当前位置:主页 >专题文章 > 施工动画

暗挖法施工

2014-5-9 9:54:34

    隧道及地下建筑工程施工时,须先开挖出相应的空间,然后在其中修筑衬砌。施工方法的选择,应以地质、地形及环境条件以及埋置深度为主要依据,其中对施工方法有决定性影响的是埋置深度。埋置较浅的工程,施工时先从地面挖基坑或堑壕,修筑衬砌之后再回填,这就是明挖法。当埋深超过一定限度后,明挖法不再适用,而要改用暗挖法。


    隧道及地下工程施工时有下列特点:①受工程地质和水文地质条件的影响较大;②工作条件差、工作面少而狭窄、工作环境差;③暗挖法施工对地面影响较小,但埋置较浅时可能导致地面沉陷;④有大量废土、碎石须妥善处理。

    隧道及地下工程的施工方法最初是采用矿山开拓巷道的方法,故称为矿山法,此法应用范围很广。


    施工方法:

    (一)全断面开挖法

    1.全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工开挖或小型机械作业。
    2.全断面开挖法采取自上而下一次开挖成形,沿着轮廓开挖,按施工方案一次进尺并及时进行初期支护。
    3.全断面开挖法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简便;缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。
    (二)台阶开挖法
    1.台阶开挖法适用于土质较好的隧道施工,软弱围岩、第四纪沉积地层隧道。
    2.台阶开挖法将结构断面分成两个以上部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分步开挖。根据地层条件和机械配套情况,台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。正台阶法能较早使支护闭合,有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。
    3.台阶开挖法优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度,灵活多变,适用性强。
    (三)环形开挖预留核心土法
    1.环形开挖预留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工。
    2.一般情况下,将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶等三部分。根据断面的大小,环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5~1,Om.不宜过长。台阶长度一般以控制在1D内(D-般指隧道跨度)为宣。
    3.施工作业流程:用人工或单臂掘进机开挖环形拱部一架立钢支撑,喷混凝土。在拱部初次支护保护下,为加快进度,宜采用挖掘机或单臂掘进机开挖核心土和下台阶,随时接长钢支撑和喷混凝土、封底。视初次支护的变形情况或施工步序,安排施工二次衬砌作业。
    (四)单侧壁导坑法
    l_单侧壁导坑法适用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。
    2.单侧壁导坑法是将断面横向分成3块或4块:侧壁导坑(1)、上台阶(2)、下台阶(3),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。
    3.一般情况下侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽,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。
    (五)双侧壁导坑法
    1.双侧壁导坑法又称眼镜工法。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。
    2.双侧壁导坑法一般是将断面分成四块:左、右侧壁导坑、上部核心土(2)、下台阶(3)。导坑尺寸拟定的原则同前,但宽度不宜超过断面最大跨度的l,3。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。
    3.施工顺序:开挖一侧导坑,并及时地将其初次支护闭合。相隔适当距离后开挖另一侧导坑,并建造初次支护。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。开挖下台阶,建造底部的初次支护,使初次支护全断面闭合。拆除导坑临空部分的初次支护。施作内层衬砌。
    (六)中隔壁法和交叉中隔壁法
    1.中隔壁法也称CD工法,主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。
    2.当CD工法不能满足要求时,可在CD工法基础上加设临时仰拱,即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法)。
    3.CD工法和CRD工法在大跨度隧道中应用普遍,在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点,尤其要考虑时空效应,每一步开挖必须快速,必须及时步步成环,工作面留核心土或用喷混凝土封闭,消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。
    (七)中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法
    当地层条件差、断面特大时,一般设计成多跨结构,跨与跨之间有梁、柱连接,一般采用中洞法、侧洞法、柱洞法及洞桩法等施工,其核心思想是变大断面为中小断面,提高施工安全度。
    1.中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞),在中洞内施作梁、柱结构,然后再开挖两侧部分(侧洞),并逐渐将侧洞顶部荷载通过中洞初期支护转移到梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大,施工中一般采用CD、CRD或双侧壁导航法进行施工。中洞法施工工序复杂,但两侧洞对称施工,比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时的不平衡侧压力问题,施工引起的地面沉降较易控制。中洞法的特点是初期支护自上而下,每一步封闭成环,环环相扣,二次衬砌自下而上施工,施工质量容易得到保证。
    2.侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞),在侧洞内做梁、柱结构,然后再开挖中间部分(中洞),并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上,这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时,相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时,中洞上方土体经受多次扰动,形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体,该土体直接压在中洞上,中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。