公路工程辅导:隧道施工技术新奥法
新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称,是采用喷锚技术,监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法。
(二)新奥法的施工顺序
在坑道开挖后,在岩体松散破坏之前,及时修筑一层柔性薄壁衬砌(第一次衬砌),通过施工中的量测监视,确定围岩变形稳定之后,修筑防水层及第二次衬砌。
(三)新奥法施工的基本原则
少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。
(四)隧道开挖
1.全断面开挖法:全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。
(1)全断面开挖法的优缺点:
1)全断面开挖有较大的工作空间,适用于大型配套机械化施工,施工速度快,因单工作面作业,便于施工组织和管理。一般应尽量采用全断面开挖法。但开挖面大,围岩相对稳定性降低,且每循环工作量相对较大,因此要求且有较强的开挖、出渣能力和相应的支护能力。
2)采用全断面开挖,则有较大的断面进尺比(即开挖断面面积与掘进进尺之比),可获得较好的爆破效果,且爆破对围岩的震动次数较少,有利于围岩的稳定。但每次爆破震动强度却较大,因此要求进行严格的控制爆破设计,尤其是对于稳定性较差的围岩。
(2)采取全断面法开挖时应注意以下事项:
1)摸清开挖面前方的地质情况,随时准备好应急措施(包括改变施工方法),以确保施工安全。尤其应注意突然发生的地质条件恶化,如地下泥石流。
2)各工序使用的机械设备务求配套,以充分发挥机械设备的使用效率和各工序之间的协调进行,在保证隧道稳定安全条件下,提高施工速度。
3)在软弱破碎围岩中使用全断面法开挖时,应加强对辅助施工方法的设计和作业检查,以及对支护后围岩的动态量测与监控。
2.台阶开挖法
台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的。
(1)台阶开挖法的优缺点
1)台阶开挖法可以有足够的工作空间和适当的施工速度。但上下部作业有干扰。
2)台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
(2)台阶开挖时应注意以下事项
1)台阶长度要适当。按台阶长短可分为长台阶、短台阶、微台阶,选用何种台阶,应根据两个条件来确定:其一是初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩稳定性愈差,闭合时间要求愈短;其二是上半断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求。
2)解决好上:、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合而为一工作面进行同步掘进;长台阶基本亡拉开,干扰较小;而短台阶于扰就较大,要注意作业组织;对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。
3)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。
3.分部开挖法
分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型,且一般将某部超前开挖,,故也可成为坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法等。