全斷面開挖法是根據設計輪廓壹次爆破成型,然後進行襯砌的施工方法。
適用條件:
(1)ⅰ~ⅳ級圍巖,用於ⅳ級圍巖時,應具備從全斷面開挖到初期支護保持自身穩定的條件。
(2)有鉆孔臺車或自制操作臺和高效的運輸機械設備。
(3)隧道或施工段長度不宜過短,根據經驗壹般不宜小於lkm否則大規模機械化施工經濟性差。
全斷面法施工特點
(1)開挖斷面和作業空間大,幹擾小;
(2)充分利用機械,減少人力;
(3)工序少,便於施工組織和管理,改善勞動條件;
(4)壹次開挖成型對圍巖擾動較小,有利於圍巖穩定。
2、臺階法施工
臺階法是先開挖上半段,開挖到壹定長度後再同時開挖下半段,上下半段齊頭並進。
施工方法;按步長分,有長步、短步、超短步三種。近年來,由於大斷面隧道的設計,出現了三臺階臨時仰拱法,甚至多臺階法。至於在施工中采用什麽樣的臺階法,要根據以下兩種情況來決定:
(1)初期支護形成封閉段的時間要求,圍巖越差,封閉時間要求越短;
(2)對上段施工所用的開挖、支護、出渣等機械設備的施工場地尺寸要求。
在軟弱圍巖中,應以前者為主,兼顧後者,確保施工安全。當圍巖條件較好時,主要是考慮如何充分發揮機械效率,保證施工的經濟性,所以只考慮後壹種條件。
臺階開挖法的優缺點:臺階開挖法可以有足夠的作業空間和可觀的施工速度。但上下操作有幹擾;臺階開挖雖然增加了對圍巖的擾動次數,但有利於開挖面的穩定。特別是上部開挖支護後,下部作業更安全,但要註意下部作業對上部穩定性的影響。
開挖臺階時應註意以下幾點:
(1)解決上下半段運算相互幹擾的問題。微臺階基本組合成壹個工作面同步開挖;長步驟基本打開,幹擾不大;但是步驟短比較擾人,要註意操作組織。對於短隧道,可在建造下半段之前連接上半段。
(2)開挖下部時,應註意上部的穩定性。若圍巖穩定性好,可分段順序開挖;如果圍巖穩定性差,下部開挖循環進尺應縮短;如果穩定性較差,可以左右錯開,或者先拉中間槽再挖邊墻。
(3)下側墻開挖後必須立即噴混凝土,並按規定做好初期支護。
(4)必須及時做好測量工作,觀測拱頂、拱腳和邊墻中部的位移值。當速度增加時,應立即關閉仰拱。
3.圓形開挖的擋芯土法
(1)0圓形開挖進尺宜為0.5-1.0m,核心土面積不應小於全斷面面積的50%。
(2)開挖後應及時進行噴錨支護施工,並安裝鋼架支撐。相鄰鋼架之間必須用鋼筋連接,鎖角錨應按施工要求設計和施工。
(3)當圍巖地質條件差,自穩時間短時,開挖前應按設計要求進行超前支護。
(4)開挖核心土和下層臺階,在臺階支護完成後,噴射混凝土達到設計強度的70%。
4.隔墻法(CD法)
CD法是在軟弱圍巖的大跨度隧道中,先開挖隧道壹側,再開挖另壹側的壹種施工方法。主要用於雙線隧道ⅳ級圍巖埋硬巖段和老黃土隧道(ⅳ級圍巖)段。
5.交叉分割法(CRD法)
在軟弱圍巖的大跨度隧道中,首先開挖隧道壹側的壹個或兩個部分作為局部隔墻和地下連續墻,然後開挖隧道另壹側的壹個或兩個部分完成地下連續墻施工;然後開挖第壹施工側的最後壹部分,延伸中間隔墻,最後開挖剩余部分。當采用短臺階法難以保證工作面穩定時,應采用小分格尺寸的CRD法,有利於控制變形。
CD法是“中心光闌”的縮寫,而CRD定律是“十字光闌”的縮寫。它們之間既有聯系又有區別。均用於軟弱地層和大斷面隧道。前者是用鋼支撐和噴射混凝土分離下壁的開挖方法;後者是在地質條件要求及時封閉斷面的情況下,采用隔墻和仰拱上下左右分割斷面的開挖方法。因此,CRD法與CD法的唯壹區別在於施工過程中每壹步都需要臨時仰拱來封閉該段。
在CRD方法或CD方法中,壹個關鍵問題是去除中間壁。壹般來說,只有在全斷面合攏,各斷面位移完全穩定後,才能拆除中墻。
6.雙面掘進法
(1)側墻導坑開挖後,方可進行下壹步開挖。當地質條件較差時,應按設計要求在每步底部設置臨時鋼架或臨時仰拱。
(2)各部位開挖時,周邊輪廓應盡量圓滑。
(3)開挖壹側噴射混凝土強度達到設計要求後,方可開挖另壹側。
(4)左、右掘進工作面的縱向間距不應小於15m。
(5)開挖形成全斷面時,應及時完成全斷面初期支護合攏。
(6)澆築二次襯砌時,應分段拆除中隔墻和臨時支撐。