地下工程分部开挖方法大解析.doc

地下工程分部开挖方法大解析2014-10-20點擊右側關注施工技术隧道分部开挖法尽管有许多缺点，如施工工序多、进度慢、不利于采用大型施工机械和无轨运输、工程造价高等，但是随着围岩分级的降低、隧道跨度的增加，为确保隧道施工的安全与质量，分部开挖的方法仍在铁路隧道、公路隧道、城市地铁区间、车站等施工中被广泛采用。隧道分部开挖方法是地下工程设计、施工中在特定条件下为确保安全、质量不可缺少的有效的措施和手段。四种分部开挖方法的特点台阶法其特点是上下分块，突出的优点是尽量减少第1部开挖量、缩短第1部开挖、支护封闭时间，如图1所示。特别在、级围岩中应做到：尽量减少开挖、支护的时间；稳定掌子面；便于临时支护。对防止塌方保证施工安全极为重要。CD法其主要特点是：横向左、右分块，缩短了第1，2，3部的开挖宽度，相应的竖向均布荷载值及侧向水平荷载值、支护上的总荷载值、第1，2，3部开挖、支护封闭成环的时间均减小；纵向前后分段，一般每循环进尺为0.5m，由此第1部的开挖量、竖向荷载值、水平侧向荷载值及第1部开挖作用于支护上的总荷载值、第1，2，3部开挖、支护封闭成环的时间均又减少一半，如图2所示。CRD法CRD法的特点是除了CD法的优点外又增加了1道横向支撑。开挖支护由2部增加到4部，由此开挖、支护、封闭成环的时间更短；抵抗水平侧压力、保证拱脚稳定性，如图3所示。双侧壁导坑法双侧壁导坑法充分体现了以上各种分部开挖法的特点（见图4）：1)上下分块，横向左右分片，纵向前后分段。2)进一步减少了施工过程各部开挖支护的竖向荷载值、侧向水平荷载值及各分部开挖的总荷载值。3)增加了横向支撑，保证拱脚的稳定。4)大大缩短每部开挖、支护封闭成环的时间，确保施工安全、对围岩级别低、隧道跨度大的工程尤为重要。软弱破碎围岩地铁隧道主要施工工法的适用性软弱破碎围岩地铁隧道主要施工工法如表1所示。表1 软弱破碎围岩地铁隧道主要施工工法比较施工方法台阶法CD法双侧壁导坑法CRD法施工风险较大小小小施工工序较简单较多多多施工机械中型中小型中小型小型掌子面稳定性差较好好好施工难度小较大大大技术难度低较高高高沉降量较大较小小小施工进尺快一般慢慢适用范围单洞双车道上软下硬地层；围岩承载力200kPa；围岩力学性能受水影响小大跨度断面上软下硬地层；围岩力学性能受水影响后承载力200kPa大跨度断面上硬下软或上下均软地层；围岩承载力200kPa大跨度断面上硬下软或上下均软地层；围岩力学性能受水影响后承载力 CD法双侧壁导坑法、CRD法。可见，采用双侧壁导坑法和CRD法施工产生的地表沉降最小，因此，对于地表建筑密集，沉降要求严格的地段的隧道开挖采用双侧壁导坑法和CRD法施工较为有效。3）进一步比较各施工工法的地表沉降大小，可以发现，除台阶法外，其余施工方法相对而言，均采用了缩小隧道单次开挖跨度的措施，或加设临时中隔墙，或设置侧壁临时支护，总之是从横向上缩小了单次开挖跨度；而台阶法，主要从深度方向上缩小开挖断面。图5为不同施工工法对应的地表沉降曲线。对分部开挖法的建议隧道分部开挖法缺点显著、优点突出，应根据地质、水文条件、隧道宽度等认真进行不同施工方法的比选，才能确保施工的安全与质量。1)横向分片应本着先大后小的原则。2)隧道开挖在软弱围岩中纵向分段的优势应充分利用。每循环开挖进尺为减至0.5m，竖向、水平荷载值小，开挖量少，开挖支护封闭成环的时间少，支护受力小，防坍效果好。3)在采用双侧壁导坑法施工时，要特别注意各工序的施工质量才能确保分部开挖法优点的发挥，才能确保施工的安全与质量。分部开挖的初期支护和临时支护布置平面应该垂直于隧道轴线，且对应的各部的支护应该布置在同一平面内；初支、临支各节点对接应准确无误、且连接牢靠，才能确保整个支护体系牢固可靠。4)分部开挖施工过程受力分析及受力、变形突变点研讨。以双侧壁导坑法为例：当开挖1，2部时，开挖宽度小，竖向、侧向荷载值小，竖向总荷载值也小。当开挖3，4部时，同开挖1，2部。当开挖第5部时，隧道的开挖宽度突然增至隧道宽度，竖向均布荷载、侧向水平荷载以及竖向总荷载、水平侧向总荷载突然猛增几倍。支护的应力、应变、拱顶的下沉、拱脚的收敛会突变，此时监控量测应给以高度关注。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）