大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工技术

大断面黄土土隧道双侧壁导坑坑法施工技技术目录录一、概述二、施工工工艺三、监控量量测四、施工现现场组织管管理一、概述侧壁导坑法法是将大断断面黄土隧隧道分割为为多个小洞洞室，解决决浅埋、偏偏压隧道开开挖的安全全性问题。。与其他施施工方法相相比，将隧隧道断面分分为更多的的小洞室，，减小每次次开挖后的的围岩临空空面，上部部各洞室利利用上一循循环架立的的钢架施作作隧道拱部部小导管或或其他超前前支护及导导坑临时侧侧壁水平锚锚杆等超前前支护，小小断面单独独掘进，最最后形成一一个大的隧隧道断面。。该方法主主要应用于于围岩较差差、浅埋、、偏压及洞洞口地段。。一、概述二、施工工工艺二、施工工工艺1、开挖侧壁导坑法法开挖分七七部进行，，每循环进进尺1榀钢架间距距，各部相相互关系如如前图所示示。施工中中1、3部采用人工工开挖，其其余各部采采用人工配配合机械开开挖，施工工中严格控控制各部开开挖距离：：确保仰拱拱成环距离离掌子面不不超过25m，二衬距离离仰拱不超超过20m。合理确定各各洞室的断断面是加快快施工进度度的有效途途径，1、3洞室由于作作业空间的的原因不能能采用机械械开挖，因因此应尽量量减小1、3洞室的开挖挖断面，适适当加大2、4洞室的开挖挖断面，以以利于机械械开挖，弃弃碴采用装装载机运碴碴，自卸汽汽车出碴。。二、施工工工艺开始转换工工法时，首首先选定1部室进行开开挖，利用用超前支护护钻进时的的取样，测测定该段土土体的含水水率、密度度等，确定定初期支护护的参数是是否需要加加强。采用用双侧壁施施工的隧道道多是地质质复杂或地地质较差的的地段，每每次开挖距距离宜控制制在一榀钢钢架，及时时施作支护护系统，安安装型钢钢钢架和临时时支撑，喷喷射砼封闭闭成环，（（横撑视围围岩变形情情况可采取取跳跃式喷喷射砼带以以增强其支支护刚度，，但考虑到到砼带在开开挖1号和3号洞室后，，而5号洞室尚未未施工过时时承受压力力，但在5号洞室施工工过后横撑撑受拉力，，应尽量避避免中隔壁壁喷射砼）），在滞后1号洞室5米左右后开开挖2号洞室，2号洞室可采采用人工配配合小型挖挖掘机开挖挖。初喷4cm厚混凝土护护壁，施作作初期支护护系统，接接长型钢钢钢架，复喷喷砼至设计计厚度。滞后2号洞3～5米后开挖3号洞室，滞滞后3号洞室3～5米后开挖4号洞室。滞后4号洞室3～5米开挖5～7号洞室，把把5号洞室掌子子面核心土土设置成圆圆弧形，减减小人工开开挖量，环环形带高度度最好设置置为1米左右，核核心土预留留5米长，其余余部分连同同6、7号洞室采用用小型挖掘掘机开挖，，并形成一一定的坡度度（按照小小型挖掘机机的爬坡能能力设置坡坡度）。同同时7号洞室掌子子面距5号洞室掌子子面的距离离要在喷浆浆机的有效效喷射距离离内，这样样可以保证证5号洞室喷浆浆作业效率率。二、施工工工艺二、施工工工艺工法转换初初期保持各各洞室掌子子面相对位位置不变，，同步掘进进，及时施施作仰拱，，仰拱的施施作长度根根据当时的的地质情况况及设计要要求确定，，衬砌断面面保持与仰仰拱断面约约20米左右的距距离。各洞室开挖挖顺利，并并已经施工工完一环或或更多环的的衬砌后，，逐步调整整3号洞室距1号洞室的距距离，最终终保持1、3号洞室，2、4号洞室掌子子面平齐，，5号洞室掌子子面距2、4号洞室掌子子面3～5米左右的距距离。保持持1、3号洞室掌子子面在同一一断面的主主要目的是是控制隧道道初期支护护变形，拉拉近衬砌与与前方掌子子面的距离离（控制在在50～60米之间），，保证隧道道施工的安安全。二、施工工工艺8号洞室（仰仰拱）的开开挖，需要要充分利用用中隔壁的的支撑能力力，8号洞分左中中右三部分分开挖，先先左、右后后中间，接接长中隔壁壁钢架至仰仰拱钢架顶顶面，使整整个隧道共共分为3个暂时独立立的封闭环环，待仰拱拱及填充施施工完毕后后，再拆除除中隔壁及及横支撑（（中隔壁和和横支撑为为临时支护护），8号洞室开挖挖过程中，，为了不影影响施工进进度，在8号洞单部开开挖支护过过后，利用用栈桥跨过过8号洞，继续续开挖支护护1～4号洞室。8号洞室的一一次开挖量量均不能大大于3榀钢架间距距，并要及及时喷射砼砼形成刚性性封闭环，，以确保隧隧底开挖时时整个断面面的安全性性。二、施工工工艺2、初期支护护采用双层层初期支护护第一层设全全环I25a型钢架加强强支护，钢钢架间距0.5m一榀，钢架架间纵向设设φ22连接钢筋，，环向间距距1.0m，并间隔1.0m设φ22交叉连接筋筋进行加强强，在钢架架拱顶、仰仰拱底及每每处钢架接接头位置两两侧设1.6cm厚连接钢板板，钢板宽宽5cm，每榀钢架架两侧大拱拱脚处各设设4根Φ42锁脚锚管，，每根长4.0m，拱墙设φ8钢筋网，网网格间距为为20*20cm；全环喷35cm厚C25砼，拱墙喷喷砼内掺入入聚丙烯微微纤维。四、施工工工艺第二层设全全环4肢φ22格栅钢架加加强支护，，钢架间距距1.0m一榀，钢架架间纵向设设φ22连接钢筋，，环向间距距1.0m。微纤维掺掺量为每方方砼1.2kg。采用全环环喷25cm厚C25砼，拱墙喷喷砼内掺入入聚丙烯微微纤维。四、施工工工艺3、临临时时侧侧壁壁临时时侧侧壁壁设设I25a临时时钢钢架架，，间间距距0.5m，临临时时钢钢架架间间纵纵向向设设φ22连接接钢钢筋筋，，环环向向间间距距1.0m，并并间间隔隔1.0m设φ22交叉叉连连接接筋筋进进行行加加强强；；临临时时侧侧壁壁上上半半断断面面设设Φ50超前前小小导导管管，，长长3.5m，环环向向间间距距0.5m，纵纵向向间间距距2.0m一环环；；侧侧壁壁及及中中间间导导坑坑中中部部各各设设置置一一根根I25a临时时横横撑撑，，横横撑撑纵纵向向间间距距0.5m。临临时时钢钢架架采采用用I25a号热热轧轧普普通通工工字字钢钢、、加加劲劲肋肋和和连连接接钢钢板板焊焊接接组组成成，，单单元元间间以以螺螺栓栓连连接接，，接接头头处处焊焊缝缝厚厚度度h[f]=10mm。拱拱脚脚垫垫有有槽槽钢钢,在钢钢架架拱拱顶顶、、仰仰拱拱底底及及每每处处钢钢架架接接头头位位置置两两侧侧设设1.6cm厚、、宽宽5cm的连连接接钢钢板板。。两两侧侧边边墙墙大大拱拱脚脚处处设设1.6cm厚30cm宽的的钢钢板板垫垫板板，，垫垫板板间间距距0.5m，长长1.05m。钢钢架架在在初初喷喷4cm厚混混凝凝土土后后架架设设，，架架设设完完毕毕后后再再复复喷喷混混凝凝土土至至覆覆盖盖钢钢架架6cm。最最终终达达到到35cm的设设计计厚厚度度。。四、、施施工工工工艺艺4、仰仰拱拱施施工工仰拱拱开开挖挖采采取取分分部部、、分分段段开开挖挖支支护护的的方方法法。。仰仰拱拱距距1部掌掌子子面面距距离离控控制制在在25m以内内，，仰仰拱拱施施工工时时采采用用15m栈桥桥保保证证隧隧道道施施工工运运输输的的畅畅通通。。仰拱拱开开挖挖每每循循环环进进尺尺3榀钢钢架架间间距距，，开开挖挖后后及及时时立立设设仰仰拱拱钢钢架架，，喷喷砼砼。。仰仰拱拱初初支支施施工工5.5m时，，绑绑扎扎仰仰拱拱钢钢筋筋5.2m，立立设设纵纵向向横横向向仰仰拱拱堵堵头头板板，，堵堵头头板板上上安安置置止止水水带带。。灌注注仰仰拱拱砼砼，，仰仰拱拱砼砼终终凝凝后后，，灌灌注注填填充充砼砼。。填充充砼砼终终凝凝后后，，拆拆除除临临时时支支撑撑，，继继续续向向前前开开挖挖支支护护下下一一个个循循环环。。四、、施施工工工工艺艺5、双双侧侧壁壁拆拆除除仰拱拱填填充充施施工工完完毕毕，，满满足足二二衬衬施施工工长长度度时时即即安安排排拆拆除除双双侧侧壁壁横横撑撑、、临临时时钢钢架架，，拆拆除除长长度度与与二二衬衬施施工工长长度度相相同同，，并并保保证证临临时时支支护护钢钢架架至至少少有有5m深入到到仰供供填充充层。。双侧壁壁拆除除逐榀榀进行行，每每榀砼砼全部部凿下下后，，由专专人进进行及及时清清理。。四、施施工工工艺6、拱墙墙衬砌砌拱墙衬衬砌采采用全全断面面液压压衬砌砌台车车，衬衬砌台台车长长10.5米,每次衬衬砌长长度为为10.4米,搭接长长度0.1米。砼灌注注采用用两侧侧对称称灌注注，保保证两两侧灌灌注高高差不不超过过1m，防止止侧压压及台台车移移位。。混凝土土振捣捣采用用插入入式振振捣器器与附附着式式振捣捣器，，振捣捣作业业分层层分段段进行行。每每次振振捣的的深度度大于于浇筑筑混凝凝土的的高度度。振振捣至至混凝凝土面面出现现浮浆浆、混混凝土土不再再下沉沉、不不再有有气泡泡冒出出。砼灌注注至拱拱顶采采用挤挤压式式倒退退逐一一泵送送砼，，确保保拱顶顶砼密密实。。四、施施工工工艺7、侧壁壁导坑坑法掌掌子面面贯通通施工工⑴贯通通前各各掌子子面步步长要要求侧壁导导坑法法施工工进入入贯通通段以以前进进出口口工区区各洞洞室步步距均均应满满足以以下要要求，，1＃洞室室与2＃洞室室之间间不大大于5m，3＃洞室室与4＃洞室室之间间不大大于5m，1＃洞室室与3＃洞室室平齐齐，5＃洞室室与2＃、4＃洞室室不大大于5m，仰拱拱与最最前方方掌子子面距距离不不大于于25m，拱墙墙衬砌砌距最最前方方掌子子面不不大于于45m。四、施施工工工艺⑵贯通通前仰仰拱施施工仰拱每每次施施工的的长度度应比比正常常施工工过程程中短短，浇浇筑混混凝土土控制制在每每次5m以内，，开挖挖每循循环控控制在在1.5m，先开开挖支支护8号洞室室的左左右两两部分分，然然后开开挖支支护8号洞室室的中中部，，每循循环仰仰拱开开挖支支护成成环后后方可可开挖挖下一一循环环。⑶封闭掌掌子面面当掘进进至两两个方方向的的1号和3号洞室室相距距15m时停止止开挖挖。将将仰拱拱和衬衬砌施施工至至掌子子面25m和45m的距离离后，，一个个方向向停止止施工工并封封闭掌掌子面面，掌掌子面面使用用钻打打锚杆杆挂钢钢筋网网封闭闭。四、施施工工工艺⑷贯通施施工开始1＃洞室室的单单独贯贯通，，在1＃洞室室开挖挖前，，施作作一环环单根根长度度为6m的超前前支护护，1＃洞室室掘进进4m后再施施作一一环6m的超前前支护护，在在掘进进过程程中横横撑必必须紧紧跟掌掌子面面。1＃洞室室贯通通后将将横撑撑逐榀榀安装装与另另一端端1＃洞室室横撑撑连接接。1＃洞室室贯通通后，，开始始3＃洞室室贯通通，方方法同同1#洞室，，在掘掘进过过程中中横撑撑必须须紧跟跟掌子子面。。3＃洞室室贯通通后将将横撑撑逐榀榀安装装与另另一端端3＃洞室室横撑撑连接接。四、施施工工工艺1、3＃洞室室贯通通后，，2、4#洞室同同时掘掘进直直至贯贯通，，施工工过程程中确确保相相应洞洞室仰仰拱及及时封封闭成成环。。2、4＃洞室室贯通通后，，开始始5、6、7、8＃洞室室掘进进，每每掘进进5m施作一一环5m仰拱，，每施施作2环仰拱拱施作作一环环拱墙墙衬砌砌。5＃洞室室掘进进至剩剩余5m时施作作一环环单根根长度度为6m的超前前小导导管，，5＃洞室室继续续掘进进3m后后再再施作作一环环6m的超前前小导导管后后，开开始5＃洞室室的掘掘进贯贯通。。5＃洞室室贯通通后中中间核核心土土不得得一次次取完完，每每取5m施作一一环5m仰拱，，直至至核心心土全全部完完成，，仰拱拱全部部浇注注完毕毕。三、监监控量量测1、监控控量测测内容容：在下穿穿高速速公路路路面面前对对路面面的原原始状状况进进行测测量及及拍照照，并并做好好记录录。在在下穿穿高速速公路路施工工过程程中，，对洞洞内和和洞外外地表表实行行了监监控量量测。。监控控量测测内容容包括括：拱拱顶顶沉降降与水水平收收敛、、地表表沉降降。2、测点点布置置水平收收敛、、拱顶顶下沉沉点布布置在在同一一里程程断面面上。。现场场在开开挖后后及时时布置置测点点并读读取初初始读读数，，测点点深入入土体体内1m以上，，外套套钢管管以保保证测测点能能够随随土体体的沉沉降自自由沉沉降，，套管管用塑塑料袋袋包裹裹保护护，待待喷砼砼完毕毕后去去除塑塑料袋袋使测测点外外露，，施工工中继继续对对测点点采取取保护护措施施。洞内初初期支支护下下沉、、变形形断面面量测测断面面间距距5m。每断断面共共布设设11个测点点，如如下图图所示示。地表测测点布布置于于高速速公路路两侧侧路缘缘石上上和中中心隔隔离带带，并并沿公公路纵纵向每每5m布置1个点，，施工工中及及时观观察路路面变变化情情况，，在开开挖前前观测测并记记录原原路面面情况况，开开挖后后每天天观测测，二二衬砼砼施工工完并并达到到设计计强度度后停停止观观测。。三、监监控量量测三、监监控量量测3、量测测方法法拱顶下下沉、、水平平收敛敛采取取全站站仪进进行无无接触触式量量测模模式，，采用用坐标标法观观测，，以确确定左左右侧侧不同同的位位移变变化量量，地地表下下沉采采用高高精度度水平平仪进进行观观测。。4、量测测频率率根据黄黄土隧隧道的的变形形特点点，拱拱顶下下沉、、地表表下沉沉的量量测频频率按按下表表进行行：三、监监控量量测监控量量测频频率表表项目监测断面与开挖距离m侧导坑开挖中央上半断面开挖中央仰拱断面开挖1＜102次/天1次/天1次/天210～301次/天1次/天1次/周330～602次/周2次/周2次/周4＞602次/周2次/周2次/周5、监测测管理理监测管管理值值包括括设计计值、、警戒戒值、、允许许值，，警戒戒值是是依设设计预预估变变形量量的百百分比比制定定。初初支监监测断断面变变形量量的管管理值值下表表所示示：开挖阶段设计值（mm）警戒值（mm）日变形速率（mm）/日工程措施侧导坑开挖40206⑴加设超前小导管⑵加设开挖面稳定锚杆⑶增加外侧壁锚杆⑷增加内侧壁锚杆⑸加设仰拱⑹缩短循环进尺中央上半断面