隧道双侧壁导坑法.

隧道双侧壁导坑法双侧壁导坑法概述：双侧壁导坑法，又称双侧壁导洞法或眼镜工法。双侧壁导坑法，是以新奥法基本原理为依据，将大断面隧道分割为多个洞室，解决大断面、浅埋、下穿已有构造物隧道开挖的安全性问题，在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭圆，周边轮廓圆顺，避免应力集中；初期支护采用钢拱架、锚杆、钢筋、喷射砼柔性支护体系，及时施作，使开挖断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形；建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。目录施工工艺原理适用范围施工工序流程施工注意事项施工相关工艺监控量测施工工艺原理双侧壁导坑法是一项边开挖边支护的施工技术。其原理就是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工，左右导洞先行，中间断面紧跟其后，初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地层。适用范围双侧壁导坑法开挖适用于围岩软弱破碎严重的隧道或设计断面较大的隧道。在浅埋大跨度隧道及下穿既有构造物隧道施工时，采用双侧壁导坑法能够控制地表下沉，保持掌子面的稳定，安全可靠。施工工序流程1、右侧洞室上台阶开挖及初期支护2、右侧洞室下台阶开挖及初期支护，初支闭合3、左侧洞室上台阶开挖及初期支护4、左侧洞室下台阶开挖及初期支护，初支闭合5、主洞上台阶开挖及初期支护6、主洞中台阶开挖及初期支护7、主洞下台阶开挖及初期支护，初支全断面闭合8、拆除侧导洞临时支护，浇筑仰拱二次衬砌9、铺设防水层，全断面二次衬砌第一步：拱顶小导管注浆，先开挖左侧导洞上台阶，施作初期支护及侧洞临时支护；12第二步：上台阶超前下台阶10-15m，开挖下台阶土体，并施作初期支护及侧洞临时支护，并闭合成环。第三步：左侧下台阶超前右侧导洞10-15m,右侧导洞拱顶小导管注浆，开挖右侧导洞上台阶，施作初期支护及侧洞临时支护；1234第四步：右侧上台阶超前下台阶10-15m，开挖下台阶土体，并施作初期支护及侧洞临时支护，并闭合成环。12345第五步：右侧导洞下台阶超前主洞上台阶10-15m,主洞拱顶小导管注浆，开挖主洞上台阶，施作初期支护；6第六步：主洞上台阶超前主洞中台阶10-15m，开挖中台阶土体；第七步：主洞中台阶超前主洞下台阶5-10m，开挖下台阶土体，施作初期支护，主洞全断面闭合。11243567第八步：分段（根据监控量测情况确定，约3-6m)拆除侧导洞临时支护，绑扎仰拱二衬钢筋，浇筑仰拱二次衬砌及仰拱回填。88第九步：铺设防水层，全断面二次衬砌。双侧壁导坑法施工工序模型图双侧壁导坑法施工注意事项1、侧壁导坑形状近似于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面的1/3。2、围岩开挖应尽量采用挖机和人工配合无爆破施工，局部需爆破施工时，宜弱爆破施工，尽量减少对地层的扰动。3、开挖应严格按照规范做好监控量测工作，随时掌握围岩及支护的变形情况，以便及时修正支护参数，改变施工方法，同时应有较准确的超前地质预报。4、左右导坑施工时，前后拉开距离不宜小于10m；导坑与中间土体同时施工时，导坑应超前30-50m。5、各导坑洞室开挖后应及时施工初支及临时支护，并尽早封闭成环。双侧壁导坑法施工注意事项6、工序变化处钢拱架（或临量拱架）应设锁脚钢管或锚杆，确保拱架基础稳定。7、开挖后拱部钢架与两侧壁拱架连接是难点，在两侧壁施工中，钢架位置应准确定位，确保各部钢架架设后在同一垂直面。8、导坑台阶开挖高度可根据施工机具、人员等安排适当调整，并配备适合导坑开挖的小型机械设备，提高导坑开挖效率。9、临时支护的拆除工艺是关键技术，拆除时间的判定要以监控量测数据为依据，并考虑其对后续工序的影响，并在严格考证拆除的安全性之后方可拆除，拆除时要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。10、由于工作面较多，相互干扰大，应注意组织协调，实行统一指挥。双侧壁导坑法施工工艺双侧壁导坑法的初期支护由喷射混凝土、锚杆（管）、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。初期支护应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力。双侧壁导坑法施工工艺开挖清理岩面初喷混凝土封闭岩面施做系统锚杆，挂钢筋网安装钢架复喷混凝土至设计厚度量测数据分析、反馈初期支护施工工艺流程图双侧壁导坑法施工工艺（1）初喷混凝土封闭岩面要求：a、初喷混凝土应在开挖后立即进行。b、用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。c、工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好引排水。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能，也可采用干喷形式快速封闭渗水岩面。（1）初喷混凝土封闭岩面要求：d、喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。e、喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，作业时应避免上部喷射回弹料虚掩拱(墙)脚；先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接。喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在1.0～2.0m，沿水平方向以螺旋形划圈移动。双侧壁导坑法施工工艺a、初喷混凝土后应及时施做锚杆，锚杆必须设置垫板，垫板应与喷射砼紧密接触。双侧壁导坑法施工工艺（2）系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求：b、为保证拱部锚杆质量，对拱部锚杆推荐采用专门锚杆机进行施作，锚杆机性能须适合硬岩条件下的钻孔要求，如右图；侧墙及拱腰部位可采用气腿式凿岩机钻孔。c、钢筋网可采用φ8mm的HPB235钢制作，网格尺寸宜采用20cm×20cm，搭接长度应为1～2个网格，网片间采用焊接方式连接。网片宜采用模具加工，网片尺寸宜结合拱架间距、开挖面周边长度及循环进尺确定。右图为钢筋网加工模具图及已加工成型的网片双侧壁导坑法施工工艺（2）系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求：d、钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于3cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4cm。双侧壁导坑法施工工艺（2）系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求：双侧壁导坑法施工工艺（3）安装钢架应符合下列要求：a、拱部单元安装工序：放样确定钢架基脚位置→施做定位锚杆→架设钢架→布设纵向连接筋。b、墙部单元安装工序：墙脚部位铺设垫板→施做定位锚杆→对应拱部单元架设墙部钢架单元→布设纵向连接筋。钢架单元采用螺栓接的方式连接。双侧壁导坑法施工工艺（3）安装钢架应符合下列要求：c、加强钢架拱(墙)脚锁脚锚杆(管)施工，各台阶每单元钢架拱(墙)脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30。打设4根锁脚锚杆(管)，锁脚锚杆(管)与钢架牢固焊接，锁脚锚杆直径不应小于22mm，锁脚锚管直径不应小于42mm，长度符合设计要求，以控制基脚变形。双侧壁导坑法施工工艺安装钢架施工注意事项及要求：①钢架拱(墙)脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫槽钢，以保证钢架基础稳固。安装前应清除基脚下的虚渣、虚土及杂物。②钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过0/-5cm，垂直度允许偏差为±2°。安装钢架施工注意事项及要求：③钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固，以增强钢架的整体稳定性。④锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点，锁脚锚杆尾部宜加工成“L”形或另做“U”形卡。钢架连接板应采用栓接牢固连接。⑤钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2m应采用骑马或楔形垫块顶紧；钢架与围岩的间隙不应大于5cm。双侧壁导坑法施工工艺1、喷射混凝土厚度应符合设计要求，二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚宜为5～6cm。喷射混凝土表面应平顺，无空鼓、裂缝、酥松。双侧壁导坑法施工工艺喷射混凝土应符合下列要求：2、喷射混凝土作业时喷嘴应垂直岩面；喷嘴距岩面距离0.6-1.2m为宜，喷射料束与受喷面垂线5-15度夹角时最佳，喷射机工作压力应控制在0.1-0.15MPa。3、钢架与壁面之间的间隙应用喷射砼充填密实；喷射砼应由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖、保证将其背面喷射填满，黏结良好；拱脚基础喷射砼要密实，严禁悬空。潮喷法喷射混凝土双侧壁导坑法施工工艺（1）隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2—3m。（2）隧底开挖后，应及时清除虚渣、杂物、泥浆、积水，立即初喷3～5cm厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。仰拱施工应符合下列要求：（3）仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6m；仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱表面应平顺，不积水。（4）仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100％后允许车辆通行。仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。双侧壁导坑法施工工艺仰拱施工应符合下列要求：双侧壁导坑法施工工艺二次衬砌钢筋应符合下列要求：（1）二次衬砌钢筋应集中加工、统一配送；（2）仰拱两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度应满足和二衬环向钢筋焊接要求，且接头错开，使同一截面钢筋接头数不大于50%。（3）箍筋连接点应在纵横向盘的交叉连接处，且需绑扎或焊接牢固。（4）主筋纵向间距、分布筋环向间距、内外层横向间距、保护层厚度符合设计要求，钢筋护层应全部采用高强砂浆垫块来控制，不得使用塑料垫块。二次衬砌垫块示例图二次衬砌钢筋施工完毕双侧壁导坑法施工工艺超前小导管支护工艺：1、超前小导管支护工艺流程图2、超前小导管配合钢拱架使用，相邻两排小导管水平搭接长度不小于1.0m,外插角10-15度，环向间距20-50cm。双侧壁导坑法施工工艺小导管和钢架联合支护示例图3、小导管制作在前部钻注浆孔，孔径8mm，间距15cm,呈梅花形布置，尾部预留50cm止浆段不钻孔。4、小导管施工要求：（1）小导管安设一般采用打入法，即先钻孔，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于设计长度90%，并用高压风枪将钢管内的砂石吹出。（2）小导管安设后，用锚固剂封堵孔口及周围缝隙，必要是在小导管附近及工作面上喷射砼，防止工作面坍塌。（3）隧道开挖长度必须小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次的止浆墙。（4)注浆前须进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。（5）注浆过程要随时观察注浆压力机注浆泵排浆量变化，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆、漏浆，做好注浆记录，分析注浆效果。双侧壁导坑法施工工艺监控量测监控量测是隧道新奥法施工的重要组成部分，通过现场量测掌握围岩和支护的动态，指导施工，预报险情，确保施工安全。监控量测项目分为必测项目和选测项目。必测项目有：地质及支护状态观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉；选测项目有：围岩内部位移、围岩压力、锚杆轴力及抗拔力、钢支撑内力及外力等，选测项目可结合工程实际情况，按照《公路隧道施工技术规范》的规定选取。拱顶下沉及周边位移量测布置图洞内测点布置注意事项：1、量测点的安设应能保证初读数在开挖24小时内和下一循环开挖前完成，并测取初读数；2、测点安设在距开挖面2m范围内，且不大于一个循环进尺，并应细心保护，不受下一循环爆破的破坏；3、各项位移的测点，一般布置在同一断面内，测点统一在一起，测设结果应能互相印证，协同分析及应用；4、锚杆轴力量测要在有代表性的部位设置量测锚杆。围岩和初期支护变形基本稳定条件：1、隧道周边位移速率有明显减缓趋势；2、水平收敛速度小于0.15mm/d或拱顶位移小于0.1mm/d；3、施作二次衬砌前的收敛量已达到总收敛量的80-90%；4、初期支护表面无再发展的明显裂缝。当不能满足上述条件，围岩变化无收敛趋势时，必须采取措施，使初期支护基本稳定后，才可施作二次衬砌，或根据要求采用加强衬砌，及时施工。谢谢大家