矿山法隧道工法

一、矿山法隧道主体结构工程施工方法及程序...................21.1施工原则.....................................................................21.2隧道施工方法及程序.................................................21.2.1台阶法施工方法及程序..........................................21.2.2环形台阶法施工方法及程序..................................31.2.3CRD法施工方法及程序..........................................51.2.4CD法施工方法及程序.............................................81.2.5双侧壁导坑法施工方法及程序............................101.2.6中洞法施工方法及程序........................................13二、主要施工技术说明.........................................................142.1初期支护施工技术...................................................142.1.1超前小导管施工....................................................142.1.2.初喷........................................................................162.1.3锚杆施工................................................................162.1.4.格栅钢架制作安装及挂网....................................162.1.5.喷射混凝土............................................................182.1.6.初期支护背后注浆................................................232.2二次衬砌施工技术...................................................242.2.1.二衬施工各工序说明............................................242.3结构防水工程施工技术...........................................262.3.1防水原则................................................................262.3.2隧道防水施工........................................................28一、矿山法隧道主体结构工程施工方法及程序1.1施工原则施工的总原则是在确保工程质量、施工安全和施工工期的同时维护城市环境。1.工程施工方法的选择要在确保施工安全和工程质量的前提下，多开工作面，压缩工期，减小浪费，尽量降低成本；2.不同的地质条件采取不同的技术措施，保证洞室施工安全，控制地表下沉，施工过程做到稳妥可靠、万无一失、绝对安全；3.施工组织严格遵守先加固、后开挖的原则，做到加固一段、开挖一段，封闭一段；4.遵循管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量的“十八字”方针；5.地面装吊、存放与地下出碴进料运输匹配，开挖、支护、量测须紧密结合；6.结构施工采取以防为主，防堵结合，综合运用多道防线进行结构防水，做到不渗不漏。1.2隧道施工方法及程序1.2.1台阶法施工方法及程序台阶法施工，开挖前按围岩类别先沿初衬拱圈施打超前小导管，注浆加固地层，然后环行开挖上台阶土体，初喷砼，架钢架，施打径向锚杆，挂网喷砼。为防止拱脚下沉，拱脚可放置钢板并设置锁脚锚杆，或采用加大拱脚的方法初喷砼后架设下台阶钢架，施打锚杆，喷砼封闭处理。上台阶开挖3～5m时（短台阶法上台阶开挖不大于3m时），开挖下台阶。为减小掌子面台阶高度，留一梯形槽，至此完成一个循环。台阶法施工程序序号图示施工步骤及措施1一.上台阶开挖支护1.施作小导管超前支护；2.开挖上台阶土体；3.初喷3～5cm砼；4.架立格栅钢架；设置锚杆；5.挂网喷射混凝土。2二.下台阶开挖支护1.开挖下台阶土体（包括仰拱部分）；2.施作边墙锚杆；3.架立钢钢架或型钢钢架；4.挂网喷射混凝土。3三.施作仰拱衬砌1.基面处理；3.设置垫层；4.绑扎钢筋；5.浇筑底板混凝土。4四.施作边墙及拱部衬砌1.边墙及拱部基面处理；2.施作边墙和拱部无纺布及防水板，埋置纵向及环向盲管；3.绑扎边墙及拱部钢筋；4.浇筑边墙及拱部砼。1.2.2环形台阶法施工方法及程序环形台阶法施工。开挖前，先沿初衬拱圈施打Φ42超前小导管注浆加固地层，然后环行开挖上台阶土体。为稳定掌子面，全风化层留设核心土，其正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半，初喷3～5cm厚砼，架设钢架，施打径向锚杆，挂网喷砼。为防止拱脚下沉，拱脚放置钢板并设置锁脚锚杆。上台阶开挖3～5m后，开挖下台阶。为减小掌子面台阶高度，留一梯形槽，初喷砼后架设下台阶钢架，施打锚杆，喷砼封闭，至此完成一个循环。环形台阶法隧道开挖支护施工工序示意图环形台阶法施工流程示意图序号图示施工步骤及措施1一.上台阶开挖支护1.在围岩拱部120°角范围内，施作Ф42小导管超前支护；2.开挖上台阶土体，留核心土3.初喷3～5cm砼，；4.架立钢格栅，设置径向锁脚锚杆；5.挂网喷射混凝土。2二.下台阶开挖支护1.开挖下台阶土体；2.架立钢格栅；3.挂网喷射混凝土。3三.施作仰拱衬砌1.基面处理；2.设置5cm厚垫层；3.绑扎钢筋；4.浇筑底板混凝土。4四.施作边墙及拱部衬砌1.边墙及拱部基面处理；2.施作边墙和拱部无纺布及防水板；3.绑扎边墙及拱部钢筋；4.浇筑边墙及拱部砼。1.2.3CRD法施工方法及程序CRD工法基本开挖支护方法如下图。隧道开挖支护工序纵剖面图CRD法隧道开挖支护施工工序示意图首先进行①部开挖支护（含中隔壁）；①部开挖支护完成2～3m后进行②部开挖支护（含中隔壁接长及横联安装）；③部开挖与支护后②部2～3m，开挖完成后及时架立边墙、仰拱及中隔壁格栅钢架封闭成环；④、⑤、⑥部的开口顺序及施作方法与①、②、③部相同，当③部掘进15m后进行④部开口施工。随着隧道初支封闭，根据监测隧道收敛变形的数据，在初支变形稳定后及时破除临时中隔壁及横联，施工隧道仰拱二衬及拱墙二衬。CRD法施工程序序号图示施工步骤及技术措施1一.①部开挖支护1.施作Ф42小导管注浆超前支护；2.开挖①部土体；3.初喷3～5cm砼，架立拱部钢架及中隔壁，并设置锁脚锚杆；4.挂网喷射砼。2二.②部开挖支护1.开挖②部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢架及中隔壁，设置径向锁脚锚杆；3.施作横联，实现封闭；4.挂网喷射砼封闭。3三.③部开挖支护1.开挖③部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅及中隔壁；3.挂网喷射砼；4四.④部开挖支护1.Ф42小导管注浆超前支护；2.开挖④部土体；3.初喷3～5cm砼，架立钢格栅及中隔壁，设置锁脚锚杆；4.挂网喷射砼。5五.⑤部开挖支护1.开挖⑤部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅及中隔壁，设置径向锁脚锚杆；3.施作横联，实现封闭；4.挂网喷射砼。6六.⑥部开挖支护1.开挖⑥部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅；3.挂网喷射砼。7七.浇注底板混凝土1.分段拆除中隔壁；2.基面处理；3.绑扎仰拱钢筋；4.浇筑仰拱砼。8八.施作边墙及拱部衬砌1.基面处理，施作拱墙防水板；2.绑扎边墙及拱部钢筋；3.立模、浇筑边墙及拱部砼。1.2.4CD法施工方法及程序中隔壁（CD）法施工如下图所示。中隔壁法施工示意图首先进行①部开挖支护（含中隔壁）；①部开挖支护完成2～3m后进行②部开挖支护（含中隔壁接长）；③部开挖与支护后②部2～3m，开挖完成后及时架立边墙、仰拱及中隔壁格栅钢架封闭成环；④、⑤、⑥部的开口顺序及施作方法与①、②、③部相同，当③部掘进15m后进行④部开口施工。随着隧道初支封闭，根据监测隧道收敛变形的数据，在初支变形稳定后及时破除临时中隔壁，施工隧道仰拱二衬及拱墙二衬。CD法施工程序序号图示施工步骤及技术措施1一．①部开挖支护1.经地质超前预报，当发现围岩破碎时，增设Ф42超前小导管；2.开挖①部土体；3.初喷3～5cm砼，架立拱部钢格栅及中隔壁，设置锁脚锚杆；4.挂网喷射砼。2二．②部开挖支护1.开挖②部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅及中隔壁，设置锚杆；3.挂网喷射砼。3三.③部开挖支护1.开挖③部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅及中隔壁；3.挂网喷射砼；4四.④部开挖支护1.Ф42小导管注浆超前支护；2.开挖④部土体；3.初喷3～5cm砼，架立钢格栅，设置锁脚锚杆；4.挂网喷射砼。5五.⑤部开挖支护1.开挖⑤部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅，设置锁脚锚杆；3.挂网喷射砼。6六.⑥部开挖支护1.开挖⑥部土体；2.初喷3～5cm砼，架立钢格栅，设置锚杆；3、挂网喷射砼。7七.浇注底板混凝土1.分段拆除中隔壁；2.基面处理；3.绑扎仰拱钢筋；4.浇筑仰拱砼。8八.施作边墙及拱部衬砌1.基面处理，施作拱墙防水板；2.绑扎边墙及拱部钢筋；3.立模、浇筑边墙及拱部砼。1.2.5双侧壁导坑法施工方法及程序属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭园，周边轮廓园顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，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。(1)开挖面分部形式：一般将断面分成四块：左、右侧壁导坑1、上部核心土2、下台阶(3)。导坑尺寸侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。高度以到起拱线为宜，这样，导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。导坑与台阶的距离没有硬性规定，但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则，所以在短隧道中可先挖通导坑，而后再开挖台阶。上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。(2)施工作业顺序为；①开挖一侧导坑，并及时地将其初次支护闭合。②相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初次支护。③开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。④开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合。⑤拆除导坑临空部分的初次支护。⑥建造内层衬砌。(3)优缺点及适用条件：当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。双侧壁导坑法施工安全，但速度较慢，成本较高。双侧壁导坑法施工工序序号图示说明11、施做超前小导管，注浆加固地层;2、台阶法开挖导洞1与导洞2土体，导洞2滞后导洞1约3m，施做初