程质量和安全。