三台阶七步流水作业法在软弱围岩隧道施工中的应用
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用摘要介绍三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道施工中容易出现的问题以及处理方法,为三台阶七步开挖法在同类隧道中的应用提供了一些可借鉴的经验。
关键词三台阶七步开挖法大断面浅埋软弱围岩隧道施工技术中图分类号:u45 文献标识码:a 文章编号:1工程施工概况高枧槽隧道位于沪昆客专云南段曲靖北~嵩明区间,隧道进口里程d1k1074+255,出口里程d1k1074+890,隧道全长635m。
隧道最大埋深约40m,最小埋深10m。
全隧均为ⅴ级围岩,围岩以全风化及强风化泥灰岩为主。
本隧按速度目标值350km∕h客运专线隧道设计,每延米开挖量为154.61m3 。
考虑到三台阶七步开挖法可充分发挥大型机械效能、加快施工进度、降低造价,选择该工法进行施工。
2施工中出现的问题隧道从进口独头掘进,自d1k1074+510开始,上、中、下台阶揭示围岩主要为全风化泥灰岩,洞内地下水不发育,但受地表降雨影响严重,下雨后土体含水率增大,承载力下降。
根据监控量测资料显示,最大日沉降量位于d1k1074+585, 7月14日一次沉降116mm,累计最大沉降量位于d1k1074+560,达86cm。
开挖支护过程中初支整体沉降较大,钢架封闭成环后沉降立即得到控制。
隧道地表多处发生沉降、开裂,从d1k1074+510地表一直跟随掌子面开挖发生开裂,裂缝为纵向裂缝和环向裂缝,纵向裂缝在隧道右侧距隧道中心7m左右,纵、环向裂缝均跟随掌子面发展,最大地表裂缝宽度达10cm。
沉降观测点最大沉降量达到54cm。
3原因分析三台阶七步开挖法施工工序为:首先开挖上台阶弧形导坑,并预留核心土,立钢架进行喷锚支护;其次交错开挖中台阶并立钢架进行喷锚支护;接下来按同样方式交错开挖下台阶并进行支护;然后挖除断面中部预留的核心土,并开挖仰拱,施做初期支护和仰拱混凝土;最后在监控量测的基础上及时施做二次衬砌。
从工序看,虽说三台阶七步开挖法对隧道断面进行了分部开挖,但上中下台阶开挖后只是对隧道拱墙部位施做初期支护,横向上并没有临时支撑,也就是支护没有及时成环,在围岩软弱、自稳能力差的情况下,施工过程中若拱脚不稳,容易造成初期支护整体下沉变形。
三台阶七步法在浅埋隧洞中的应用
三台阶七步法在浅埋隧洞中的应用引言隧洞开挖工法的选择需综合考虑工程地质、水文地质条件、开挖断面大小、隧道埋深、结构形式、隧道长度、工序转化、机械设备配置、工期要求以及环境保护等,隧道开挖工法有全断面法、台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法。
三台阶七步法是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式,分上、中、下三个台阶七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
三台阶七步法开挖法自确立以来以不需要临时支护、方便机械化施工、利于施工工序转换等特点在Ⅳ、Ⅴ级围岩,黄土和强风化岩层等地质较差的隧洞运用越来越广。
随着高铁铁路的迅速发展,三台阶七步开挖工法在隧道应用中也不断发展。
1、工程概况由水电建设集团路桥公司承建的贵广铁路十标段线路位于广东省肇庆市怀集、广宁县境内,线路全长58.436km。
标段隧道位于剥蚀低山丘陵区,地形绵延起伏,沟谷深切。
丘坡自然坡度25~40°,植被发育,相对高差100~7O0m。
区域地质构造单元属于新华夏构造体系和中华夏构造体系影响带。
隧道穿越的地层主要有第四系残坡积层粉质黏土和寒武系八村群第二、三亚群砂岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩及白垩系红层粉砂岩、砂砾岩、泥岩等,寒武系与白垩系地层呈角度不整合接触。
隧道地质条件复杂。
王布一号隧道、坳仔三号隧道、旧屋一号隧道、坳仔四号隧道为其中的4条。
铁路等级:I级;正线数目:双线;设计速度:300km/h;隧道的开挖断面为140m2。
2、三台阶七步法开挖的应用王布一号隧道、坳仔三号隧道、旧屋一号隧道不管是从地址条件复杂多变、断面大小等方面考虑三台阶七步法都是不错的选择。
而标段能保证超前地质预报和监控量测的进行等保证三台阶七步法的施工安全和工程质量。
2.1隧道工程概况王布一号隧道隧道全长181m全部为Ⅴ级围岩,的起讫里程为DK670+366~DK670+547。
坳仔三号隧道隧道全长174m全部为Ⅴ级围岩,起讫里程DK676+280~Dk676+454。
三台阶七步法在软岩隧道应用技术探讨
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第3 6卷 第 3 3期 20t 0年 11月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
Vo13 . . 6 No 33 NO . 2 0 V Ol
文 章 编 号 :0 96 2 (0 0 3 —34 0 10 —8 5 2 1 )3 0 2 —2
三 台阶七 步 法 在 软岩 隧 道应 用技 术 探讨
朱 启 竞
摘 要: 探讨 了三 台阶七步法在软岩隧道 中的应用 , 对超 前地 质预报 、 加强支护 、 步距控 制、 控量测等 关键 技术进行 了 监 分析 , 并与双侧壁导坑开挖法、 R C D法等进行 了比较 , 总结 归纳 了该法 的优点 , 以期更加完善 的推广应用该工法。
对其应用进行探讨 , 不对之处期 望同行斧 正。
子面地层里注浆 , 打入 钢管等技 术措施 , 隧道横 断面上 形成 一 在
个拱形连续体 , 其既加 固开挖 面前方 地层 , 使 同时 利用其 支持 力 保持前方土体 的稳定 , 减少地表沉 降量。施工时严格 控制外插 角
和有效搭接长度 , 施 工实践 中 , 往因外插 角过 大导致 超挖严 在 往
图 1 三台阶七步开挖法示意图( 单位 : m)
Ⅳ, Ⅵ级 围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于 3 二衬 与 V, 5 m,
1 利用上循环 架立钢 架施 作超 前支 护 ; ) ) 2 弱爆 破分 布开 挖 掌子面 Ⅳ级 围岩不得大于 9 V,I 围岩不得大于 7 0m, V级 0m。4 ) 1 , 部 同时每循环进尺 1次 , 掌子面喷 5e m厚混凝土封闭 ; ) 3 分部 监控量测 。监控量测工作必须紧跟开挖 、 支护作业 进行布点 和监
三台阶开挖法在软弱围岩隧道中的应用
三 台阶开挖 法在 软弱 围岩 隧道 中的应 用
李 国栋
( 山西路恒交通勘察设计咨询有限公司 ,山西 太原 0 3 0 0 3 1 )
摘 要 : 以青海省 乐都县 高庙镇 的隧道为例 ,介绍 了在 隧道 开挖 过程 中具体的施 工概 况。 三 台阶开挖 法作 为一种快速 简便 的隧道施 工新技术 , 已在我 国隧道施工 中得到越来越 多的应用 , 它的工作机理和计算方 法的研究还不够完善 , 通过 对高庙 隧道 的施 工详细描述 了三 台阶开挖法在软岩隧道 中的应用、 具体施工 办法及优 点。根据具体施工情况 , 阐述 了 施工的开挖方法、 三 台阶施工 法的具体施工步骤 、 人 工配置 、 测量控 制、 监控等方面情 况。
通过地层 主要 为第 四系上更 新统风积砂质黄土 、冲积砂质 黄土 、 冲积粗 圆砾 土 、 卵石土 , 山体 结构复 杂 , 地下水 系丰富 , 地 质条 件较差。 砂卵石土质隧道为国家二级科研课题 , 该项 目施工 是国家科技研究项 目的实体展现 , 同时安全 贯通 , 也 是本 隧道作 为课 题的关键 。
上。 线路纵坡 为 5 . 2 % 。 单面上坡 。 通过既有线 兰青 一线铁路 , 省道 及 乡村水 泥道路相通 , 交通便利 。
1 . 2 地质概况
上台 阶开挖超前 中台阶 3 — 5 m,开挖后及时封 闭掌子 面 , 素 喷8 c m混凝 土 , 开始施做锚杆 、 锁脚锚管和超前支 护。中台阶距 下台街 5 ~ 1 0 m, 中、 下 台阶开 挖 , 素喷混凝土 后施做锚杆 和锁脚 锚管。挖 掘机 配合运土车 出碴 , 复喷混凝土至设计厚度。 采用 风镐 , 人工对弧形 导坑进行开挖 。 遇到坚硬地质时 , 辅 以 弱爆破 , 中下导及仰拱部位 , 采用控制爆破开挖 , 进尺间距不超 3 i n 。 用喷混凝 土封 闭作业面 , 然后采用复合支护进行加强 。预 留核心 土距 拱顶 1 . 5 m, 坡脚距拱脚 2 . 5 m。 上 中导开挖后 , 将洞碴扒至下
浅析隧道施工技术中七步平行流水作业法的应用
作 业 法在 施 工 中的 重 要 作 用 。
关键 词 :七 步 平 行 流 水 作 业 ;施 工 工 艺 ;特 点 和 效 果
如工 作面有滴水 或淋水 , 提前做 好钻孔 埋管的 引排水 工作。 1戳 逋 . 喷射作业 先从 拱脚 或墙 脚 向上堆 喷, 以防止上部 喷射 回弹料虚掩 随着时代 的进步 ,科技 的不 断发展 ,我 国在高速 铁路 、公 路建设 墙脚) 而不 密实, 以致 强度不 够, 造成 失稳; 先将 凹洼部分找平 , 然 方面也 取得 了越来 越 多突破, 在隧 道施工 中大 跨度 隧道 的施工 方法也 拱 脚(
3 . 2隧道施工过程
321洞室开挖 ..
② 墙部单元 : 墙脚 部位铺 设[ 5 槽钢垫板 , 2a 施作定位 系筋; 对应拱 部单 元钢架位 置架设墙 部单元 钢架, 接牢 固; 纵向连接筋 。 栓 设
() 4 施作拱 部超前 支护和二 次喷射混 凝土
对 隧道周 边 围岩进行 超前 预加 固后进 行分 步 平行 开挖, ~ I V V 级
施 工 技 术
C oN S TRU CTI N O
浅 析 隧道 施 工 技 术 中七 步 平 行 流 水 作 业 法 的应 用
牛 军涛 韦伟 陈胜
中铁 三局 桥 隧公 司
摘 要 :本 文 通 过 介 绍 现 阶 段 大跨 度 隧 道 施 工 中存 在 的 问题 ,提 出 了七 步平 行 流 水作 业 法 施 工 工 艺 , 并根 据 实 际工 作 案 例 分 析 了七 步 平 行 流 水
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用1. 引言1.1 研究背景隧道是现代城市交通建设的重要组成部分,而隧道施工中常常遇到软弱围岩的问题。
软弱围岩具有变形大、稳定性差、易发生塌方等特点,给隧道开挖工作带来了诸多困难和风险。
为了解决这一问题,研究人员提出了三台阶七步开挖法,这一方法在浅埋软弱围岩大断面隧道中具有一定的应用前景。
通过对该方法进行深入研究和实际应用,探索其在工程实践中的有效性和优势,有助于提高隧道施工的安全性和效率,为城市交通建设和发展做出积极贡献。
对三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用进行深入探讨和研究具有重要的现实意义和科研价值。
1.2 研究意义研究三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用意义重大。
可以为该类型隧道工程提供施工方面的技术支持和指导,提高施工效率和质量。
可以总结该开挖方法的优势和不足,为今后类似工程提供经验借鉴。
通过对影响因素的探讨和实际应用效果的分析,可以为今后的工程实践提供有益参考,推动该领域的发展和进步。
深入研究三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用意义重大,对推动该领域的发展具有积极价值。
2. 正文2.1 三台阶七步开挖法概述三台阶七步开挖法是一种在隧道开挖中常用的施工方法,其特点是按照一定的步骤和顺序进行开挖,以确保安全、高效地完成施工任务。
该施工法主要包括三个台阶和七个步骤,具体操作方法如下:第一步是确定施工方向和位置,根据设计要求进行布置和标定。
第二步是进行开挖前的准备工作,包括清理现场、安装支撑等工作。
第三步是进行首次开挖,根据设计要求和规范逐步进行挖掘,注意保持施工平稳。
第四步是进行二次开挖,继续按照设计要求进行挖掘,同时保持现场整洁。
第五步是进行三次开挖,继续完成剩余部分的挖掘工作,确保施工质量和安全。
第六步是进行支护加固工作,根据现场情况选择合适的支护方式进行固定。
第七步是进行收尾工作,包括清理现场、排放积水等工作,确保施工完成。
三台阶法在软弱围岩隧道开挖施工中的应用探讨
心土 ,开挖进 尺与各台阶循环进尺相一致 ;最好进行隧底开
挖 ,每循环 开挖长度 宣为2 m ~3 ,开挖后 及时施作仰 拱初期 支护 ,完成两 个隧底开挖、支护循环后 ,及时施作仰拱 ,仰
拱 分 段 长 度 宜 为 4 6 。三 台 阶 上 导 预 留 核 心 土 法 适 用 于 具 ~ m 备 一 定 自稳 条 件 的 Ⅳ 、V 软 弱 围 岩 地 段 隧 道 的施 工 , 其 优 级
中国西 部科 技 2 1 年O 月 ( 00 9 中旬 ) 9 第0 卷第2 期总 第2 3 6 2 期
厶 二二 日
—
陈建 锋
( 中铁十五局 集 团有限公 司,河 南 焦作 4 4 0 ) 5 0 0
摘
要 :随着 交通 的快速 发展 ,隧道 的修 建越 来越 多。本 文详细 阐述 了三 台阶法各施 工方法 的适 用 条件 、优 点和施工方
接 , 复 喷 混 凝 土 至 设 计 厚 度 ; 然 后 进 行 左 、 右 侧 下 台 阶 开
同时开挖,形成分步平行开挖 ,平行 施作初 期支护,及时
施 作 仰 拱 , 可 以尽 早 封 闭成 环 ,可 以提 高施 工 效 率 。 其 开 挖 施 工 方 法 为 : 拱 部 进 行 超 前 支 护 后 , 开挖 上 部 导 坑 ,上
三 台 阶 七 步 法 适 用 于 具 备 一 定 自稳 条 件 的 Ⅳ 、V 围岩 地 级 段 隧 道 的 施 工 。其 优 点 是 分 上 、 中 、 下三 个 台 阶 七 个 开 挖 面 ,各 部 位 的 开 挖 与 支 护 沿 隧 道 纵 向错 开 , 平 行 推进 的 隧
点是 能大 大提 高施 工进度,合理的利用机械设备 ,而且能有 效的减 小机械 对拱脚位置的扰动 ,从而避免 了洞身开挖造成 较大 的收敛和 下沉 。其 开挖施工方法为:先采用超前小导管 进行超前 预支 护,人工风镐配合机械沿开挖轮廓线 由上而下 开挖 上弧导坑 并预 留核心土 ,开挖后应及 时喷3 c 厚混凝  ̄5m
三台阶七步法在大断面浅埋偏压软弱围岩隧道中的应用
三台阶七步法在大断面浅埋偏压软弱围岩隧道中的应用摘要:本文介绍了京福铁路客专闽赣V标九台山隧道出口浅埋偏压段,采用三台阶七步法施工的一些经验和施工技术,分析三台阶七步法施工浅埋偏压软弱围岩隧道的施工重点及采取的技术措施,为同类隧道工程施工提供相关参考。
关键词:隧道;浅埋偏压;软弱围岩;三台阶七步法Abstract: this paper introduces the special guest of beijing-fuzhou railway fujian gan V standard nine chuandao shallow buried tunnel for bias, the three steps of the construction of the seven footwork some experience and construction technology, analyzes three steps seven footwork construction in the shallow bias weak rock tunnel construction point and some technological measures, for the similar tunnel engineering construction to provide the relevant reference.Keywords: tunnel; Shallow buried bias; Weak rock; Three steps seven footwork1、工程概况京福铁路闽赣段九台山隧道位于福建省建阳市,隧道起始里程为DK605+283~DK607+736,全长2453m,设计为单洞双线隧道。
隧道采用进出口双向掘进,隧道出口位于建阳市溪口村卢岭组,明暗交界里程为DK607+675,隧道出口DK607+675~+380段位于剥蚀低山区,地形起伏较大两侧为冲沟,植被发育,埋深为5~30m左右,该段地形属于浅埋偏压,围岩均为V级,最大开挖断面154.2㎡。
公路隧道三台阶七步流水法施工技术应用研究
Ci w enoea o: ha e T h li n Pdt nN c ogs drus c
公路隧道三台阶七步流水法施工技术应用研究
罗 发 胜 闵 娟
( 东省长大 ̄x _ 广 Cx程有 限公 司, 东 广州 5 00 ) 广 10 0
摘 要: 详细介 绍 了特 长 大断面 隧道 洞 I浅埋偏 压软 弱 围岩段 采 用三 台阶七 步 流水作 业 法 的具体 施 工 方法 、 艺和 控制 要 点 。该 法 Z / ' 工 很 好 的解 决 了石 鼓 隧道施 工工期 紧、 工 难度 大等施 工难 点 , 施 确保 整个进 洞 工序安 全 高效 开展 。 关 键 词 : 施 工 ; 台阶七 步 开挖 法 ; 偏压 ; 隧道 三 浅埋 软弱 围岩
图 3 三 台阶七步 流 水法施 工工 况 . 2 3 . 工监控 量 测 3施
监控 量测 紧跟 隧道 开挖 和支 护作 业施 工 进行 布 点和检 测 ,量测 数据 采用 工程 类 比法 及 时进行 分析 总结 。并 依据 检测 结果 调整 支 护参数和开挖循环进尺的大小 ,保证施工安
械 开挖 , 以微 弱 预裂 爆破 。人 工清 底 , 时 辅 及 喷射 混凝 土封 闭 , 做钢 拱架 。 施 复喷 混凝 土至 设 计厚度 , 使得 初期 支 护尽 快成 环 , 便 于仰 并 拱 回填 和衬砌 。
隧道 所处位 置 的特 殊地 形 、地貌 和 环保 要求 ,隧道 施工 只 能从 深圳 端往 博 罗端 独头 掘进 。查 阅现有 文 献 , 没 有竖 井 、 在 斜井 及平 导等辅 助设 施 的条 件下 ,石 鼓左 线 隧道 独头 掘进 长度 4 1 米 ,超过 了独头 35 01 45米 的潭 峪沟隧道 ,是 目前国内最长的单 向三车道公 路 隧道 。因而 , 隧道施 工 工期 十 分紧 张 , 石鼓 隧道左 线 深圳端 V级加 强段 围岩 原设 计 开挖 方 法 为双侧 壁 导坑 法 ,在立 足超 前 地质 预报 数 据 和 对设 计 图纸 与 围岩 情 况 的研 究 后 , 在 确保安 全 和质量 的前提 下 ,通过 优 化施 工方 案 , 初 期支 护 , 定 用三 台阶 七步 流 水作 加强 决 业 法取 代原 设计 的双 侧壁 导坑 开挖 方法 。 2 台 阶法工 艺 比选 21双侧 壁导 坑法 缺 点 . 在 软 、 围岩相 间 的隧道 , 工方 法 的调 硬 施 整 时 间长 , 限制 了大 型施 工 机械 的使 用 , 并且 降低 了工效 ;同时 ,施 工 中工序 问相 互 干扰 大 , 时施 工支 护多 , 大 , 经济 。 临 投入 不 22三 台阶七 步作 业 法特点 . 2 . 三 台 阶七 步 开 挖 法 是 以弧 形 导 坑 。1 2 开 挖 留 核心 土 为 基本 模 式 , 上 、 、 分 中 下三 个 台阶七个断面 ,各部位开挖与支护沿隧道纵 向错开 并行 推进 。 22 .2施 工 空间 大 ,方便 机械 化施 工 , . 可 以多作 业 面平行 作 业 ,部分 软岩 或 土质 段可 以采用 挖掘 机直 接 开挖 , 功效较 高 。 22 .3在 地 质条 件发 生 变化 时 , 于 灵活 . 便 及 时地 转换 施工 工 序 , 整施 工方法 。 调 2 I 台 阶法施 工 开挖 的 基础 上 , 留 .4在 2 预 核 心土 左右 错 开开 挖利 于工作 面 的稳定 。 2 . 应 不同 跨度 和 多种 断面 形式 , .5适 2 初 期 支护 操作 便捷 。 2 . 当围 岩变 形较 大或 突 变时 , .6 2 在保 证 安全和满足净空要求的前提下 ,可尽快调整
浅析三台阶七步开挖法在隧道开挖中的应用
浅析三台阶七步开挖法在隧道开挖中的应用发布时间:2021-11-25T06:43:28.390Z 来源:《新型城镇化》2021年22期作者:谢自驹[导读] 三台阶七步开挖法是隧道开挖工法中很常见的一种开挖工法,在导坑开挖时需要预留有核心土作为基本的模式,分为上、中左右、下左右三个台阶,七个开挖的工作面,各个工作面开挖与支护是沿着隧道的纵向方向错开,即中台阶的左右边墙里程是错开的,下台阶的左右边墙里程也是要错开的,这样可以保证初期支护的稳定性,这是一种平行推进的隧道施工方法。
中铁二十三局集团第一工程有限公司山东省日照市 276800摘要:三台阶七步开挖法是隧道开挖工法中很常见的一种开挖工法,在导坑开挖时需要预留有核心土作为基本的模式,分为上、中左右、下左右三个台阶,七个开挖的工作面,各个工作面开挖与支护是沿着隧道的纵向方向错开,即中台阶的左右边墙里程是错开的,下台阶的左右边墙里程也是要错开的,这样可以保证初期支护的稳定性,这是一种平行推进的隧道施工方法。
关键词:核心土三台阶1 绪论1.1 选题依据背景三台阶七步开挖法的适用范围比较广泛,在当前隧道施工工法中属于很成熟的工法,主要可以适用于开挖大断面的掌子面,通常是根据以前隧道施工的经验来确定是否可以使用三台阶。
适用于IV级、V级围岩等围岩危险系数比较高的掌子面,地质主要有中风化砂岩,强风化粉砂岩,中风化砂岩夹泥岩等,不适合洞口浅埋段,两个洞距离为小净距的隧道。
2基本原理2.1核心理论2.1.1什么是三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法是分为三个开挖台阶和可以有七个工作面的一种隧道的开挖台阶法,多用于IV,V级围岩。
2.1.2台阶法作业的优势三台阶七步开挖法的优势主要是这几个方面:(1)施工的空间比较双侧壁导坑法大不少,方便了大型机械的施工,可以停放多台机械设备,可以多个作业面同时进行作业施工,部分软岩或土质围岩甚至可以采用挖掘机直接开挖,省时又省力,节约施工时间,工期进展较快。
特长隧道施工中三台阶七步流水作业法的应用
特长隧道施工中三台阶七步流水作业法的应用由于我国区域间经济、文化交流不断增多,更好的推动我国经济的发展,因此我国对于特长隧道工程有较高重视度,特长隧道大多位于岩体深处坚固稳定的底层之中,围岩压力较小并且坑道稳定,若是特长隧道施工质量有所保障,那么对其进行施工时可有效保障施工人员的安全。
特長隧道工程较为单一,主要施工方式就是三台阶七步流水作业法,只有有效掌握施工方法、动态控制、共层措施等,就可使特长隧道质量有所保障,因此,本文主要针对特长隧道施工中三台阶七步流水作业法的应用加以分析,希望其能为我国交通运输业发展奠定良好基础,促进区域间经济更好发展。
标签:特长隧道;三台阶七步流水;应用方法当前我国特长隧道施工主要面临的问题就是地较为复杂、工期较短,因此为提升工程施工效率,需要对其主要的施工方式——三台阶七步流水作业法加以分析,让其在施工质量有所保障的同时提升施工效率。
本文主要对特长大断面隧道洞口浅埋偏压软弱围岩段处理时,采用的三台阶七步流水作业法进行相应分析,并对其具体施工方法、控制要点及工艺进行相应介绍,希望可有效解决特长隧道施工难度大、施工工期短的问题,让特长隧道更好的应用在我国道路运输之中,为我国经济发展带来有利影响。
1、工程概述本文以贵广铁路GGTJ-6标所要承担的是66.2Km的施工任务为例,这项工程全标段的隧道共有12座,其中29.449Km隧道工程占总工程长度的44.8%;整个隧道中V级围岩占据比例为28.8%。
软弱围岩在总隧道中占其长度比例为73.65,这些数据足以证明整个工程地质条件过差,施工中一定会遇到相应困难,影响工程工期,因此需要三台阶七步流水作业法让施工质量和施工效率更好的提升【1】。
2、三台阶七步流水作业法特点三台阶七步流水作业法特点主要有以下5个方面:(1)可有效组织工程快速施工,加快工程施工效率。
(2)在工程中若水文地质较为复杂,且隧道可变性较大,这项作业可有效对地质进行一定的过度,从而更好的使用较为复杂的地质。
三台阶七步流水作业法在隧道施工中的应用
完成两个 隧底 仰拱开挖 、 支护循环 后 , 及 全标段共有隧道 l , 2座 总长 2 .4 m; 9 49 k 隧道工 程 占线 路总长 度 及时施作仰拱初期支护 , 时施作仰拱 。仰拱分段长度宜为 4m一 6m。 的4 . % , 中Ⅳ级围岩 1 9 占隧道总长度 的4 .% ; 45 其 317m, 4 8 V级 三 台阶七步流水法每循环作业时间 1 4h~1 。 6h 围岩 847m, 8 占隧道 总长度 的 2 . %。软弱 围岩 占隧 道总 长度 88 的 7.% , 3 6 针对如此差 的地 质条件 , 采用 三 台阶七步流 水作业 法 5 三台阶 七步流 水 法标 准化 作 业注意事 项
锚 网系统支护。3 左右侧下 台阶开挖 : ) 开挖进尺应根 渡的施工方法 ; 能较 大 限度 地发 挥大 型施工 机械作业 , 以求最佳 时进行喷 、 、 最大不得超过 15m, . 开挖高度一般为 的施工进度 。借 鉴近年来 我单 位在大 断面 隧道施 工 中的成 功经 据初期支护钢架间距确定 , 验 , 避传统施工方法 的局 限性 , 规 以加快 隧道施 工进度 、 保证 隧道 施工安全 、 提高施工 质量 为 目的 , 我公 司总 结 出了三 台阶七步 流 水作业法 , 范了施工 工艺 流程 、 工步骤 、 制要点 、 规 施 控 劳动力 机 具设备组织等。贵广 铁路 G T . G J6标承担 6 . m的施工 任务 ; 6 2k 3m~ . 左右侧台阶错开 2m~ , 3 5m, 3i 开挖后 立即初喷 3e n m一 5c m混凝土 , 及时进行喷 、 、 锚 网系统支护。4 开挖上中下台 阶预 ) 留的核心土 : 开挖各 台 阶预 留的核心 土 , 开挖 进尺与 各 台阶循环 进尺一致 。5 隧底开挖 : ) 每循环开挖 长度宜为 2m一3n, l开挖后
软弱围岩环境下隧道三台阶七步开挖法简述
软弱围岩环境下隧道三台阶七步开挖法简述软弱围岩环境下隧道三台阶七步开挖法简述摘要:随着我国经济迅速腾飞,交通运输行业也急速发展。
最近数年的时间以及接下来的数十年内,隧道,无论是公路隧道还是城市地铁都以极其快的速度发展并壮大。
为了能给今后隧道特别是软弱围岩这类隧道开挖技术快速发展奠定基础,因此我们有必要在工程中探索出适合软弱围岩开挖方法。
本文以某公路隧道开挖施工为背景,介绍软弱围岩环境下隧道采用三台阶七步开挖方法,及与其他开挖方法的差异。
望借此文为今后类似工程施工提供借鉴。
关键词:隧道开挖技术三台阶起步开挖法中图分类号: U455文献标识码: A 文章编号:0 引言软弱围岩是指在工程施工中产生明显的变形尤其是塑性变形,以及具有岩体松散、破碎、裂隙发育等现象的岩体。
随着我国隧道事业的不断发展,在今后的工程建设中这类软弱围岩在施工中出现的概率会明显加大。
然而一旦遇到这类软岩如若开挖不得当必将造成岩体大变形、岩体坍塌以及更加严重的工程事故,给国家和人民带严重的损失。
因此合理的开挖技术对于今后在处理这类软弱围岩开挖方面显得异常重要。
本文以某公路隧道为依托,对三台阶七步开挖法进行简要的分析以及其与其他开挖方法相比的优势。
1工程概况某高速公路靠椅山隧道,隧道分左右线,设计为单洞三车道,采用R=7.4m单心圆曲墙式衬砌。
最大开挖跨度为16.7m,最大开挖高度为10.1m。
最大开挖断面165.45m2,地质为中下泥盆统桂光群砂岩及泥质粉砂岩夹薄层页岩,因受摺曲及构造挤压影响,岩层节理裂隙发育,岩层破碎,岩石风化成亚砂土、亚粘土,原岩结构完全破坏。
2三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法是在对“新奥法”的认识加深与理解基础上逐渐发展起来的。
所谓三台阶七步开挖法就是将隧道开挖面,即掌子面分为三个台阶七个子步分别进行开挖并预留核心土。
各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
关宝树在其《软弱围岩隧道施工技术》中指出,在软弱围岩开挖中预留核心土有利于掌子面及围岩的稳定,而且预留核心土半径越大,其对掌子面约束能力越强,故在采用三台阶七步法时在允许情况下尽量选用大半径核心土;宋曙光等人在其关于台阶法施工的文献中分析了台阶法施工中台阶高度的选取对于掌子面、拱顶、底板等周边位移及沉降的影响,经过比较认为上台阶选取断面高度的三分之二或者到最大宽度处对减少沉降最为有利。
三台阶七步开挖法在软岩土质隧道中的应用
三 台阶 七 步 开 挖 法 在 软 岩 土质 隧 道 中 的应 用
计 孝 龙
摘 要: 结合 武 成城 际铁 路 青 龙 山 2号 隧道 工程 实例 , 绍 了该 隧道 采 用 三 台阶七 步 开 挖 法 的技 术 特 点 、 工工 艺、 全 质 介 施 安
量 保 证措 施 等 内容 , 结 了三 台阶 七 步 开挖 法在 软岩 土质 ( V级 围岩 ) 总 1 V, 隧道 施 工 中取 得 的 成 功 经验 , 以指 导 工程 实践 。
接, 锁脚锚 杆与钢架牢 固焊接 , 复喷混凝 土至设计 厚度 ; ) 4 分别开
挖 上 、 、 台 阶 预 留 核 心 土 , 挖 进 尺 与 各 台 阶 循 环 进 尺 相 一 中 下 开
5 开挖 隧底 : 每个 循环开挖长度控制在 3m 以内, 开挖后及 时 道 内采用带挡肩的平板式无砟轨道 , 有仰拱 隧道 内轨道 结构 高度 致 ; ) 施作仰拱初期支护 , 完成隧底开挖 、 初期 支护后 , 时施 作仰拱及 及 为 70IY 0 II l 。 I
留核 心 土 有 利 于 掌 子 面 岩 体 稳 定 ; ) 据 围 岩 量 测 情 况 , 够 及 5根 能
时对不稳定部位进行初期支护闭合 。
图 1 隧 道 断 面 开挖 施 工 流 程 图
根 据 地 质 条 件 的变 化 , 便 调 整 开 挖 方 式 及 采 取 临 时 支 护 措 施 ; 方
:-------. I.------一 :-......
通风 、 危 排
J
初期 支护 l l 出碴运输 I
进 入 下 一 循 环
1 开挖 断面检测
3 适用于大跨度软岩土质 隧道 的开挖 , 期 支护灵 活方便 ; ) ) 初 4 预
三台阶七步开挖法在隧道施工中的应用
理,同时,在钢架结构右侧位置,还需要设置小导管 进行加固。 2.3 第 3步
进口段左侧中台阶开挖施工:在中台阶开挖施 工中,应该注意左右侧中台阶开挖间距控制在 2~ 3m之间,同 时,开 挖 进 尺 应 该 控 制 在 拱 架 间 距 的 1.5倍以上,台阶开挖高度为 3.4m,开挖宽度应控 制在 3~5m之间。台阶开挖施工完成后,需要在 围岩外喷射混凝土,混凝土喷射厚度控制在 3~5m 之间,同 时,采 用 锚 杆 并 挂 设 钢 筋 网,安 装 钢 拱 架, 钢拱架应固定在牢固基础上,并应用混凝土材料对 钢架底部进 行 加 固 处 理,同 时,在 钢 架 结 构 右 侧 位 置,还需要设置小导管进行加固。 2.4 第 4步
2018年 第 9期 (总第 295期)
黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
No.9,2018 (Sum No.295)
三台阶七步开挖法在隧道施工中的应用
熊永尧
(贵州路桥集团有限公司,贵州 贵阳 550000)
摘 要:对三台阶七步开挖施工技术进行介绍,然后以某公路隧道工程为研究对象,对三台阶七步开挖施工技术的应用方式 进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。 关键词:隧道施工;数值模拟;三台阶七步开挖 中图分类号:U465 文献标识码:B 文章编号:1008-3383(2018)09-0167-01
进口右侧 台 阶 开 挖 施 工:严 格 控 制 开 挖 长 度, 采用 I18钢拱架作为初期介乎,钢结构之间的距离 为 60cm,对于开挖进尺,需根据钢架间距来确定, 一般需要控制在钢架间距的 1.5倍以内。本工程 开挖高度为 3.4m,开挖宽度在 3~5m之间,开挖 施工完成后,需 进 行 混 凝 土 喷 射,混 凝 土 喷 射 厚 度 在 3~5m之间,同时还需采用 25中空注浆锚杆以 及 8钢筋网进行钢拱架安装施工,然后再进行混凝 土喷射,厚度为 25cm。在钢拱架施工中,必须做好 固定处理,同时应用混凝土对钢架底部进行加固处
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用浅埋软弱围岩大断面隧道施工是隧道工程中的一个重要环节,针对这种情况,三台阶七步开挖法是一种常用的施工方法。
本文将从该施工方法的原理和优势入手,结合实际案例,探讨三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用。
一、三台阶七步开挖法的原理和优势1. 原理三台阶七步开挖法是指将大断面隧道根据围岩质量及地质条件分为三个台阶,然后按照每个台阶的特点结合七步法进行施工开挖。
具体包括预出口准备、顶板开挖、抽眼锁眼、侧行加固、拉喷锚杆、下行加固、掌子面拉返等七个步骤。
2. 优势三台阶七步开挖法在施工中具有以下优势:一是适应性强,可以根据不同的围岩情况进行灵活应用,适用于软弱围岩隧道的开挖;二是安全性高,通过分段开挖和加固措施,可以有效控制隧道的围岩变形和塌方风险;三是施工效率高,通过严格的施工步骤和配合,可以提高隧道的开挖速度和质量。
某地铁浅埋软弱围岩大断面隧道采用三台阶七步开挖法进行施工,首先根据现场地质勘探数据和围岩情况确定了三个台阶的划分,并结合七步法制定了详细的施工方案。
在实际施工中,首先进行了局部预出口的加固和准备工作,然后按照每个台阶的特点进行了相应的开挖和加固工作。
在顶板开挖阶段,针对软弱围岩的易塌方特点,采用了抽眼锁眼技术,通过深孔抽应力预裂缝技术和喷锚技术,有效控制了隧道的围岩破坏,保证了施工的安全性和质量。
在侧行加固和下行加固阶段,根据不同台阶的情况,采用了钢束加固、喷浆加固等措施,有效加固了隧道的围岩,提高了整体的稳定性。
最终通过三台阶七步开挖法的施工,实现了浅埋软弱围岩大断面隧道的高质量开挖,极大地提高了施工效率和施工质量,为隧道工程的顺利完工奠定了良好基础。
三、结语三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用,通过灵活的施工方式和严格的施工控制,可以有效保证隧道的施工安全性和质量,提高了开挖效率和施工进度。
也为类似软弱围岩大断面隧道的施工提供了一种可行的施工方案和经验。
三台阶七步开挖法在隧道工程中的应用
三台阶七步开挖法在隧道工程中的应用明确三台阶七步开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范隧道开挖施工,尽可能地减少超挖,保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。
一、隧道开挖前准备隧道开挖前,首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。
洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工,大型自卸汽车运输,并及时做好坡面防护,开挖一段(台阶)防护一段(台阶)。
洞口明洞采用明挖法施工,开挖至明暗分界线后,先施做护拱混凝土,然后施做暗洞超前大管棚,随后立即做好明洞衬砌,随后进入暗洞施工,待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。
暗洞开挖根据围岩情况Ⅴ级地段采用三台阶七步开挖法施工,Ⅳ级地段采用台阶法施工,Ⅱ、Ⅲ级地段采用全断面开挖法施工。
黄土隧道施工严格按照“严控水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工,应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响,要加强调查和处理。
石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。
二、三台阶七步开挖法石质隧道的爆破作业,应采用光面爆破或预裂爆破。
爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。
钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。
钻爆设计的内容包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、深度、斜率和数目,爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序,钻眼机具和钻眼要求等。
爆破参数应通过试验确定。
具体施工步骤如下:第1步,上部弧形导坑开挖:在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3~5米,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3~1/2。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5米,开挖后立即初喷3~5cm 砼。
上台阶开挖失跨比应大于0.3,开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护,架设钢架,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆,拱脚锚杆和钢架牢固焊接,复喷砼至设计厚度。
三台阶七步法在V级软弱围岩隧道施工中的应用分析
三台阶七步法在V级软弱围岩隧道施工中的应用分析作者:韩连涛来源:《科技视界》 2013年第27期韩连涛(青海省公路建设管理局,青海西宁 810008)【摘要】本文以在建的长拉山隧道为实例,对隧道V级软弱围岩施工工艺(CRD法与三台阶七步法)进行对比分析,确定三台阶七步法施工在V级软弱围岩中应用的可行性,为隧道尤其是V级软弱围岩所占比例较大的隧道施工提供参考依据,提高隧道施工的安全性和经济性。
【关键词】V级软弱围岩段;安全性;经济性0 概述按照国际隧道协会(ITA)定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类:分为极小断面隧道(2~3m2)、小断面隧道(3~10m2)、中等断面隧道(10~50m2)、大断面隧道(50~100m2)和特大断面隧道(大于100m2)。
本文主要针对断面面积在80~130m2内的隧道进行讨论,研究此范围内隧道V级软弱围岩地段施工工艺。
目前,隧道V级软弱围岩段设计常用的施工方法为CRD法(交叉中隔壁法),该施工工艺经过多年实践运用,已然成为较为成熟的施工工艺,具有安全系数高,支护稳定的特点,但此工艺存在施工进度缓慢及工程投入较大的弊端,这点在V级软弱围岩所占比例较大的隧道尤为明显。
三台阶七步法施工为近年采用较多的施工工艺,在原有分部开挖的基础上,进行了创新,施工进度较快,工程机械设备投入相对较少,但在支护的整体稳定性上尚需提高。
在建的青海S309线多杂公路长拉山隧道工程,采用二级公路标准,按照单洞双向行驶设计,单洞跨度10m,断面面积95m2,隧道长度2400m,洞口海拔高度为4493m,属于高寒公路隧道。
隧道进出口段V级软弱富水围岩段长度320m,此段施工对工程进度影响较大,是前期施工的重难点之一,所以有必要进行施工工艺的对比分析,确定最佳施工方案,以加快工程进度。
1施工工艺简介实际施工中,进口开挖采用CRD法施工,出口开挖采用三台阶七步法施工,根据施工实际需求,配备足额的人员、机械、设备,使进出口均保持正常施工状态,保证对比分析数据更加真实有效。
三台阶七步流水作业法在软弱围岩隧道施工中的应用
三台阶七步流水作业法在软弱围岩隧道施工中的应用三台阶七步流水作业法在软弱围岩隧道施工中的应用摘要:介绍了软弱围岩隧道采用三台阶七步流水作业法开挖的施工方法,重点阐述了三台阶七步流水作业法施工特点、施工工艺、施工组织安排及施工控制要点,为类似地质的隧道施工提供一定经验。
关键词:软弱围岩;三台阶七步流水作业法;施工特点;施工工艺;施工组织安排;施工控制要点Abstract: The weak surrounding rock tunnel excavation construction method using three-step seven-step flow process, focusing on the characteristics of a three-step seven-step assembly-line method of construction, construction technology, construction of organizational arrangements and the construction control points, a similar geological tunneling experience.Keywords: soft surrounding rock; three-step seven-step flow process; the construction characteristics of the construction ;the process of construction organization arrangements ;the construction of the control points中图分类号:U45文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)1、工程概况由中铁十二局集团承建的贵广铁路GGTJ-6标田坝岭隧道位于桂林市灵田县境内,隧道全长6470m,其中Ⅲ级围岩3880m,Ⅳ级围岩1500m,Ⅴ级围岩1044m,隧道开挖断面大、埋深浅、偏压严重。
三台阶开挖法在软弱围岩隧道施工中的应用
三台阶开挖法在软弱围岩隧道施工中的应用摘要:盘龙坳Ⅱ号隧道属软弱围岩隧道,通过采用三台阶七步法开挖,围岩扰动及变形量小,施工安全得到保障。
实践证明,该方法对弱围岩隧道施工有指导意义,值得推广。
关键词:隧道三台阶法软弱围岩施工Abstract: Panlong Col II Tunnel is of weak surrounding rock. With the excavation method of three-step and seven-step, the rock disturbance and deformation is small and construction safety has been guaranteed. Practice has proved that this method has guiding significance for the weak rock tunnel construction, and is worth promoting.Key words: tunnel; three-step method; weak surrounding rock; construction一、三台阶开挖作业法三台阶开挖法是以弧形导坑开挖留核心土为基本施作模式,分上、中、下三个台阶七个开挖作业面,各部位的开挖与支护是沿隧道纵向错开、平行推进。
其特点是:施工空间大,方便机械化操作,可以多工作面平行流水作业,部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖,工效较高。
根据地质超前预报成果,及时、灵活地转换施工工序,调整施工方法,以适应不同跨度和多种断面形式。
该法适合于Ⅴ、Ⅳ级软弱围岩隧道施工。
二、盘龙坳Ⅱ号隧道施工1、隧道工程概况盘龙坳Ⅱ号隧道为分离式中隧道,长652m,位于贵州省镇远县大地乡岭岗屯村境内。
左幅隧道起讫桩号为ZK83+277~ZK83+929,最大埋深约117m;右幅隧道起讫桩号为YK83+260~YK83+912,最大埋深约112m。
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三台阶七步流水作业法在软弱围岩隧道施工中的应用摘要:介绍了软弱围岩隧道采用三台阶七步流水作业法开挖的施工方法,重点阐述了三台阶七步流水作业法施工特点、施工工艺、施工组织安排及施工控制要点,为类似地质的隧道施工提供一定经验。
关键词:软弱围岩;三台阶七步流水作业法;施工特点;施工工艺;施工组织安排;施工控制要点Abstract: The weak surrounding rock tunnel excavation construction method using three-step seven-step flow process, focusing on the characteristics of a three-step seven-step assembly-line method of construction, construction technology, construction of organizational arrangements and the construction control points, a similar geological tunneling experience.Keywords: soft surrounding rock;three-step seven-step flow process;the construction characteristics of the construction ;the process of construction organization arrangements ;the construction of the control points1、工程概况由中铁十二局集团承建的贵广铁路GGTJ-6标田坝岭隧道位于桂林市灵田县境内,隧道全长6470m,其中Ⅲ级围岩3880m,Ⅳ级围岩1500m,Ⅴ级围岩1044m,隧道开挖断面大、埋深浅、偏压严重。
地质条件较差。
整体地貌为中低山地貌,地形起伏较大,冲沟发育,岩石分布主要为泥质砂岩、泥质砂岩夹页岩,较软岩,弱风化,地下水以孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水为主,水量丰富,隧道不良地质有顺层、岩溶以及断层破碎带。
针对如此差的地质条件,采用三台阶七步流水作业法施工,取得了良好效果。
2、软弱围岩隧道施工方法的选择大断面软弱围岩隧道岩体强度低,变形大,自承能力小,施工中经常会出现初期支护收敛变形过大,围岩长时间难以稳定等问题,严重威胁隧道施工安全。
选择合理的开挖方法是成功解决隧道施工安全及工期压力的前提。
大断面软弱围岩隧道常用的施工方法有:双侧壁导坑法、CD法、CRD法和三台机七步流水法等。
双侧壁导坑法、CD法、CRD法在施工中存在一定的局限性,如:受作业空间的影响,限制了大型机械的使用,基本靠人工开挖,工效低、速度慢,难以满足工期紧迫的要求。
拆除临时支护时,正洞初期支护会因突然卸载而出现大的变形,存在安全风险。
各分部开挖面循环衔接性差,相互干扰大,施工质量得不到充分保证。
临时支护反复拆除,成不投入大,不经济。
为规避上述施工方法的局限性,综合考虑以下四点因素,大断面软弱围岩隧道选择“三台阶七步流水法”施工隧道。
1、对工期紧迫性的要求,需快速组织施工。
2、工程水文地质复杂,可变性大,必须选择一种能适应地质变化而迅速过渡的施工方法。
3、能够较大限度地发挥大型施工机械的优势,提高施工效率,以求最佳的施工进度。
4、施工工序简便,满足隧道施工质量要求。
3、三台阶七步流水作业法基本定义3.1三台阶七步流水作业法,是将隧道整个断面开挖分为三个台阶五个作业面,同时进行开挖、支护,仰拱及时封闭成环,二衬紧跟,实现隧道施工工序同步推进的施工方法。
是实现软岩隧道新奥法施工“短进尺、少扰动、强支护、快成环、及时施作二衬”的有效手段。
3.2三台阶七步流水法的适用范围:“三台阶七步流水法”适用于IV、V围岩,主要是黄土、强风化岩层等。
“三台阶七步流水法”不适用于围岩地质为流塑状态、洞口浅埋偏压段(但经过反压处理或施做超前大管棚后可采用)。
三台阶七步流水开挖法需结合辅助施工措施对前方开挖面进行预支护或预加固,以提高围岩自承能力,抑制围岩的松弛和变形。
4、三台阶七步流水法施工工艺流程三台阶七步流水法施工工艺流程5、三台阶七步流水法施工作业示意5.1三台阶七步流水法开挖透视图5.2三台阶七步流水法施工步骤图6、三台阶七步流水法作业程序第1步,上部弧形导坑开挖:在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3-5m,宽度宜为隧道开挖宽度的三分之一到二分之一。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过 1.5m,开挖后立即初喷3—5厘米混凝土。
上台阶开挖矢跨比应大于0.3,开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护。
第2、3步,左右侧中台阶开挖:开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m,开挖高度一般为3—3.5m,左右侧台阶错开2—3m,开挖后立即初喷3—5厘米混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护。
第4、5步,左右侧下台阶开挖:开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m,开挖高度一般为3—3.5m,左右侧台阶错开2—3m,开挖后立即初喷3—5厘米混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护。
第6步,开挖上中下台阶预留的核心土:开挖各台阶预留的核心土,开挖进尺与各台阶循环进尺一致。
第7步,隧底开挖:每循环开挖长度宜为2—3m,开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护循环后,及时施作仰拱。
仰拱分段长度宜为4—6m。
三台阶七步流水法每循环所需工人及管理人员44人,每循环作业时间14—16小时。
7、三台阶七步流水作业法注意事项:7.1开挖进尺要求不得大于1.5m,主要是考虑开挖进尺过大,一是围岩暴露面积过大降低了围岩自身承载能力;二是进尺过大延长了开挖工作面封闭时间;初喷混凝土厚度3~5cm,增强围岩自稳性,避免围岩长时间暴露产生掉块。
预留核心土长度3~5m,宽度为隧道跨度的1/3~1/2,可以有效的防止软弱围岩开挖面失稳,同时为机械施工提供了作业平台。
7.2上台阶要求开挖矢跨比大于0.3,是指拱部的开挖高度与开挖跨度比值应大于0.3,当矢跨比大于0.3时,拱部开挖比较稳定。
中、下台阶的开挖高度的划分可以根据实际断面大小酌情调整。
7.3三台阶七步流水作业法安全卡控距离要求:仰拱距下台阶距离:Ⅲ级围岩不超过50m,Ⅳ级不超过40m,V级及以上围岩不超过30m;Ⅳ级、Ⅴ级围岩支护紧跟掌子面。
二次衬砌距掌子面距离:Ⅲ级围岩不超过120m,Ⅳ、V级不超过90m 。
8、三台阶七步流水法施工施工人员及机具配备8.1单作业面施工一般需要65人左右,施工人员应经培训合格后上岗,人员分配和调整应按照不同工种配齐、配足,并保持相对稳定。
施工人员配备8.2施工机具按照隧道实施性施工组织设计要求,配备污染低、能耗小、效率高的机具。
施工机具配备9、三台阶七步流水作业法技术要点技术要点一:三台阶开挖法应合理确定是否预留核心土、台阶的开挖高度和各台阶一次开挖的长度。
台阶的开挖高度一般根据隧道断面的大小和围岩级别确定,上台阶高度为3.5m,中台阶高度为3.3m,下台阶高度为3.0m;是否预留核心土和各台阶一次开挖的长度一般根据围岩级别、含水量、围岩自稳性等确定,上导坑一般不宜超过1~2米,中、下台阶一般不宜超过2~2.5米。
技术要点二:三台阶开挖法的关键是“施工要素配备科学、施工组织合理、工序衔接紧凑”。
由于作业面较多,人员设备投入多,工序干扰大,因此每个作业面、每个工序投入多少人员设备、作业时间是多少等,都要严格把控,形成标准化的作业模式,才能发挥优势,实现快速施工。
据统计三台阶七步流水作业法在软岩双车道铁路隧道最高月成洞指标是135米,本标段隧道月成洞指标一般为70~115米。
技术要点三:三台阶开挖法的核心是快速施工,支护快速封闭成环。
各个工序要突出一个“快”字,尽量减少开挖岩面的暴露时间,尽快支护,尽快封闭成环。
封闭成环的时间要根据围岩级别和围岩量测确定,IV、V级围岩一般不宜超过10~15天。
“封闭成环”是防止支护下沉、围岩变形、确保施工安全的关键环节。
技术要点四:三台阶开挖法施工要规范作业,确保工序施工质量。
开挖作业要人工开挖与机械开挖相结合,合理控制爆破作业用药量,尽量降低对围岩的扰动;确保锚杆、拱架、喷混凝土等工序的质量,尤其是系统锚杆和锁脚锚杆的施工,严禁支护背后有空洞。
技术要点五:三台阶七步流水作业法要充分发挥围岩量测的作用。
要高度重视围岩量测工作,及时进行数据分析,根据数据分析调整支护参数、开挖方法、循环进尺以及支护封闭成环和二衬的施作时间。
10、三台阶七步流水作业法技术优点技术优点一:作业空间大,多个工序平行作业,可充分利用机械化施工,工效较高。
技术优点二:预留核心土,各台阶工作面错开开挖,对围岩的扰动较小,每个作业面的临空面较小,便于维护围岩的稳定。
技术优点三:断面开挖分三个台阶五个作业面,同时进行开挖、出碴、支护作业,实现了以小断面作业方式达到全段面掘进的工效,实现软岩隧道的快速掘进。
技术优点四:软岩隧道内可同步进行掌子面开挖支护、仰拱开挖支护、仰拱砼施工、隧道防排水系统施工、二衬及后续工序施工等,实现了软岩隧道工序的均衡作业。
技术优点五:由于有效地解决了隧道工序的均衡作业,可极大地改善洞内的作业环境,降低安全风险。
结语:大断面软岩隧道施工采用三台阶七步流水开挖法施工,在经济效益方面尤为突出,与传统的大断面隧道CRD法施工比较,主要有以下几个方面的优点:一是拓展了隧道的施工空间,可以做到大型施工机具生产效率最大化,避免了CRD 法作业空间小、限制了大型施工机具使用的尴尬局面,进一步提高了单位时间内的施工产值,缩短了整个单位工程的施工工期;二是降低了人工用量和劳动强度,节约了工费成本,由以往劳动力密集型施工转变为机械化、程序化施工;三是采用“三台阶七步流水开挖法”施工没有临时支护环节,节约了大量的临时支护成本,减少了投资浪费;四是工程质量满足验标要求,操作便捷,推广性强。
参考文献:[1]郭连. 三台阶七步流水作业法在隧道施工中的应用[J].山西建筑,2011(1):162[2]薛冰. 不良地质条件下隧道施工方法初探[J].中国新科技新产品精选,2009(17):45-47.[3]铁路隧道工程施工技术指南[TZ 204—2008].铁道部经济规划研究院,2008。