黃土隧道工法

10大斷面黃土隧道三臺(tái)階七步開(kāi)挖法施工工藝工法前言工藝工法概況265m2的德國(guó)最大的高速大路三車道隧道—恩格TBM、SlitDrillNATM148.33～186.51m2。在國(guó)2023202315.2m，13.18m，163.08階準(zhǔn)時(shí)施作構(gòu)成穩(wěn)固的初期支護(hù)體系。工藝原理大斷面黃土隧道施工依據(jù)“奧法”原理，遵循“早預(yù)報(bào)、管超前、非爆破、短開(kāi)挖、少擾動(dòng)、嚴(yán)治水、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)、緊襯砌”的原則穩(wěn)步前進(jìn)。依據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)確定最正確二襯施工時(shí)間，盡早完成二襯施工。工藝工法特點(diǎn)依據(jù)黃土隧道的斷面尺寸、埋深和黃土的含水量等特性，并結(jié)合目前國(guó)內(nèi)面黃土隧道弧形導(dǎo)坑三臺(tái)階七步開(kāi)挖工法的各個(gè)步距要求。維混凝土等組成?？s短工期。承受監(jiān)測(cè)信息化技術(shù)指導(dǎo)施工，使施工及本錢始終處于受控狀態(tài)。適用范圍〔Ⅳ級(jí)圍巖〕施工，對(duì)黃土地區(qū)修建的其他地下工程亦有借鑒意義。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔TZ214)(鐵建設(shè)[2023]160號(hào))(TB10204)、(TB10101)規(guī)定》(鐵建設(shè)[2023]189號(hào)).5大斷面黃土隧道承受弧型導(dǎo)坑三臺(tái)階法掘進(jìn)施工方法為：承受人工協(xié)作挖掘機(jī)0.8m，鋼架之間環(huán)向設(shè)置42〔間距為1.0m2φ42〔3.5m〕固定鋼拱架，C252.5m、3.5m。掘進(jìn)分為上、中、下三臺(tái)階，上臺(tái)階長(zhǎng)3～5m，5～8m，下臺(tái)階長(zhǎng)8～10m；0.8m10.8m11.6m223榀型鋼；掘進(jìn)30m，30m。6施工工藝流程施工工藝流程圖見(jiàn)圖1，開(kāi)挖步驟圖見(jiàn)圖2。測(cè)量放樣測(cè)量放樣超前支護(hù)〔小導(dǎo)管、管棚〕上部弧形導(dǎo)坑開(kāi)挖，施做初期支護(hù)開(kāi)挖上臺(tái)階預(yù)留核心土監(jiān)控量測(cè)，圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，修左右錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖下臺(tái)階施做初期支護(hù) 正支護(hù)參數(shù)開(kāi)挖下臺(tái)階預(yù)留核心土分段開(kāi)挖隧底，施做初期支護(hù)施做仰拱施做仰拱填充說(shuō)明：施做初期支護(hù)指初噴混凝土、立型鋼鋼架、打設(shè)鎖腳錨管、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、打設(shè)錨桿、復(fù)噴混凝土1三臺(tái)階七步開(kāi)挖法施工工藝流程圖 第一步：其次步：第三步：第四步：開(kāi)挖〔1〕部，初噴砼，安裝〔1〕部鋼架，開(kāi)挖〔3〕部開(kāi)挖〔4〕部，初噴砼，安裝〔4〕部鋼架，開(kāi)挖〔6〕部，初噴砼，安裝〔6〕部鋼架，打設(shè)鎖腳錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，打錨桿，噴砼。掛鋼筋網(wǎng)，打錨桿，噴砼。掛鋼筋網(wǎng)，打錨桿，噴砼。2(1)5(4)

(3)

7(6)第五步：開(kāi)挖〔8〕部，初噴砼，

(8)914

(12) (10)11(13)

第六步：開(kāi)挖〔10〕部，初噴砼，安裝〔8〕部鋼架，掛鋼筋網(wǎng)，打錨桿，噴砼。

弧形導(dǎo)坑三臺(tái)階法施工工序橫斷面示意圖

安裝〔10〕部鋼架，掛鋼筋網(wǎng)，打錨桿，噴砼。第七步：開(kāi)挖〔12〕部操作要點(diǎn)

圖中序號(hào)表示施工挨次；富水地段先打設(shè)超前小導(dǎo)管，每一分步開(kāi)挖完成后，初噴C25砼4cm,架立型鋼鋼架及打設(shè)鎖腳錨桿，掛鋼筋網(wǎng)片，安裝錨桿，噴砼，第2、5、7、9、11、14道工序包括掛網(wǎng)、錨桿、鋼架、噴砼等全部的初期支護(hù)。2開(kāi)挖施工步驟圖

第八步：開(kāi)挖〔13〕部,初噴砼，安裝〔13〕部鋼架，噴砼料預(yù)備、修建防排水設(shè)施、修建環(huán)保、水保設(shè)施。方案和施工措施，制定施工監(jiān)控量測(cè)方案及沉降觀測(cè)打算。施工步驟掘機(jī)開(kāi)挖，開(kāi)挖后由人工準(zhǔn)時(shí)安裝鋼支架并初期支護(hù)封閉，具體施工步驟如下：必需支墊踏實(shí)。開(kāi)挖上臺(tái)階核心土，制造中臺(tái)階施工條件。1.5～2.0m，中間暫留核心土，開(kāi)挖每循環(huán)1.6m，開(kāi)挖后準(zhǔn)時(shí)初噴混凝土，一次安裝2上部鋼支撐對(duì)接通過(guò)螺栓連接結(jié)實(shí)，施作鎖腳錨管固定〔φ42，長(zhǎng)不小于3.5m〕,之前必需支墊踏實(shí)。中臺(tái)階開(kāi)挖、支護(hù)施工，兩側(cè)前后錯(cuò)開(kāi)距離2榀型鋼長(zhǎng)度。開(kāi)挖中臺(tái)階核心土，制造下臺(tái)階施工條件。1.5～2.0m，中間暫留核心土，開(kāi)挖每循環(huán)1.6m，開(kāi)挖后準(zhǔn)時(shí)初噴混凝土，一次安裝2中部鋼支撐對(duì)接通過(guò)螺栓連接結(jié)實(shí)，施作鎖腳錨管固定〔φ42，長(zhǎng)不小于3.5m〕,支撐連接成環(huán)之前必需支墊踏實(shí)。下臺(tái)階開(kāi)挖、支護(hù)施工，兩側(cè)前后錯(cuò)開(kāi)距離2型鋼長(zhǎng)度。開(kāi)挖下臺(tái)階核心土，制造仰拱施工條件。開(kāi)挖仰拱，施工初支。每循環(huán)開(kāi)挖3～5m，一次安裝4～6撐和墻下部鋼支撐通過(guò)焊接結(jié)實(shí)，仰拱施工期間承受棧橋保持通行。監(jiān)控量測(cè)1主要施工監(jiān)測(cè)工程序號(hào)量測(cè)工程量測(cè)方法和儀器序號(hào)量測(cè)工程量測(cè)方法和儀器測(cè)點(diǎn)布置測(cè)量頻率測(cè)量精度1洞內(nèi)外觀測(cè)描及初期支護(hù)狀態(tài)觀測(cè)每榀拱架施工前洞頂現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，施工中開(kāi)挖后進(jìn)展每10～30υ≥5mm〔0～1B〕2/d；12水平收斂量測(cè) 面上下2條基線4≤υ＜5〔1～2B〕1次/d；0.1mm協(xié)作全站儀個(gè)點(diǎn)3拱頂下沉水準(zhǔn)測(cè)量的方法，每10～30水準(zhǔn)儀、鋼尺等面，10.5≤υ＜1〔1～2B〕1次/2～3d0.2≤υ＜0.52～5B〕1/7d。1mm注：B—隧道開(kāi)挖寬度，υ—變形速速勞動(dòng)力組織2。序號(hào)工作工程作業(yè)內(nèi)容序號(hào)工作工程作業(yè)內(nèi)容人數(shù)1開(kāi)挖2初期支護(hù)3混凝土生產(chǎn)4測(cè)量及其他5其他風(fēng)鎬手6礦用電鉆手2挖掘機(jī)司機(jī)2自卸車司機(jī)6型鋼加工6鋼筋網(wǎng)片加工2鋼架安裝8噴射混凝土15混凝土攪拌運(yùn)輸罐車司機(jī)4混凝土攪拌機(jī)司機(jī)3裝載機(jī)司機(jī)2機(jī)械修理工1技術(shù)員2測(cè)工4隊(duì)長(zhǎng)1技術(shù)負(fù)責(zé)人1質(zhì)檢工程師1專職安全員1試驗(yàn)員2電工3修理工2空壓機(jī)司機(jī)3調(diào)度3關(guān)心人員5主要機(jī)具設(shè)備施工進(jìn)度同時(shí)還可以節(jié)約施工本錢。依據(jù)機(jī)械工作力量和實(shí)際工作量，單個(gè)工作面主要機(jī)械配備如表3。序號(hào) 作業(yè) 機(jī)具設(shè)備名稱施工通風(fēng)軸流式通風(fēng)機(jī)施工照明低壓變壓器序號(hào) 作業(yè) 機(jī)具設(shè)備名稱施工通風(fēng)軸流式通風(fēng)機(jī)施工照明低壓變壓器規(guī)格型號(hào)SDF〔c〕-NO11024v,10kw備注臺(tái)臺(tái)通風(fēng)掌子面及二襯施工平臺(tái)3施工用電4開(kāi)挖5初期支護(hù)6發(fā)電機(jī)變壓器250kw500kw臺(tái)臺(tái)11挖掘機(jī)PC-300-6臺(tái)1東風(fēng)〔斯太爾〕自卸車15t輛3空壓機(jī)LWJ-20/7-1臺(tái)3風(fēng)鎬臺(tái)10礦用電鉆φ50臺(tái)5工字鋼彎曲機(jī)GW1-200臺(tái)1鋼筋彎曲機(jī)GW臺(tái)1鋼筋切斷調(diào)直機(jī)GQ臺(tái)1等離子切割機(jī)GW臺(tái)1溝通電焊機(jī)BX1-500臺(tái)6臺(tái)式鉆床24025臺(tái)1壓漿機(jī)臺(tái)1混凝土濕噴機(jī)TK-500臺(tái)3全站儀402臺(tái)1水準(zhǔn)儀N2臺(tái)1塔尺5m個(gè)2量測(cè)及測(cè)周密水準(zhǔn)儀N2臺(tái)1沉降觀測(cè)量?jī)x器因瓦尺個(gè)2收斂?jī)xJSS30A個(gè)2錨桿拉拔儀BL—150B個(gè)1應(yīng)力測(cè)試儀套1質(zhì)量掌握易消滅的質(zhì)量問(wèn)題大斷面黃土隧道富水地段簡(jiǎn)潔發(fā)生坍塌掉塊，變形加速。開(kāi)挖進(jìn)尺不當(dāng)，造成局部坍塌。開(kāi)挖步距過(guò)大，閉環(huán)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鋼架發(fā)生變形。保證措施施工中承受增設(shè)鎖腳錨管、放大拱腳和墻腳、增加縱向連接導(dǎo)管和增加準(zhǔn)時(shí)進(jìn)展數(shù)據(jù)分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和預(yù)留變形量。嚴(yán)格施工技術(shù)交底制,對(duì)作業(yè)人員定期進(jìn)展質(zhì)量教育和考核,教育作業(yè)隊(duì)人員嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)要求施工,確保施工工程質(zhì)量。23加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，準(zhǔn)時(shí)反響信息，依量測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，提高應(yīng)變力量。施工安全。±10cm15cm95%，鋼筋網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度誤差在±5cm差在±2°內(nèi)，型鋼、網(wǎng)片、連接收之間焊接焊縫應(yīng)飽滿，不應(yīng)有假焊漏焊現(xiàn)象。掌子面與仰拱之間距離不大于30m，仰拱與襯砌之間距離不大于30m。必需附有說(shuō)明書(shū)、合格證、技術(shù)檢驗(yàn)證等質(zhì)量證件，并滿足工程要求。進(jìn)入工地的主要材料嚴(yán)格按規(guī)定和設(shè)計(jì)要求把關(guān)，全部廠制材料須有出檢驗(yàn)，并事先確定重點(diǎn)檢驗(yàn)料。10主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析〔泥、石、大變形等安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)處理措施，編制施工應(yīng)急預(yù)案。保證措施進(jìn)洞人員必需戴安全帽，特別工種應(yīng)持證上崗。堅(jiān)持安全交底制度和安全學(xué)習(xí)制度，提高全員安全意識(shí)。30m，仰拱30m。施。下沉。沉。施工中覺(jué)察擔(dān)憂全因素時(shí)，應(yīng)暫停開(kāi)挖，加強(qiáng)支護(hù)措施。如覺(jué)察量測(cè)結(jié)果超出允許范圍時(shí)應(yīng)馬上停頓開(kāi)挖，實(shí)行加強(qiáng)措施，確保圍巖穩(wěn)定和洞內(nèi)施工安全。加強(qiáng)洞內(nèi)電力、通風(fēng)、排水管線路的治理，防止漏電、漏風(fēng)傷人。加強(qiáng)機(jī)械保養(yǎng)修理，降低機(jī)械噪聲和廢氣排放。11炸藥等能源的消耗。大型設(shè)備數(shù)量，從而削減了油料的消耗，到達(dá)節(jié)能和環(huán)保的要求。要求。而節(jié)約建筑材料，起到了節(jié)約能源的目的。棄，防止水土流失，對(duì)環(huán)境造成影響。應(yīng)用實(shí)例工程簡(jiǎn)介由中鐵一局集團(tuán)第五工程承建的鄭西鐵路客運(yùn)專線秦東隧道全長(zhǎng)7684m15.2m，13.18m，開(kāi)挖面積5%～30%，屬客運(yùn)專線大斷面黃土隧道。20a0.8m23%地段承受Ⅰ22aφ42〔1.0m，23%0.8m承受2根φ42鎖腳錨管〔長(zhǎng)4.0m〕固定剛拱架，C25微纖維混凝土噴護(hù)，錨桿長(zhǎng)、3.5m，C35施工狀況秦東隧道設(shè)計(jì)DK333+520～DK338+620、DK338+670～DK338+690段共計(jì)5120m0.8m，中部1.6m1.6m；掘進(jìn)、安裝型鋼每循環(huán)需4～52～30.8m，0.8m，下部單側(cè)1.6m共需要2～33個(gè)循環(huán)。掘進(jìn)時(shí)1/2