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側壁導坑法
來源:互聯網

側壁導坑法是一種在松軟或不穩定地層中修建隧道的基本方法。當面臨圍巖壓力大、地層不穩定的大跨度隧道建設時,側壁導坑法提供了安全保障。這種方法的特點在于,它允許在襯砌保護下逐步開挖和建造隧道,從而減少了地層坍塌的風險。

工藝原理

側壁導坑法是隧道及地下工程的一種施工方法。在松軟含水地層中修建隧道時,由于巖層強度不足,無法使用拱圈支撐法,或者地面有其他建筑設施,不允許因開挖隧道而導致沉陷,此時可采用側壁導坑法。在中國,一些隧道通過流沙、沖積土、堆積層、含水黃土、流沙夾孤石、松散砂黏土和黏土地層時,均采用了這一方法。開挖過程中,臨時支撐和拱架可以支撐在未開挖的核心地層上,最終在襯砌保護下清除核心地層,必要時還可砌筑仰拱。側導坑的寬度應足夠大,以便容納出土斗車、工人通道以及邊墻砌筑工作空間,以確保導坑開挖和邊墻襯砌能夠同步進行。為了維持核心部分地層的穩定性,側導坑的寬度應適當增加,這樣雖然會增加后期開挖量,但能降低開挖成本。

施工步驟

側壁導坑法的施工順序如下:首先,沿著隧道兩側周邊自下而上以小斷面分塊開挖,隨后立即進行兩側邊墻的襯砌。接著,開挖上導坑,并通過上導坑進行拱部擴大和拱圈襯砌。在拱圈的保護下,清除核心部分。最后,挖掘底部并澆筑仰拱。

適用范圍

側壁導坑法適用于圍巖壓力大、地質條件差、斷面大、地表沉降需要嚴格控制的情況,尤其適合地層不穩定的大跨度隧道,如雙線或多線鐵路隧道、公路隧道和運河隧道。在堅硬巖層中修建大跨度洞室時,也可采用此法,利用核心部分作為支撐頂拱和邊墻模板的基礎。此外,開挖時可大幅減少臨時支撐,甚至無需使用。外文中有時仍稱之為德國法。

方法分類

側壁導坑法可分為單側壁導坑法和雙側壁導坑法。與臺階法相比,側壁導坑法特別是雙側壁導坑法開挖時產生的地表下沉量較小,因此特別適用于扁平大跨度淺埋隧道的開挖。在施工期間,應注意臨時支護結構的牢固性和及時性,必要時可采用“先撐后挖”的方式開挖,如插板法等。

特點分析

側壁導坑法的優點包括安全性高、坑道暴露時間短、開挖面積小、對圍巖的擾動小。襯砌過程遵循先墻后拱的原則,有助于提高工程質量。然而,該方法的缺點也很明顯,包括施工速度較慢、導坑數量較多、造價較高、通風排水難度大。

參考資料 >

2015年12月17日,某集團有限公司承建的某復線隧道工程完成樁號K1+4~K1+5單洞隧道洞身開挖。12月18日8時30分,開挖班第一班組與第二班組進行交接班時,隧道開挖掌子面(里程樁號K1+571)拱頂巖石和已安裝的6榀鋼架支撐(里程樁號約K1+566~K1+571)發生坍塌,坍塌巖石總量約60m3,共造成6人死亡、2人受傷、1臺鉆鑿臺車被砸毀。事后調查發現:(1)K1+541~K1+660段巖性為灰巖,地質勘測圍巖級別為Ⅱ級。隧道施工至K1+551時,發現巖體破碎,裂隙、巖溶發育,充黃泥,滲水,掌子面自穩困難。2015年12月7日,建設單位、跟蹤審計單位、設計單位、監理單位、監控量測單位及施工單位召開專題會確定:要求K1+551~K1+581按Ⅳ級圍巖支護參數施工,采取單側壁導坑法開挖。(2)隧道開挖掌子面上無左或右超前導坑施工作業面存在的現象。(3)經量測,圍巖坍塌面已破壞區域初期支護鋼架采用I20工字鋼,其最大間距約3m,最小間距為7m;鋼架支撐突出噴射混凝土面明顯,最大噴射混凝土厚度為260mm,最小噴射混凝土厚度不足100mm;坍塌區域未破壞的初期支護結構上零星可見錨桿,設置間距約2m~3m;坍塌部位圍巖上和坍塌下來的已破壞初期支護結構上未見錨桿。遠離坍塌部位10m范圍內的隧道初期支護結構上也只見零星錨桿,未見開裂、變形破壞現象。經查,在第1榀至遠離掌子面(進口端)方向一段距離(約第10榀)的初期支護拱頂未進行灌漿處理,在拱頂處可見留有注漿孔。(4)隧道洞內右側安裝有鐵質鋼管逃生通道,由4根鋼管焊接接長制成(其中一根長8m),逃生通道總長度約2米,鋼管直徑1000mm,鋼管厚壁8mm。逃生通道進口距事故端面的距離15米,逃生通道出口距事發點距離為進口距離加通道長度,即2米。(1)側壁導坑法適用于松軟、不穩定地層中修建隧道,左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小于15m。A.正確B.錯誤(2)該隧道逃生通道設置位置滿足相關要求。A.正確B.錯誤(3)該起事故的直接原因不包括()A.施工單位未及時履行設計變更程序B.施工單位未按W級圍巖單側壁導坑法開挖C.施工單位未按W級圍巖支護參數進行支護D.事故段隧道圍巖巖溶發育,且被不利節理切割成穩定性較差大塊體(4)該起事故中,初期支護方面存在的問題是()A.鋼架間距不符合設計要求B.鋼架節段兩塊連接鋼板間連接螺栓數量不足C.錨桿有效長度不符合設計要求D.錨桿數量及設置間距不符合設計要求.學賽網.2024-11-29

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