双侧壁导坑施工工艺.ppt
双侧壁导坑法施工技术,目 录,一、概述二、施工工艺三、监控量测四、施工现场组织管理,一、概述,侧壁导坑法是将大断面黄土隧道分割为多个小洞室，解决浅埋、偏压隧道开挖的安全性问题。与其他施工方法相比，将隧道断面分为更多的小洞室，减小每次开挖后的围岩临空面，上部各洞室利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部小导管或其他超前支护及导坑临时侧壁水平锚杆等超前支护，小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道断面。该方法主要应用于围岩较差、浅埋、偏压及洞口地段。,一、概述,二、施工工艺,二、施工工艺,1、开挖侧壁导坑法开挖分七部进行，每循环进尺1榀钢架间距，各部相互关系如前图所示。施工中1、3部采用人工开挖，其余各部采用人工配合机械开挖，施工中严格控制各部开挖距离：确保仰拱成环距离掌子面不超过25m，二衬距离仰拱不超过20m。合理确定各洞室的断面是加快施工进度的有效途径，1、3洞室由于作业空间的原因不能采用机械开挖，因此应尽量减小1、3洞室的开挖断面，适当加大2、4洞室的开挖断面，以利于机械开挖，弃碴采用装载机运碴，自卸汽车出碴。,二、施工工艺,开始转换工法时，首先选定1部室进行开挖，利用超前支护钻进时的取样，测定该段土体的含水率、密度等，确定初期支护的参数是否需要加强。采用双侧壁施工的隧道多是地质复杂或地质较差的地段，每次开挖距离宜控制在一榀钢架，及时施作支护系统，安装型钢钢架和临时支撑，喷射砼封闭成环，（横撑视围岩变形情况可采取跳跃式喷射砼带以增强其支护刚度，但考虑到砼带在开挖1号和3号洞室后，而5号洞室尚未施工过时承受压力，但在5号洞室施工过后横撑受拉力，应尽量避免中隔壁喷射砼），,在滞后1号洞室5米左右后开挖2号洞室，2号洞室可采用人工配合小型挖掘机开挖。初喷4cm厚混凝土护壁，施作初期支护系统，接长型钢钢架，复喷砼至设计厚度。滞后2号洞35米后开挖3号洞室，滞后3号洞室35米后开挖4号洞室。滞后4号洞室35米开挖57号洞室，把5号洞室掌子面核心土设置成圆弧形，减小人工开挖量，环形带高度最好设置为1米左右，核心土预留5米长，其余部分连同6、7号洞室采用小型挖掘机开挖，并形成一定的坡度（按照小型挖掘机的爬坡能力设置坡度）。同时7号洞室掌子面距5号洞室掌子面的距离要在喷浆机的有效喷射距离内，这样可以保证5号洞室喷浆作业效率。,二、施工工艺,二、施工工艺,工法转换初期保持各洞室掌子面相对位置不变，同步掘进，及时施作仰拱，仰拱的施作长度根据当时的地质情况及设计要求确定，衬砌断面保持与仰拱断面约20米左右的距离。各洞室开挖顺利，并已经施工完一环或更多环的衬砌后，逐步调整3号洞室距1号洞室的距离，最终保持1、3号洞室，2、4号洞室掌子面平齐，5号洞室掌子面距2、4号洞室掌子面35米左右的距离。保持1、3号洞室掌子面在同一断面的主要目的是控制隧道初期支护变形，拉近衬砌与前方掌子面的距离（控制在5060米之间），保证隧道施工的安全。,二、施工工艺,8号洞室（仰拱）的开挖，需要充分利用中隔壁的支撑能力，8号洞分左中右三部分开挖，先左、右后中间，接长中隔壁钢架至仰拱钢架顶面，使整个隧道共分为3个暂时独立的封闭环，待仰拱及填充施工完毕后，再拆除中隔壁及横支撑（中隔壁和横支撑为临时支护），8号洞室开挖过程中，为了不影响施工进度，在8号洞单部开挖支护过后，利用栈桥跨过8号洞，继续开挖支护14号洞室。8号洞室的一次开挖量均不能大于3榀钢架间距，并要及时喷射砼形成刚性封闭环，以确保隧底开挖时整个断面的安全性。,二、施工工艺,2、初期支护采用双层初期支护 第一层设全环I25a型钢架加强支护，钢架间距0.5m一榀，钢架间纵向设22连接钢筋，环向间距1.0m，并间隔1.0m设22交叉连接筋进行加强，在钢架拱顶、仰拱底及每处钢架接头位置两侧设1.6cm厚连接钢板，钢板宽5cm，每榀钢架两侧大拱脚处各设4根42锁脚锚管，每根长4.0m，拱墙设8钢筋网，网格间距为20*20cm；全环喷35cm厚C25砼，拱墙喷砼内掺入聚丙烯微纤维。,四、施工工艺,第二层设全环4肢22格栅钢架加强支护，钢架间距1.0m一榀，钢架间纵向设22连接钢筋，环向间距1.0m。微纤维掺量为每方砼1.2kg。采用全环喷25cm厚C25砼，拱墙喷砼内掺入聚丙烯微纤维。,四、施工工艺,3、临时侧壁临时侧壁设I25a临时钢架，间距0.5m，临时钢架间纵向设22连接钢筋，环向间距1.0m，并间隔1.0m设22交叉连接筋进行加强；临时侧壁上半断面设50超前小导管，长3.5m，环向间距0.5m，纵向间距2.0m一环；侧壁及中间导坑中部各设置一根I25a临时横撑，横撑纵向间距0.5m。临时钢架采用I25a号热轧普通工字钢、加劲肋和连接钢板焊接组成，单元间以螺栓连接，接头处焊缝厚度hf=10mm。拱脚垫有槽钢,在钢架拱顶、仰拱底及每处钢架接头位置两侧设1.6cm厚、宽5cm的连接钢板。两侧边墙大拱脚处设1.6cm厚30cm宽的钢板垫板，垫板间距0.5m，长1.05m。钢架在初喷4cm厚混凝土后架设，架设完毕后再复喷混凝土至覆盖钢架6cm。最终达到35cm的设计厚度。,四、施工工艺,4、仰拱施工 仰拱开挖采取分部、分段开挖支护的方法。仰拱距1部掌子面距离控制在25m以内，仰拱施工时采用15m栈桥保证隧道施工运输的畅通。仰拱开挖每循环进尺3榀钢架间距，开挖后及时立设仰拱钢架，喷砼。仰拱初支施工5.5m时，绑扎仰拱钢筋5.2m，立设纵向横向仰拱堵头板，堵头板上安置止水带。灌注仰拱砼，仰拱砼终凝后，灌注填充砼。填充砼终凝后，拆除临时支撑，继续向前开挖支护下一个循环。,四、施工工艺,5、双侧壁拆除 仰拱填充施工完毕，满足二衬施工长度时即安排拆除双侧壁横撑、临时钢架，拆除长度与二衬施工长度相同，并保证临时支护钢架至少有5m深入到仰供填充层。双侧壁拆除逐榀进行，每榀砼全部凿下后，由专人进行及时清理。,四、施工工艺,6、拱墙衬砌 拱墙衬砌采用全断面液压衬砌台车，衬砌台车长10.5米,每次衬砌长度为10.4米,搭接长度0.1米。砼灌注采用两侧对称灌注，保证两侧灌注高差不超过1m，防止侧压及台车移位。混凝土振捣采用插入式振捣器与附着式振捣器，振捣作业分层分段进行。每次振捣的深度大于浇筑混凝土的高度。振捣至混凝土面出现浮浆、混凝土不再下沉、不再有气泡冒出。砼灌注至拱顶采用挤压式倒退逐一泵送砼，确保拱顶砼密实。,四、施工工艺,7、侧壁导坑法掌子面贯通施工 贯通前各掌子面步长要求 侧壁导坑法施工进入贯通段以前进出口工区各洞室步距均应满足以下要求，1洞室与2洞室之间不大于5m，3洞室与4洞室之间不大于5m，1洞室与3洞室平齐，5洞室与2、4洞室不大于5m，仰拱与最前方掌子面距离不大于25m，拱墙衬砌距最前方掌子面不大于45m。,四、施工工艺,贯通前仰拱施工 仰拱每次施工的长度应比正常施工过程中短，浇筑混凝土控制在每次5m以内，开挖每循环控制在1.5m，先开挖支护8号洞室的左右两部分，然后开挖支护8号洞室的中部，每循环仰拱开挖支护成环后方可开挖下一循环。封闭掌子面 当掘进至两个方向的1号和3号洞室相距15m时停止开挖。将仰拱和衬砌施工至掌子面25m和45m的距离后，一个方向停止施工并封闭掌子面，掌子面使用钻打锚杆挂钢筋网封闭。,四、施工工艺,贯通施工 开始1洞室的单独贯通，在1洞室开挖前，施作一环单根长度为6m的超前支护，1洞室掘进4m后再施作一环6m的超前支护，在掘进过程中横撑必须紧跟掌子面。1洞室贯通后将横撑逐榀安装与另一端1洞室横撑连接。1洞室贯通后，开始3洞室贯通，方法同1#洞室，在掘进过程中横撑必须紧跟掌子面。3洞室贯通后将横撑逐榀安装与另一端3洞室横撑连接。,四、施工工艺,1、3洞室贯通后，2、4#洞室同时掘进直至贯通，施工过程中确保相应洞室仰拱及时封闭成环。2、4洞室贯通后，开始5、6、7、8洞室掘进，每掘进5m施作一环5m仰拱，每施作2环仰拱施作一环拱墙衬砌。5洞室掘进至剩余5m时施作一环单根长度为6m的超前小导管，5洞室继续掘进3m后后再施作一环6m的超前小导管后，开始5洞室的掘进贯通。5洞室贯通后中间核心土不得一次取完，每取5m施作一环5m仰拱，直至核心土全部完成，仰拱全部浇注完毕。,三、监控量测,1、监控量测内容：在下穿高速公路路面前对路面的原始状况进行测量及拍照，并做好记录。在下穿高速公路施工过程中，对洞内和洞外地表实行了监控量测。监控量测内容包括：拱顶沉降与水平收敛、地表沉降。2、测点布置 水平收敛、拱顶下沉点布置在同一里程断面上。现场在开挖后及时布置测点并读取初始读数，测点深入土体内1m以上，外套钢管以保证测点能够随土体的沉降自由沉降，套管用塑料袋包裹保护，待喷砼完毕后去除塑料袋使测点外露，施工中继续对测点采取保护措施。洞内初期支护下沉、变形断面量测断面间距5m。每断面共布设11个测点，如下图所示。,地表测点布置于高速公路两侧路缘石上和中心隔离带，并沿公路纵向每5m布置1个点，施工中及时观察路面变化情况，在开挖前观测并记录原路面情况，开挖后每天观测，二衬砼施工完并达到设计强度后停止观测。,三、监控量测,三、监控量测,3、量测方法 拱顶下沉、水平收敛采取全站仪进行无接触式量测模式，采用坐标法观测，以确定左右侧不同的位移变化量，地表下沉采用高精度水平仪进行观测。4、量测频率 根据黄土隧道的变形特点，拱顶下沉、地表下沉的量测频率按下表进行：,三、监控量测,监控量测频率表,5、监测管理 监测管理值包括设计值、警戒值、允许值，警戒值是依设计预估变形量的百分比制定。初支监测断面变形量的管理值下表所示：,四、施工现场组织管理,1、现场劳动力组织 开挖共安排46人，其中：1、3部开挖、钢架立设、锚杆、挂网：各6人，共12人。1、3部喷砼各5人，共10人；2、4部开挖、钢架立设、锚杆、挂网：各5人，共10人。2、4部喷砼各4人，共8人；5部及隧底开挖、钢架立设、喷射砼：6人。钢架加工及双侧壁拆除：20人 衬砌30人。单口施工作业人员96人。,四、施工现场组织管理,2、主要机械配置 PC55小型挖掘机2台，PC200大型挖掘机1台；装载机1台，自卸汽车3台；仰拱栈桥3副。搅拌站1座供喷砼，砼自卸车3台，衬砌台车1个。空压机4台；湿喷机6台（备2台）。250kw发电机2台。作业台架1个，通风机1台。,3、工序循环作业时间统计 根据对现场各工序作业时间统计，一般情况下，每循环作业时间基本在12小时左右，每天可完成2个循环，每月可完成开挖30m。具体情况如所示：测量放样：30min 监控量测：30min 开挖：180min 支护：210min 检查验收：30min 喷锚：240min 合计：720min,四、施工现场组织管理,
