㈠ 隧道施工中有哪些開挖方法
1、全斷面開挖法
全斷面開挖法就是按照設計輪廓一次爆破成形,然後修建襯砌的施工方法。
適用條件:
(1)I~IV級圍岩,在用於Ⅳ級圍岩時,圍岩應具備從全斷面開挖到初期支護前這段時間內,保持其自身穩定的條件。
(2)有鑽孔台車或自製作業台架及高效率裝運機械設備。
(3)隧道長度或施工區段長度不宜太短,根據經驗一般不應小於lkm,否則採用大型機械化施工,其經濟性較差。
全斷面法施工特點
(1)開挖斷面與作業空間大、干擾小;
(2)有條件充分使用機械,減少人力;
(3)工序少,便於施工組織與管理,改善勞動條件;
(4)開挖一次成形,對圍岩擾動少,有利於圍岩穩定。
2、台階法施工
台階法是先開挖上半斷面,待開挖至一定長度後同時開挖下半斷面,上、下半斷面同時並進
的施工方法;按台階長短有長台階、短台階和超短台階三種。近年由於大斷面隧道的設計,又有三台階臨時仰拱法,甚至多台階法。至於施工中究竟應採用何種台階法,要根據以下兩個條件來決定:
⑴初期支護形成閉合斷面的時間要求,圍岩越差,閉合時間要求越短;
⑵上斷面施工所用的開挖、支護、出碴等機械設備施工場地大小的要求。
在軟弱圍岩中應以前一條為主,兼顧後者,確保施工安全。在圍岩條件較好時,主要是考慮如何更好的發揮機械效率,保證施工的經濟性,故只要考慮後一條件。
台階開挖法的優缺點:台階開挖法可以有足夠的工作空間和相當的施工速度。但上、下部作業有干擾;台階開挖雖增加對圍岩的擾動次數,但台階有利於開挖面的穩定。尤其是上部開挖支護後,下部作業就較為安全,但應注意下部作業時對上部穩定性的影響。
台階開挖時應注意以下幾點:
(1)解決好上、下半斷面作業的相互干擾問題。微台階基本上是合為—個工作面進行同步掘進;長台階基本上拉開,干擾較小;而短台階干擾就較大,要注意作業組織。對於長度較短的隧道,可將上半斷面貫通後,再進行下半斷面施工。
(2)下部開挖時,應注意上部的穩定。若圍岩穩定性較好,則可以分段順序開挖;若圍岩穩定性較差,則應縮短下部掘進循環進尺;若穩定性更差,則可以左右錯開,或先拉中槽後挖邊幫。
(3)下部邊牆開挖後必須立即噴射混凝土,並按規定做初期支護。
(4)量測工作必須及時,以觀察拱頂,拱腳和邊牆中部位移值,當發現速率增大立即進行仰拱封閉。
3、環形開挖留核心土法
(1)0環形開挖進尺宜為0.5-1.0m,核心土面積應不小於整個斷面面積的50%
(2)開挖後應及時施工噴錨支護、安裝鋼架支撐,相鄰鋼架必須用鋼筋連接,並應按施工要求設計施工鎖角錨桿。
(3)圍岩地質條件差,自穩時間短時,開挖前應按設計要求進行超前支護。
(4)核心土與下台階開挖應再上台階支護完成後、噴射混凝土達到設計強度的70%
4、中隔壁法(CD法)
CD法是在軟弱圍岩大跨度隧道中,先開挖隧道的一側,並施作中隔壁,然後再開挖另一側的施工方法,主要應用於雙線隧道Ⅳ級圍岩深埋硬質岩地段以及老黃土隧道(Ⅳ級圍岩)地段。
5、交叉中隔壁法(CRD法)
是在軟弱圍岩大跨隧道中,先開挖隧道一側的一或二部分,施作部分中隔壁和橫隔板,再開挖隧道另一側的一或二部分,完成橫隔板施工;然後再開挖最先施工一側的最後部分,並延長中隔壁,最後開挖剩餘部分的施工方法。採用短台階法難確保掌子面的穩定時,宜採用分部尺寸小的CRD法,該工法對控制變形是比較有利的。
CD法是「Center Diaphragm」的簡稱,而CRD法則是「Cross Diaphragm」的簡稱。兩者既有聯系又有區別。它們都用於比較軟弱地層中而且是大斷面隧道的場合。而前者是在用鋼支撐和噴混凝土的隔壁分割開進行開挖的方法;後者則是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割閉合進行開挖的方法,是在地質條件要求分部斷面及時封閉的條件下採用的方法。因此,CRD法與CD法唯一的區別是在施工過程中每一步,都要求用臨時仰拱封閉斷面。
在CRD法或CD法中,一個關鍵問題是拆除中壁。一般說,中壁拆除時期應在全斷面閉合後,各斷面的位移充分穩定後,才能拆除。
6、雙側壁導坑法
(1)側壁導坑開挖後方可進行下一步開挖。地質條件差時,每個台階底部均應按設計要求設臨時鋼架或臨時仰拱。
(2)各部開挖時,周邊輪廓應盡量圓順。
(3)應在先開挖側噴射混凝土強度達到設計要求後在進行另一側開挖。
(4)左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小於15米。
(5)當開挖形成全斷面時應及時完成全斷面初期支護閉合。
(6)中隔壁及臨時支撐應在澆築二次襯砌時逐段拆除。
對松軟岩層可以採用人工、機械設備或人機結合的方式進行開挖;對於次堅硬岩層、堅硬岩層的開挖,在有充足的作業面的情況下採用鬆土法,使用大型工程機械按岩層紋理、裂縫等進行開挖,而不具備作業面的復雜環境通常採用爆破法進行爆破作業開挖。
㈢ 土方開挖有哪些方式
土方開挖的方式主要有以下幾種:
1. 明挖法
明挖法是最直接的一種土方開挖方式。它是指將土方直接挖掘至設計標高,適用於地面標高高於設計標高的場合。這種方法的優點是施工簡單、成本較低,適用於大規模土方工程。
2. 掘進法
掘進法主要用於地下空間的土方開挖,如地鐵、隧道等工程。這種方法使用掘進機進行開挖,可以更有效地控制開挖斷面,減少對周圍土壤的影響。掘進法適用於對精度要求較高、周圍環境復雜的工程。
3. 爆破法
在土石方量較大、地質條件復雜的情況下,可能會採用爆破法進行土方開挖。這種方法通過爆破破碎岩石,然後使用裝載機等進行土方運輸。爆破法具有開挖效率高的優點,但需要專業的技術和嚴格的安全管理。
4. 盾構法
盾構法是一種在隧道施工中常用的土方開挖方式。它採用盾構機在地下挖掘隧道,同時完成隧道的支護工作。盾構法可以確保隧道施工安全,並減少地面施工對城市交通的影響。
不同的土方開挖方式根據其應用環境和工程需求進行選擇。在實際工程中,可能會根據具體情況綜合使用多種開挖方法,以達到最優的施工效果。土方開挖是工程建設中的重要環節,需要根據地質、環境、經濟等因素綜合考慮,確保工程的安全、高效進行。