大斷面黃土隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)

大斷面黃土隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)目錄一、概述二、施工工藝三、監(jiān)控量測四、施工現(xiàn)場組織管理一、概述

側(cè)壁導(dǎo)坑法是將大斷面黃土隧道分割為多個(gè)小洞室，解決淺埋、偏壓隧道開挖的安全性問題。與其他施工方法相比，將隧道斷面分為更多的小洞室，減小每次開挖后的圍巖臨空面，上部各洞室利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道拱部小導(dǎo)管或其他超前支護(hù)及導(dǎo)坑臨時(shí)側(cè)壁水平錨桿等超前支護(hù)，小斷面單獨(dú)掘進(jìn)，最后形成一個(gè)大的隧道斷面。該方法主要應(yīng)用于圍巖較差、淺埋、偏壓及洞口地段。一、概述二、施工工藝

二、施工工藝1、開挖側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖分七部進(jìn)行，每循環(huán)進(jìn)尺1榀鋼架間距，各部相互關(guān)系如前圖所示。施工中1、3部采用人工開挖，其余各部采用人工配合機(jī)械開挖，施工中嚴(yán)格控制各部開挖距離：確保仰拱成環(huán)距離掌子面不超過25m，二襯距離仰拱不超過20m。合理確定各洞室的斷面是加快施工進(jìn)度的有效途徑，1、3洞室由于作業(yè)空間的原因不能采用機(jī)械開挖，因此應(yīng)盡量減小1、3洞室的開挖斷面，適當(dāng)加大2、4洞室的開挖斷面，以利于機(jī)械開挖，棄碴采用裝載機(jī)運(yùn)碴，自卸汽車出碴。二、施工工藝開始轉(zhuǎn)換工法時(shí)，首先選定1部室進(jìn)行開挖，利用超前支護(hù)鉆進(jìn)時(shí)的取樣，測定該段土體的含水率、密度等，確定初期支護(hù)的參數(shù)是否需要加強(qiáng)。采用雙側(cè)壁施工的隧道多是地質(zhì)復(fù)雜或地質(zhì)較差的地段，每次開挖距離宜控制在一榀鋼架，及時(shí)施作支護(hù)系統(tǒng)，安裝型鋼鋼架和臨時(shí)支撐，噴射砼封閉成環(huán)，（橫撐視圍巖變形情況可采取跳躍式噴射砼帶以增強(qiáng)其支護(hù)剛度，但考慮到砼帶在開挖1號(hào)和3號(hào)洞室后，而5號(hào)洞室尚未施工過時(shí)承受壓力，但在5號(hào)洞室施工過后橫撐受拉力，應(yīng)盡量避免中隔壁噴射砼），在滯后1號(hào)洞室5米左右后開挖2號(hào)洞室，2號(hào)洞室可采用人工配合小型挖掘機(jī)開挖。初噴4cm厚混凝土護(hù)壁，施作初期支護(hù)系統(tǒng)，接長型鋼鋼架，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。滯后2號(hào)洞3～5米后開挖3號(hào)洞室，滯后3號(hào)洞室3～5米后開挖4號(hào)洞室。滯后4號(hào)洞室3～5米開挖5～7號(hào)洞室，把5號(hào)洞室掌子面核心土設(shè)置成圓弧形，減小人工開挖量，環(huán)形帶高度最好設(shè)置為1米左右，核心土預(yù)留5米長，其余部分連同6、7號(hào)洞室采用小型挖掘機(jī)開挖，并形成一定的坡度（按照小型挖掘機(jī)的爬坡能力設(shè)置坡度）。同時(shí)7號(hào)洞室掌子面距5號(hào)洞室掌子面的距離要在噴漿機(jī)的有效噴射距離內(nèi)，這樣可以保證5號(hào)洞室噴漿作業(yè)效率。二、施工工藝二、施工工藝

工法轉(zhuǎn)換初期保持各洞室掌子面相對位置不變，同步掘進(jìn)，及時(shí)施作仰拱，仰拱的施作長度根據(jù)當(dāng)時(shí)的地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)要求確定，襯砌斷面保持與仰拱斷面約20米左右的距離。各洞室開挖順利，并已經(jīng)施工完一環(huán)或更多環(huán)的襯砌后，逐步調(diào)整3號(hào)洞室距1號(hào)洞室的距離，最終保持1、3號(hào)洞室，2、4號(hào)洞室掌子面平齊，5號(hào)洞室掌子面距2、4號(hào)洞室掌子面3～5米左右的距離。保持1、3號(hào)洞室掌子面在同一斷面的主要目的是控制隧道初期支護(hù)變形，拉近襯砌與前方掌子面的距離（控制在50～60米之間），保證隧道施工的安全。二、施工工藝

8號(hào)洞室（仰拱）的開挖，需要充分利用中隔壁的支撐能力，8號(hào)洞分左中右三部分開挖，先左、右后中間，接長中隔壁鋼架至仰拱鋼架頂面，使整個(gè)隧道共分為3個(gè)暫時(shí)獨(dú)立的封閉環(huán)，待仰拱及填充施工完畢后，再拆除中隔壁及橫支撐（中隔壁和橫支撐為臨時(shí)支護(hù)），8號(hào)洞室開挖過程中，為了不影響施工進(jìn)度，在8號(hào)洞單部開挖支護(hù)過后，利用棧橋跨過8號(hào)洞，繼續(xù)開挖支護(hù)1～4號(hào)洞室。8號(hào)洞室的一次開挖量均不能大于3榀鋼架間距，并要及時(shí)噴射砼形成剛性封閉環(huán)，以確保隧底開挖時(shí)整個(gè)斷面的安全性。二、施工工藝藝2、初期支護(hù)采采用雙層初期期支護(hù)第一層設(shè)全環(huán)環(huán)I25a型鋼架加強(qiáng)支支護(hù)，鋼架間間距0.5m一榀，，鋼架架間縱縱向設(shè)設(shè)φ22連接鋼鋼筋，，環(huán)向向間距距1.0m，并間間隔1.0m設(shè)φ22交叉連連接筋筋進(jìn)行行加強(qiáng)強(qiáng)，在在鋼架架拱頂頂、仰仰拱底底及每每處鋼鋼架接接頭位位置兩兩側(cè)設(shè)設(shè)1.6cm厚連接接鋼板板，鋼鋼板寬寬5cm，每榀榀鋼架架兩側(cè)側(cè)大拱拱腳處處各設(shè)設(shè)4根Φ42鎖腳錨錨管，，每根根長4.0m，拱墻墻設(shè)φ8鋼筋網(wǎng)網(wǎng)，網(wǎng)網(wǎng)格間間距為為20*20cm；全環(huán)環(huán)噴35cm厚C25砼，拱拱墻噴噴砼內(nèi)內(nèi)摻入入聚丙丙烯微微纖維維。四、施施工工工藝第二層層設(shè)全全環(huán)4肢φ22格柵鋼鋼架加加強(qiáng)支支護(hù)，，鋼架架間距距1.0m一榀，，鋼架架間縱縱向設(shè)設(shè)φ22連接鋼鋼筋，，環(huán)向向間距距1.0m。微纖纖維摻摻量為為每方方砼1.2kg。采用用全環(huán)環(huán)噴25cm厚C25砼，拱拱墻噴噴砼內(nèi)內(nèi)摻入入聚丙丙烯微微纖維維。四、施施工工工藝3、臨時(shí)時(shí)側(cè)壁壁臨時(shí)側(cè)側(cè)壁設(shè)設(shè)I25a臨時(shí)鋼鋼架，，間距距0.5m，臨時(shí)時(shí)鋼架架間縱縱向設(shè)設(shè)φ22連接鋼鋼筋，，環(huán)向向間距距1.0m，并間間隔1.0m設(shè)φ22交叉連連接筋筋進(jìn)行行加強(qiáng)強(qiáng)；臨臨時(shí)側(cè)側(cè)壁上上半斷斷面設(shè)設(shè)Φ50超前小小導(dǎo)管管，長長3.5m，環(huán)向向間距距0.5m，縱向向間距距2.0m一環(huán)；；側(cè)壁壁及中中間導(dǎo)導(dǎo)坑中中部各各設(shè)置置一根根I25a臨時(shí)橫橫撐，，橫撐撐縱向向間距距0.5m。臨時(shí)時(shí)鋼架架采用用I25a號(hào)熱軋軋普通通工字字鋼、、加勁勁肋和和連接接鋼板板焊接接組成成，單單元間間以螺螺栓連連接，，接頭頭處焊焊縫厚厚度h[f]=10mm。拱腳腳墊有有槽鋼鋼,在鋼架架拱頂頂、仰仰拱底底及每每處鋼鋼架接接頭位位置兩兩側(cè)設(shè)設(shè)1.6cm厚、寬寬5cm的連接接鋼板板。兩兩側(cè)邊邊墻大大拱腳腳處設(shè)設(shè)1.6cm厚30cm寬的鋼鋼板墊墊板，，墊板板間距距0.5m，長1.05m。鋼架架在初初噴4cm厚混凝凝土后后架設(shè)設(shè)，架架設(shè)完完畢后后再復(fù)復(fù)噴混混凝土土至覆覆蓋鋼鋼架6cm。最終終達(dá)到到35cm的設(shè)計(jì)計(jì)厚度度。四、施施工工工藝4、仰拱拱施工工仰拱開開挖采采取分分部、、分段段開挖挖支護(hù)護(hù)的方方法。。仰拱拱距1部掌子子面距距離控控制在在25m以內(nèi)，，仰拱拱施工工時(shí)采采用15m棧橋保保證隧隧道施施工運(yùn)運(yùn)輸?shù)牡臅惩ㄍāＱ龉伴_開挖每每循環(huán)環(huán)進(jìn)尺尺3榀鋼架架間距距，開開挖后后及時(shí)時(shí)立設(shè)設(shè)仰拱拱鋼架架，噴噴砼。。仰拱拱初支支施工工5.5m時(shí)，綁綁扎仰仰拱鋼鋼筋5.2m，立設(shè)設(shè)縱向向橫向向仰拱拱堵頭頭板，，堵頭頭板上上安置置止水水帶。。灌注仰仰拱砼砼，仰仰拱砼砼終凝凝后，，灌注注填充充砼。。填充砼砼終凝凝后，，拆除除臨時(shí)時(shí)支撐撐，繼繼續(xù)向向前開開挖支支護(hù)下下一個(gè)個(gè)循環(huán)環(huán)。四、施施工工工藝5、雙側(cè)側(cè)壁拆拆除仰拱填填充施施工完完畢，，滿足足二襯襯施工工長度度時(shí)即即安排排拆除除雙側(cè)側(cè)壁橫橫撐、、臨時(shí)時(shí)鋼架架，拆拆除長長度與與二襯襯施工工長度度相同同，并并保證證臨時(shí)時(shí)支護(hù)護(hù)鋼架架至少少有5m深入到到仰供供填充充層。。雙側(cè)壁壁拆除除逐榀榀進(jìn)行行，每每榀砼砼全部部鑿下下后，，由專專人進(jìn)進(jìn)行及及時(shí)清清理。。四、施施工工工藝6、拱墻墻襯砌砌拱墻襯襯砌采采用全全斷面面液壓壓襯砌砌臺(tái)車車，襯襯砌臺(tái)臺(tái)車長長10.5米,每次襯襯砌長長度為為10.4米,搭接長長度0.1米。砼灌注注采用用兩側(cè)側(cè)對稱稱灌注注，保保證兩兩側(cè)灌灌注高高差不不超過過1m，防止止側(cè)壓壓及臺(tái)臺(tái)車移移位。?；炷镣琳駬v搗采用用插入入式振振搗器器與附附著式式振搗搗器，，振搗搗作業(yè)業(yè)分層層分段段進(jìn)行行。每每次振振搗的的深度度大于于澆筑筑混凝凝土的的高度度。振振搗至至混凝凝土面面出現(xiàn)現(xiàn)浮漿漿、混混凝土土不再再下沉沉、不不再有有氣泡泡冒出出。砼灌注注至拱拱頂采采用擠擠壓式式倒退退逐一一泵送送砼，，確保保拱頂頂砼密密實(shí)。。四、施施工工工藝7、側(cè)壁壁導(dǎo)坑坑法掌掌子面面貫通通施工工⑴貫通通前各各掌子子面步步長要要求側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法法施工工進(jìn)入入貫通通段以以前進(jìn)進(jìn)出口口工區(qū)區(qū)各洞洞室步步距均均應(yīng)滿滿足以以下要要求，，1＃洞室室與2＃洞室室之間間不大大于5m，3＃洞室室與4＃洞室室之間間不大大于5m，1＃洞室室與3＃洞室室平齊齊，5＃洞室室與2＃、4＃洞室室不大大于5m，仰拱拱與最最前方方掌子子面距距離不不大于于25m，拱墻墻襯砌砌距最最前方方掌子子面不不大于于45m。四、施施工工工藝⑵貫通通前仰仰拱施施工仰拱每每次施施工的的長度度應(yīng)比比正常常施工工過程程中短短，澆澆筑混混凝土土控制制在每每次5m以內(nèi)，，開挖挖每循循環(huán)控控制在在1.5m，先開開挖支支護(hù)8號(hào)洞室室的左左右兩兩部分分，然然后開開挖支支護(hù)8號(hào)洞室室的中中部，，每循循環(huán)仰仰拱開開挖支支護(hù)成成環(huán)后后方可可開挖挖下一一循環(huán)環(huán)。⑶封閉掌掌子面面當(dāng)掘進(jìn)進(jìn)至兩兩個(gè)方方向的的1號(hào)和3號(hào)洞室室相距距15m時(shí)停止止開挖挖。將將仰拱拱和襯襯砌施施工至至掌子子面25m和45m的距離離后，，一個(gè)個(gè)方向向停止止施工工并封封閉掌掌子面面，掌掌子面面使用用鉆打打錨桿桿掛鋼鋼筋網(wǎng)網(wǎng)封閉閉。四、施施工工工藝⑷貫通施施工開始1＃洞室室的單單獨(dú)貫貫通，，在1＃洞室室開挖挖前，，施作作一環(huán)環(huán)單根根長度度為6m的超前前支護(hù)護(hù)，1＃洞室室掘進(jìn)進(jìn)4m后再施施作一一環(huán)6m的超前前支護(hù)護(hù)，在在掘進(jìn)進(jìn)過程程中橫橫撐必必須緊緊跟掌掌子面面。1＃洞室室貫通通后將將橫撐撐逐榀榀安裝裝與另另一端端1＃洞室室橫撐撐連接接。1＃洞室室貫通通后，，開始始3＃洞室室貫通通，方方法同同1#洞室，，在掘掘進(jìn)過過程中中橫撐撐必須須緊跟跟掌子子面。。3＃洞室室貫通通后將將橫撐撐逐榀榀安裝裝與另另一端端3＃洞室室橫撐撐連接接。四、施施工工工藝1、3＃洞室室貫通通后，，2、4#洞室同同時(shí)掘掘進(jìn)直直至貫貫通，，施工工過程程中確確保相相應(yīng)洞洞室仰仰拱及及時(shí)封封閉成成環(huán)。。2、4＃洞室室貫通通后，，開始始5、6、7、8＃洞室室掘進(jìn)進(jìn)，每每掘進(jìn)進(jìn)5m施作一一環(huán)5m仰拱，，每施施作2環(huán)仰拱拱施作作一環(huán)環(huán)拱墻墻襯砌砌。5＃洞室室掘進(jìn)進(jìn)至剩剩余5m時(shí)施作作一環(huán)環(huán)單根根長度度為6m的超前前小導(dǎo)導(dǎo)管，，5＃洞室室繼續(xù)續(xù)掘進(jìn)進(jìn)3m后后再再施作作一環(huán)環(huán)6m的超前前小導(dǎo)導(dǎo)管后后，開開始5＃洞室室的掘掘進(jìn)貫貫通。。5＃洞室室貫通通后中中間核核心土土不得得一次次取完完，每每取5m施作一環(huán)5m仰拱，直至核心土土全部完成，仰拱拱全部澆注完畢。三、監(jiān)控量測1、監(jiān)控量測內(nèi)容：：在下穿高速公路路路面前對路面的原原始狀況進(jìn)行測量量及拍照，并做好好記錄。在下穿高高速公路施工過程程中，對洞內(nèi)和洞洞外地表實(shí)行了監(jiān)監(jiān)控量測。監(jiān)控量量測內(nèi)容包括：拱拱頂沉降與水平平收斂、地表沉降降。2、測點(diǎn)布置水平收斂、拱頂下下沉點(diǎn)布置在同一一里程斷面上。現(xiàn)現(xiàn)場在開挖后及時(shí)時(shí)布置測點(diǎn)并讀取取初始讀數(shù)，測點(diǎn)點(diǎn)深入土體內(nèi)1m以上，外套鋼管以以保證測點(diǎn)能夠隨隨土體的沉降自由由沉降，套管用塑塑料袋包裹保護(hù)，，待噴砼完畢后去去除塑料袋使測點(diǎn)點(diǎn)外露，施工中繼繼續(xù)對測點(diǎn)采取保保護(hù)措施。洞內(nèi)初期支護(hù)下沉沉、變形斷面量測測斷面間距5m。每斷面共布設(shè)11個(gè)測點(diǎn)，如下圖所所示。地表測點(diǎn)布置于高高速公路兩側(cè)路緣緣石上和中心隔離離帶，并沿公路縱縱向每5m布置1個(gè)點(diǎn)，施工中及時(shí)時(shí)觀察路面變化情情況，在開挖前觀觀測并記錄原路面面情況，開挖后每每天觀測，二襯砼砼施工完并達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后停止觀觀測。三、監(jiān)控量測三、監(jiān)控量測3、量測方法拱頂下沉、水平收收斂采取全站儀進(jìn)進(jìn)行無接觸式量測測模式，采用坐標(biāo)標(biāo)法觀測，以確定定左右側(cè)不同的位位移變化量，地表表下沉采用高精度度水平儀進(jìn)行觀測測。4、量測頻率根據(jù)黃土隧道的變變形特點(diǎn)，拱頂下下沉、地表下沉的的量測頻率按下表表進(jìn)行：三、監(jiān)控量測監(jiān)控量測頻率表項(xiàng)目監(jiān)測斷面與開挖距離m側(cè)導(dǎo)坑開挖中央上半斷面開挖中央仰拱斷面開挖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、監(jiān)測管理監(jiān)測管理值包括設(shè)設(shè)計(jì)值、警戒值、、允許值，警戒值值是依設(shè)計(jì)預(yù)估變變形量的百分比制制定。初支監(jiān)測斷斷面變形量的管理理值下表所示：開挖階段設(shè)計(jì)值（mm）警戒值（mm）日變形速率（mm