文档介绍：公路隧道洞口浅埋段开挖工法初探
公路隧道洞口浅埋段开挖工法初探
摘要:对公路隧道洞口浅埋段常用的开挖工法进行了归纳分类并分别对其进行了较详细的介绍和分析,同时对洞口浅埋段各常用开挖工法的综合适用条件进行了分析总结,最后对开挖工法的综合比选提出了建议。
关键词:公路隧道;洞口;浅埋段;开挖工法
中图分类号: U45 文献标识码: A
1 引言
我国山地、丘陵和高原面积约占国土总面积的69%,改革开放以来特别是20世纪末以来,随着国民经济的迅猛发展,公路交通建设规模日益扩大,技术达到新的水平,我国公路隧道发展速度急剧加快。近五年来,我均每年700公里的速度在迅速增长[1]。
在公路隧道的建设过程中,洞口地段是公路隧道的最重要组成部分。公路隧道洞口段一般埋深小覆盖层薄、围岩地质条件差,施工难度大,开挖中经常会发生围岩大变形、地表沉陷甚至坍塌、冒顶等情况。因此洞口浅埋段开挖工法的选择不仅决定隧道进洞成功与否,而且严重影响工程的进度和施工安全,因而科学合理的选择公路隧道洞口浅埋段的开挖工法十分重要。
2 洞口浅埋段适用的开挖工法
公路隧道的开挖掘进方法主要有机械掘进法和新奥法(钻爆法)。机械掘进法开挖主要有TBM和盾构法;新奥法开挖主要有:全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法、双侧壁导坑法及中洞法等。而对于公路隧道洞口浅埋段,常用的开挖工法有:台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法和双侧壁导坑法,下面将分别介绍该四种开挖方法。
(1)台阶法。台阶法开挖是公路隧道开挖施工中最常用的方法。台阶法开挖是将隧道掌子面分为两次或三次开挖成型,首先对上部台阶进行开挖一定距离,并及时对上台阶进行初期支护。再开挖下部台阶并及时施作下台阶初期支护,从而形成上下台阶同时作业的工作面,保证施工安全的前提下一定程度上提高了施工进度。需要指出的是,下台阶的开挖是有时间要求的,一般要在上台阶初期支护喷射混凝土强度达到设计强度70%以上才能开始开挖,若隧道围岩不稳定,上台阶施作钢支撑时,应采用施作锁脚锚杆或扩大拱脚等措施控制围岩变形。
采用台阶法开挖时应根据围岩条件、支护封闭时间及施工设备施工所需空间等合理确定台阶长度,对于Ⅳ,Ⅴ级围岩其台阶长度一般为3-5m左右,不宜超过开挖1倍洞径为宜。台阶高度应根据断面大小、地质情况和施工机械等情况确定,上台阶高度一般宜在2-。
(2)环形开挖留核心土法。环形开挖预留核心土法是先进行上部环形导坑开挖,并及时施作初期支护。然后开挖下部两侧边墙并及时进行初期支护后再开挖中部核心土,从而完成上部台阶的开挖。最后再进行下部台阶的开挖并及时施作初期支护。需要指出的是,一般情况下公路隧道洞口浅埋段围岩的性状及稳定性差,采用留核心土法开挖时强调的是以安全为主,-,并且在开挖后及时施作初期支护、仰拱超前浇筑和隧道二次衬砌从而对隧道洞口段予以加固。
开挖过程全断面初期支护距拱部完成的掌子面距离不宜超过30m,当围岩地质条件非常差时可采用超前大管棚或是超前小导管给予掌子面预加固,且各开挖工作面宜错开3-5m,以减少隧道围岩压力的急剧释放,发挥作业面对围岩压力重新分布的限制作用。
(3)中隔壁法(CD法)和交叉中隔壁法(CR