侧壁导坑法
侧壁导坑法
侧壁导坑法是一种在松软或不稳定地层中修建隧道的基本方法。当面临围岩压力大、地层不稳定的大跨度隧道建设时,侧壁导坑法提供了安全保障。这种方法的特点在于,它允许在衬砌保护下逐步开挖和建造隧道,从而减少了地层坍塌的风险。
工艺原理
侧壁导坑法是隧道及地下工程的一种施工方法。在松软含水地层中修建隧道时,由于岩层强度不足,无法使用拱圈支撑法,或者地面有其他建筑设施,不允许因开挖隧道而导致沉陷,此时可采用侧壁导坑法。在中国,一些隧道通过流沙、冲积土、堆积层、含水黄土、流沙夹孤石、松散砂黏土和黏土地层时,均采用了这一方法。开挖过程中,临时支撑和拱架可以支撑在未开挖的核心地层上,最终在衬砌保护下清除核心地层,必要时还可砌筑仰拱。侧导坑的宽度应足够大,以便容纳出土斗车、工人通道以及边墙砌筑工作空间,以确保导坑开挖和边墙衬砌能够同步进行。为了维持核心部分地层的稳定性,侧导坑的宽度应适当增加,这样虽然会增加后期开挖量,但能降低开挖成本。
施工步骤
侧壁导坑法的施工顺序如下:首先,沿着隧道两侧周边自下而上以小断面分块开挖,随后立即进行两侧边墙的衬砌。接着,开挖上导坑,并通过上导坑进行拱部扩大和拱圈衬砌。在拱圈的保护下,清除核心部分。最后,挖掘底部并浇筑仰拱。
适用范围
侧壁导坑法适用于围岩压力大、地质条件差、断面大、地表沉降需要严格控制的情况,尤其适合地层不稳定的大跨度隧道,如双线或多线铁路隧道、公路隧道和运河隧道。在坚硬岩层中修建大跨度洞室时,也可采用此法,利用核心部分作为支撑顶拱和边墙模板的基础。此外,开挖时可大幅减少临时支撑,甚至无需使用。外文中有时仍称之为德国法。
方法分类
侧壁导坑法可分为单侧壁导坑法和双侧壁导坑法。与台阶法相比,侧壁导坑法特别是双侧壁导坑法开挖时产生的地表下沉量较小,因此特别适用于扁平大跨度浅埋隧道的开挖。在施工期间,应注意临时支护结构的牢固性和及时性,必要时可采用“先撑后挖”的方式开挖,如插板法等。
特点分析
侧壁导坑法的优点包括安全性高、坑道暴露时间短、开挖面积小、对围岩的扰动小。衬砌过程遵循先墙后拱的原则,有助于提高工程质量。然而,该方法的缺点也很明显,包括施工速度较慢、导坑数量较多、造价较高、通风排水难度大。
参考资料
2015年12月17日,某集团有限公司承建的某复线隧道工程完成桩号K1+4~K1+5单洞隧道洞身开挖。12月18日8时30分,开挖班第一班组与第二班组进行交接班时,隧道开挖掌子面(里程桩号K1+571)拱顶岩石和已安装的6榀钢架支撑(里程桩号约K1+566~K1+571)发生坍塌,坍塌岩石总量约60m3,共造成6人死亡、2人受伤、1台钻凿台车被砸毁。事后调查发现:(1)K1+541~K1+660段岩性为灰岩,地质勘测围岩级别为Ⅱ级。隧道施工至K1+551时,发现岩体破碎,裂隙、岩溶发育,充黄泥,渗水,掌子面自稳困难。2015年12月7日,建设单位、跟踪审计单位、设计单位、监理单位、监控量测单位及施工单位召开专题会确定:要求K1+551~K1+581按Ⅳ级围岩支护参数施工,采取单侧壁导坑法开挖。(2)隧道开挖掌子面上无左或右超前导坑施工作业面存在的现象。(3)经量测,围岩坍塌面已破坏区域初期支护钢架采用I20工字钢,其最大间距约3m,最小间距为7m;钢架支撑突出喷射混凝土面明显,最大喷射混凝土厚度为260mm,最小喷射混凝土厚度不足100mm;坍塌区域未破坏的初期支护结构上零星可见锚杆,设置间距约2m~3m;坍塌部位围岩上和坍塌下来的已破坏初期支护结构上未见锚杆。远离坍塌部位10m范围内的隧道初期支护结构上也只见零星锚杆,未见开裂、变形破坏现象。经查,在第1榀至远离掌子面(进口端)方向一段距离(约第10榀)的初期支护拱顶未进行灌浆处理,在拱顶处可见留有注浆孔。(4)隧道洞内右侧安装有铁质钢管逃生通道,由4根钢管焊接接长制成(其中一根长8m),逃生通道总长度约2米,钢管直径1000mm,钢管厚壁8mm。逃生通道进口距事故端面的距离15米,逃生通道出口距事发点距离为进口距离加通道长度,即2米。(1)侧壁导坑法适用于松软、不稳定地层中修建隧道,左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m。A.正确B.错误(2)该隧道逃生通道设置位置满足相关要求。A.正确B.错误(3)该起事故的直接原因不包括()A.施工单位未及时履行设计变更程序B.施工单位未按W级围岩单侧壁导坑法开挖C.施工单位未按W级围岩支护参数进行支护D.事故段隧道围岩岩溶发育,且被不利节理切割成稳定性较差大块体(4)该起事故中,初期支护方面存在的问题是()A.钢架间距不符合设计要求B.钢架节段两块连接钢板间连接螺栓数量不足C.锚杆有效长度不符合设计要求D.锚杆数量及设置间距不符合设计要求.学赛网.2024-11-29
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目录
概述
工艺原理
施工步骤
适用范围
方法分类
特点分析
参考资料