1.1工藝工法概況
1995年,德國采用拱部、臺階和仰拱三層七部暗挖—復合襯砌技術(shù)開挖面積達265m2的最大的高速公路三車道隧道—恩格貝格山底公路隧道開始。1997年日本在修建神戶鳴門線舞子隧道過程中,采用TBM、SlitDrill法與四(六)部中壁NATM機械開挖,三車道和停車帶(四車道)開挖面積為148.33m2~186.51m2。在國內(nèi),2005年至2008年間,弧形導坑三臺階七步開挖施工工藝在黃土隧道Ⅳ級圍巖地段得以成功的運用。該工藝規(guī)避了側(cè)壁導坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除臨時支護及受力轉(zhuǎn)換造成不安全的因素,及時調(diào)整閉合時間,方便機械化施工,利于施工工序轉(zhuǎn)換,大大提高了施工效率。
1.2工藝原理
大斷面黃土隧道施工按照“新奧法”原理。開挖后立即進行初期支護,保證在最短時間封閉圍巖,及時完成仰拱,使型鋼成環(huán),根據(jù)量測數(shù)據(jù)確定最佳二襯施工時間,盡早完成二襯施工。
2 工藝工法特點
2.1根據(jù)黃土隧道的斷面尺寸、埋深和黃土的含水量等特性,并結(jié)合目前國內(nèi)施工機械設(shè)備實際情況,經(jīng)過不同步長工況下監(jiān)控量測數(shù)據(jù)對比分析,形成了大斷面黃土隧道弧形導坑三臺階七步開挖工法的各個步距要求。
2.2初期支護由鋼拱架、鋼筋網(wǎng)片、錨桿、鎖腳錨管、超前小導管、噴射微纖維混凝土等組成。
2.3大斷面黃土隧道采用新奧法施工,合理安排工序銜接,可加快施工進度,縮短工期。
2.4采用監(jiān)測信息化技術(shù)指導施工,使施工及成本始終處于受控狀態(tài)。
3 適用范圍
本工藝工法適用于土質(zhì)圍巖的大斷面鐵路、公路隧道深埋段(Ⅳ級圍巖)施工。
4主要引用標準
4.1《高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》(鐵建設(shè)【2010】241號)、《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》(TZ204)、《鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準》(TB10417)、《鐵路工程測量規(guī)范》(TB10101)、《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F60)、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTG F80/1)。
5施工方法
大斷面黃土隧道采用弧型導坑三臺階法掘進施工方法為:采用人工配合挖掘機開挖,掘進分為上、中、下三臺階七步開挖,初期支護采用型鋼鋼架、噴錨支護。出碴采用挖掘機配合自卸汽車運輸,. 二次襯砌采用全液壓整體式模板臺車施工。
上臺階長3~5m,中臺階長5~8m,下臺階長8~10m;每循環(huán)掘進上部0.8m安裝型鋼1榀,中部0.8m安裝型鋼1榀,下部1.6m安裝型鋼2榀;中部左右兩側(cè)掘進應錯開2榀型鋼,下部掘進應錯開3榀型鋼;掘進后應及時噴混凝土。仰拱到掌子面距離不大于30m,二襯到仰拱的距離不大于30m。