分层开挖技术

分层开挖技术（精选8篇）

分层开挖技术 篇1

摘要：钻爆法分层施工技术在乌东德左岸地下电站尾水支洞扩散段中的应用,通过采用钻爆法分层施工,安全快速地实现施工节点目标,可为类似工程提供参考。

关键词：钻爆法,分层开挖技术,地下电站,扩散段,应用

1工程概述

乌东德水电站是金沙江下游河段四个水电梯级———乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的最上游梯级,工程开发任务以发电为主,兼顾防洪。电站厂房布置于左右两岸山体中,均靠河床侧布置,各安装6台单机容量为850 MW的混流式水轮发电机组,总装机容量10 200 MW。

乌东德水电站左岸地下电站6条尾水支洞扩散段,扩散段长38.36 m,开挖断面尺寸由19.30 m×11.37 m(宽×高)渐变到16.00 m×26.20 m(宽×高),尾水扩散段为变顶高,顶部坡度为38.66%。

2施工布置及程序

2.1开挖分层

尾水支洞扩散段断面面积193.82~391.73 m2,属于大断面平洞,开挖采用钻爆法分层施工,其中,E型、F型断面采用全断面开挖,D型断面从上至下共分为3层进行开挖。尾水支洞扩散段开挖分层特性见表1。

2.2施工通道

1)上层通道:从尾水主洞下游侧进入,承担尾水隧洞WSⅠ、WSⅡ层开挖、支护、出渣施工。

2)下层通道:尾水隧洞下层施工通道主要为左厂5#施工支洞承担尾水隧洞WSⅢ层的开挖、支护、出渣施工。

2.3施工布置

1)施工供风:尾水支洞扩散段施工供风主要满足钻爆需要,采用空压站集中供风和移动空压机分散供风相结合的方式,从系统供风管上接引供风支管至工作面,供风管随开挖高程下降而下降。

2)施工供水:施工供水主要是满足湿式钻孔和洒水降尘,各施工部位用水从系统供水线路接管引至工作面,水压不够时,增设加压泵。

3)施工供电:各施工部位用电就近从系统供电线路接引至施工作业区,满足施工、照明、排水和通风等作业用电。另配备柴油发电机作为施工应急备用电源。

4)施工通风:为有效改善洞内通风条件,主要采取机械正负压相结合的通风方式。

5)施工排水:洞内采取布置临时集水坑或钢制水箱将积水汇集,采用污水泵抽排。

2.4施工程序

尾水支洞扩散段的总体施工程序为按照分层从上至下依次进行。偶数号先行,且同时向前推进,待偶数号尾水支洞扩散段上层支护完成后进行奇数号的开挖。为最大限度减少对偶数号尾水支洞扩散段开挖的影响,奇数号亦同时向前推进。总体施工程序如下。

1)尾水隧洞WSⅠ层采用中导洞先行、两侧扩挖跟进的方式进行,周边光面爆破成型。中导洞采用中部楔形掏槽方式爆破开挖,自制钻爆台车配合人工造孔、装药联网,采用人工持气腿钻造孔,3.0 m3侧卸装载机配20 t自卸汽车出渣,1.2 m3反铲挖掘机排险。

2)WSⅡ层采用“边墙预裂爆破先行,中部梯段爆破”或“中部抽槽爆破,两侧预留保护层光面爆破”的方式,现场施工时,优先选用第一种方式,当因地质等原因不能满足进度和质量要求时,采用第二种方式。预裂爆破采用QZJ-100B潜孔钻钻10 m深预裂孔,梯段爆破采用D7液压钻钻10.5 m深梯段爆破孔,可分全幅或半幅进行爆破,预裂爆破超前1~2个循环。采用1.6 m3反铲挖掘机配20 t自卸车进行出渣。采用第二种方式时,为加快施工进度,可采取90/76 mm的光爆孔。

3)WSⅢ层采用气腿钻水平钻孔,光面爆破的方式开挖,1.6 m3反铲挖掘机配20 t自卸汽车出渣。WSⅢ层开挖分一次开挖和二次先后跟进的方式进行,即当受断面变化而第三层开挖高度增加后,一次不能开挖完成时,采用两小层开挖的方式。单个尾水支洞扩散段的具体施工程序如图1所示。

3开挖施工工艺措施

尾水支洞扩散段采取自上而下分层分序的方式进行开挖。WSⅠ层采用中导洞先行、两侧扩挖跟进的方式进行,周边光面爆破成型。WSⅡ层采用预裂爆破先行,梯段爆破跟进。WSⅢ层采用气腿钻水平钻孔,光面爆破的方式开挖。

在开挖尾水支洞扩散段时,为方便下一层下钻及避免欠挖,WSⅠ层开挖时,底部应技术性超挖25 cm;WSⅡ层开挖时,开孔位置向外侧偏移5 cm,孔底向外侧偏移15 cm。

3.1施工准备及测量放线

洞内风、水、电以及施工人员、机具准备就位。

洞内导线控制网测量采用全站仪进行,施工测量采用光电测距仪配水准仪进行。每排炮后进行洞室中心线、设计规格线测放,并根据批复后的爆破设计参数点布孔位;随洞室开挖、支护进度,每隔20 m在两侧洞壁设一桩号标志。定期进行洞轴线的全面检查、复测,确保测量控制工序质量。

3.2钻孔

1)WSⅠ层中导洞及两侧扩挖均采用气腿钻造孔,孔径42 mm。Ⅱ、Ⅲ类围岩钻孔孔深4.0 m,预计进尺3.5 m,Ⅳ类围岩钻孔1.5 m,预计进尺1.0 m。

2)WSⅡ层采用预裂爆破先行,梯段爆破跟进或全断面光面爆破或中部拉槽,两侧预留3m保护层光面爆破。三者均采用100B型潜孔钻机和D7液压钻机造孔,孔径76/90 mm,一次爆破12 m。

3)WSⅢ层采用气腿钻造水平孔,孔径42 mm,Ⅱ、Ⅲ类围岩钻孔孔深5.5 m,预计进尺5.0 m,Ⅳ类围岩钻孔1.5 m,预计进尺1.0 m。

为保证钻孔质量,对光爆孔造孔提出以下技术措施:①由熟练的台车技工和风钻手严格按照掌子面标定的孔位进行钻孔作业。造孔前先根据拱顶中心线和两侧腰线调整钻杆方向和角度,经检查确认无误后方可开孔。②各钻手分区分部位定人定位施钻,熟练的操作手负责周边孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行,三臂凿岩台车开孔定位过程中要保证钻架平移,不随意改变小臂方向和角度,周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻,崩落孔孔位偏差不大于5 cm。③为了能控制好孔深,可在气腿钻钻杆上作记号。④炮孔造完以后,由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查,对不符合要求的钻孔重新造孔。

3.3装药、联网爆破

1)以人工装药为主,必要时采用可移动平台车配合装药。

2)在钻孔工序开始时,按照爆破设计要求提前进行光爆药卷的加工、炮孔堵塞物加工成型、各种规格药卷以及各种段别雷管的准备。

3)炮孔经检查合格后,方可进行装药爆破;炮孔的装药、堵塞、和引爆线路的联接,由经考核合格的炮工,严格按监理工程师批准的钻爆设计进行施作。

4)装药严格遵守安全爆破操作规程,装药前用风水冲洗钻孔,掏槽孔由熟练的炮工负责装药,爆破孔采取柱状连续装药,周边孔采取空气间隔装药,将小药卷绑扎于竹片上,导爆索串接。

5)装药严格按照爆破设计图进行,掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好,采用非电毫秒雷管分段,磁电雷管引爆。

6)药装完后,由炮工和值班技术员复核检查,确认无误后,撤离人员和设备并放好警戒标志,炮工负责引爆。

7)炮响20 min后炮工先进入洞内检查是否有瞎炮,若有则迅速排除,然后才能进入下一道工序。

8)光面爆破要求:①残留炮孔在开挖轮廓面上均匀分布。②炮孔痕迹保存率:完整岩石在80%以上,较完整和完整性差的岩石不少于50%,较破碎和破碎岩石不少于20%。③相邻两茬炮之间的台阶最大外斜值不大于10 cm。④相邻两孔间的岩面平整,孔壁没有明显的爆震裂隙。

4结语

钻爆法分层施工技术在乌东德左岸地下电站尾水支洞扩散段中的应用,借鉴我公司在长江三峡水利枢纽地下电站、溪洛渡水电站、白鹤滩水电站等工程地下洞室群施工经验,采取了合理的钻孔、装药、爆破等施工措施,保证开挖施工顺利进行,可作为类似工程洞室开挖施工的有益参考。

深基坑开挖支护施工技术探析 篇2

【关键词】深基坑；开挖支护；施工技术

0.前言

据统计，深基础工程的造价一般为整幢高层建筑总造价的20%～30%，深基坑支护结构的费用约占工程总造价的10%左右。高层建筑的迅速兴起，促进了深基坑支护技术的发展。各地在深基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的设计和施工经验，新技术、新结构、新工艺不断涌现。深基坑支护施工技术，施工操作性强，有效控制了深基坑开挖过程中的围护结构变形位移，防止了引起基坑外地面沉降，保证了施工工期和安全，取得了巨大的经济效益。

1.基坑设计的原则及基坑的支护类型

1.1基坑的设计原则

基坑的设计必须由资质较高、专业能力较强的单位承担，以保证设计方案的合理与安全。基坑支护结构与工程地质，水文地质及周边环境密切相关。应根据当地经验、施工工期、季节等合理设计。同时。基坑支护工程是一门实践性、经验性强的学科。支护结构是临时性工程，希望能用最少的价格取得最合理的结果。只要能保证达到预期的效果，保证基坑安全，设计人员可按当地或自己积累的经验进行设计，以达到安全与经济的最佳平衡。

1.2基坑支护的类型

放坡开挖。当场地土质较好，地下水位较深，场地比较开阔，放坡又不会对邻近建（构）筑物及地下管线产生不利影响时.可优先采用局部或全深度的放坡开挖。当无地下水位或地下水位低于基坑底面且土质均匀时，基坑竖直开挖挖深限值为：黄土2.5m，坚硬粘土2.0m，硬塑、可塑的粘土和碎石类土1.5m，硬塑、可塑的粉土及粉质粘土1.25m，密实、中密的砂土和碎石土1.0m，软土0.75m。土质边坡开挖时，边坡坡度的允许值，次生黄土Q4：坡高在5m以内为1：0.5～l：0.75；坡高5～l0m，为l：0.75～l：l；粘土及粉土为l：0.75～l：1.5；碎石土要依据密实度确定坡度.当坡高在5m以内时为l：0-35～l：l，坡高5～l0m为l：0.5～l：1.25。土钉支护。当基坑周围不具备放坡条件，地下水位较低或基坑外有降水条件，邻近无重要建筑或地下管线，基坑外地下空间允许土钉占用时，可采用土钉支护加固坑壁土体。土钉墙的水平位移宜根据数值计算的方法并结合可靠经验确定。设计中可采用如下措施减少或控制墙体变形：（1）减少分层、分段作业的深度和长度；（2）缩短开挖与支护的施工间隔；（3）加大土钉的长度和密度；（4）减小土钉倾角；（5）开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩（用48～bl50mm的钢管）等。排桩支护。排桩支护是以人工挖孔灌注桩、冲（钻）-灌注桩、沉管灌注桩等为主要构件的支护结构，它可分为悬壁式、锚拉式或内撑式。

2.深基坑开挖支护的施工技术

2.1深基坑开挖支护施工的工艺流程

土方开挖：定出轴线→放出基坑开挖边线→第一次由机械统一开挖至指定标高位置→进行支护→支护完成后锚杆注浆体达到设计强度 70%时→第二次开挖至下一层锚杆位置以下50cm→進行支护→支护完成后锚杆注浆体达到设计强度 70%时方可开挖下一层，以此类推开挖至基坑底。土钉立面采用梅花型布置，如遇地下管线则根据实际情况进行调整，即相应调整土钉水平或竖向间距并加大土钉倾角，避开地下管沟。在距基坑边 2m范围内不得堆放超过10KPa的土方、材料和设备，2m外至1倍基坑深度范围内超载不得过20KPa，也不得行使重型机动车辆。锚杆固结体强度达到设计强度的70%时，方可开挖下一层。

2.2 土方开挖的施工技术

基坑平面面积较大，基坑土方开挖分为中心区和靠近基支护坡面的周边区。所谓周边区即基坑开挖线15米范围内的区域，中心区则为离开挖线超过15米的区域。其中周边区的土方开挖须配合基坑支护的进度进行，不得强行开挖，以免影响支护施工和边坡稳定；而中心区的土方开挖较为灵活，不受支护影响，可在等待支护施工过程中开挖。开挖的原则是：如果可以进行周边区的开挖，则先挖周边区以腾出支护工作面，如果周边区不能开挖就进行中心区的开挖。拔除型钢：基础施工完毕后，抽干基坑积水，用干粘土回填基坑，采取分层夯实填至基础顶，待回填沉降稳定后，采用挖掘机依次拔除型钢并及时用细砂填塞缝隙。因为中心区范围相对较大，所以大部分的土方开挖是和支护无关的。通过合理的开挖次序将支护施工对土方的影响降低至极限，从而确保施工工期。

3.深基坑开挖支护施工安全管理

3.1日常管理

基坑开挖前，根据地质勘测单位提供的地质勘测报告切合现场实际条件编制详细的土方开挖方案，并由项目技术负责人对施工班组作详细的技术交底.基坑开挖时严格按要求放坡和基坑支护，管理人员跟踪检查，随时注意土壁的变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，即时进行加固支撑，并注意支撑的稳固和土壁的变化。在距边坡3米的范围之内严禁行使汽车等大型机械，在距边坡1米的范围之内严禁堆放弃土或材料。在土方回填之前，严禁破坏基坑支护，若遭到破坏，及时进行修复。项目部要派专人定期观测基坑的变化情况，发现有较大的变形，及时通知设计院，商讨补救办法，遏制变形。

3.2应急管理

若在施工过程中，出现异常情况，在及时向有关单位报告的同时，根椐实际情况选取应急方案：补设锚杆（索）。（1）在地面出现裂缝区域，采用 0.5的纯水泥浆进行灌注（注浆压力宜为 0.2～0.3MPa）；（2）在基坑顶部区域，打入竖向的 [48的钢花管，进行静力注浆 ；（3）当基坑发生整体或局部土体滑移失稳时，应在坡顶卸载、在坡脚下用砂包反压，或在基坑内侧土体打入短桩，及时降低地下位，加强地表排水。（4）当基坑周边建筑物发生严重开裂、倾斜时，应立即组织人员紧急疏散，进行回填反压，并及时组织人员进行加固处理，同时上报上级主管部门。围护结构出现漏土现象：本工程围护体为单排钻孔灌注桩，随土方开挖的不断深入，对相邻支护桩间接缝处可能会出现的漏土情况，采取的办法是将相邻桩间处砼凿除后，用砖砌或快硬早强砼及时进行封堵。防止因桩间土体流失而造成地面沉陷。

4.结语

综上所述，影响深基坑开挖支护施工的因素有很多，施工人员在施工的过程，一定要针对经常出现的问题采取有效的措施，尽量减少类似的不良状况的出现。同时施工的过程中做到层层把关严格控制，确保工程的质量。■

【参考文献】

[1]汤鹏灿.深基坑工程若千问题研究及工程实践[D].长江大学，2012.

[2]余志成，施文华编著.深基坑支护设计与施工[M].中国建筑工业出版社，2007.

分层开挖技术 篇3

基坑开挖必然引起近邻建筑物发生沉降变形和基坑支护结构的水平位移[1]。如果建筑物发生不均匀沉降, 建筑物的结构就会产生相应的反应[2]。在此利用NCAP-2D二维有限元数值分析方法, 对工程实例在基坑开挖中引起的水平位移量和邻近建筑物沉降量的变化进行了数值模拟, 并与实际监测值进行了对比分析, 不过由于岩土体的复杂性、土与支护结构相互作用不易模拟以及其他某些未知因素的影响, 距真正应用于工程实践还较困难[3]。

1 工程概况

1.1 场地实际情况。

本工程场区地形基本平坦, 基坑槽深12.0m, 占地2400m2, 支护面积约2340m2, 根据地勘报告, 场区地质情况为:表层为厚度为3.80~6.0m的人工堆积渣土 (1) 层, 砂质粉土 (2) 层, 粉质粘土 (3) 层, 砂砾、砾石 (4) 层。基坑北侧相隔10m为已建的办公楼, 受其影响, 施工难度较其他支护部分较困难, 所以整个基坑支护的关键在于北侧, 遂决定在该侧进行有限元二维模拟, 对水平位移量和建筑物沉降量进行计算。

1.2 支护方式。

基坑支护设计步骤是:首先根据土质情况及现场环境按经验设计土钉参数, 用楔形滑移面法作初步验算。基坑支护中秃顶受力情况从上到下大致是按梯形分布的, 以此为据, 土钉的分布也是上、下短, 中间长。由于各个断面受力情况不同, 设计的支护形式也相应有所不同。考虑到靠近原有建筑物处, 其施工难度较其他支护部分较困难, 所以本文选取其最危险断面进行介绍并作相应模拟分析。

2 数值分析方法的建立

土钉支护的要点是分层开挖, 随挖随支, 决不超前。基坑工程首先打入微桩, 随后的基坑开挖分八步进行, 一到八步分别开挖至地表下1.5m, 3m, 4.5m, 6m, 7.5m, 9m, 10.5m, 12m。

模型计算参数的取值可参考文献[4], 填土弹性模量为34MPa, c=0.02MPa, 内摩擦角为15°;砂质粉土弹性模量为111MPa, c=0.015MPa, 内摩擦角为35.6°;粉质粘土弹性模量为256MPa, c=0.025MPa, 内摩擦角为25°;砾石弹性模量为2754MPa, c=5MPa, 内摩擦角为45°。

微桩按等刚度转换为相应的连续墙结构, 厚度为0.75m, 可认为其弹性模量为74000MPa, v=0.2。喷射混凝土面层的弹性模量为20000MPa, v=0.2。锚杆弹性模量取值为210000MPa, 横截面积为0.0000484m2, 抗拉强度为38000MPa。

3 数值计算结果与分析

俞建灵[5]认为, 基坑开挖对周边环境影响最大的四个因素为:地表沉降、支护结构变形、基坑回弹 (及坑底隆起) 和墙外地层固结沉降, 其中地表沉降=支护结构变形+坑底隆起+墙外地层固结沉降 (施工前期已完成) , 因而, 分析支护结构的变形和坑底隆起, 对于基坑工程具有十分重要的意义。

3.1 结构侧向变形随分步开挖的变化。

经过对不同施工阶段支护结构侧向变形的比较分析, 得出结论:在施工初期, 开挖深度不大的情况下, 支护结构的侧向变形形式基本为上部大、下部小的倒立三角形形式, 主要体现在开挖后第三步, 这种变形有点类似于结构上悬臂梁的变形;随着施工的进行, 支护结构的侧向变形值增长缓慢, 但是变形形式却发生了变化, 有施工初期的倒立三角形逐渐变为R形;施工后期与施工初期比较, 可以发现, 除了支护结构的侧向变形形式不同外, 另一不同点在于它们的最大侧向变形点也不同。施工初期, 其最大变形值在支护结构的顶端;随着施工的进行, 其最大侧性变形点逐渐下移, 到达施工末期, 我们可以看出, 其支护结构最大侧向变形点位置基本在坑底上方大约3m处。

3.2 坑底隆起随分步施工的变化。

经过对模型开挖过程中坑底变形的研究和分析, 我们可以发现, 坑底隆起值施工初期很小, 直到第二步开挖, 其最大隆起之仅为0.00499m。随着基坑开挖的继续进行, 坑底隆起值逐渐增大。但是, 坑底隆起最大值并没有出现在最后一步, 最后一步的坑底隆起最大值值 (0.01525m) 远比第七步的坑底隆起最大值 (0.03252m) 小。追查其原因, 可以发现, 在第三~七步开挖时, 其坑底均有较厚的粉土和粘土层, 这两种土弹模较小, 往往容易引起较大变形;而第八步 (最后一步) 施工时, 坑底已是砾石层。

4 动态模拟与实际监测值的比较

通过对模拟值选取的1052号节点与相应的监测点位置相近的侧向变形值的比较, 可以看出:模拟的侧向变形在施工中期远较实际监测值大, 在施工初期与施工末期, 则比实际监测值小。但最终变形量还是比较接近的, 而且, 两者的基本形状均为R型。

5 结论

5.1在基坑开挖施工阶段, 围护结构的水平位移和基坑周边建筑物的沉降就开始发生, 并且随着施工的进行, 变形越来越大。运用弹塑性平面有限元可以较好的模拟基坑的施工, 其计算结构基本是可信的。

5.2基坑周边建筑物的存在, 会加大支护结构变形。在一定的范围内, 建筑物离基坑越近, 对基坑的变形影响越大, 反之, 则影响比较小。因此, 周边有建筑物的基坑部位应适当地提高围护结构设计强度, 从而能有效减少围护结构变形。

5.3采用有限元方法可以很好的模拟基坑开挖过程, 计算值与实测值相差不大, 模拟结果与实际结果不符的原因, 可能是弹塑性有限元没有考虑时间效应和土体粘性的影响, 加之假设基坑模型为平面应变模型, 忽视了空间作用的影响, 这并不能完全反映基坑开挖的情况, 采用三维立体模型效果会更好。

摘要：基于有限元数值分析方法, 建立了遵循时空效应的逐层开挖、随挖随支的分步施工模拟方法, 对北京某基坑支护的实际工况进行了分析, 重点研究了基坑开挖引起的水平位移量和邻近建筑物沉降量的变化, 并与实际监测值进行了对比分析。模拟结果能够反映基坑逐层开挖过程土工结构体和施工荷载的逐渐变化与相互影响。

关键词：有限元分析,基坑支护,变形控制

参考文献

[1]刘建航, 侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]赵延林, 高全臣, 衡朝阳.基坑开挖对邻近建筑物沉降影响的数值模拟[J].黑龙江科技学院学报, 2005.

[3]OU Chang-yu, LAI Chang-her.Finite～elementanalysis of dep excavation in layered sandyand clayer soft deposits[J].Can Geotech J, 1994, 31:204-214.

[4]黄运飞, 冯静.计算工程地质学[M].北京:兵器工业出版社, 1992.

深基坑开挖支护技术分析 篇4

厦门市环岛路工程起于鳌山路交叉口东侧, 跨线桥上跨鳌山路, 路线向西设U型槽, 上跨220kV海底电缆后再接明挖隧道、暗挖分离隧道, 下穿铁路、国道主干线、引水渠、供水管、高铁, 再穿出隧道, 接U型槽后浮出地面, 终点处连接杏前大桥的左右线辅道。道路全长为2 732.27m, 起讫桩号为ZK0+160~ZK2+870 (YK0+160~YK2+892.27) , 其中U型槽、明挖暗埋隧道采用明挖法施工, 其基坑支护工程规模如表1所示。

2 基坑支护区域地质概况

本工程施工场地的原始地貌位于海陆交互地段, 地貌单元主要由海湾滩涂和残积台地组成。沿线地势总体呈现由中部台地向两侧海湾滩涂缓慢倾斜的趋势, 沿线地层主要由填土层 (Qme) 、海积层 (Q4m) 、残积 (Qel) 及下部燕山晚期中粗粒花岗岩 (r53 (1) b) 构成。基坑支护桩长范围内岩土体自上而下分别为:杂填土 (1a) , 填石 (1b) , 素填土 (1c) , 淤泥质土 (Q4 m) , 中粗砂 (Q4al+pl) , 粉质粘土 (Q4al+pl) , 残积砂质粘性土 (Qel) , 全风化花岗岩 (r53 (1) b) , 砂砾状强风化花岗岩 (7a) , 碎块状强风化花岗岩 (7b) , 中风化花岗岩 (r53 (1) b) 。地质条件复杂, 稳定性差。工程场区除部分路段的填筑土及中粗砂的渗透性、富水性较好外, 其余各岩土层均属弱透水、弱含水层或相对隔水层, 地下水量总体较贫乏。

3 基坑支护方案

根据U型槽和明挖隧道纵断设计路面高程、底板厚度及垫层厚度确定基坑开挖深度, 再结合围护结构所处平面的地下地层情况、基坑周边环境等因素, 在基坑两侧分段并确定相应的支护结构剖面形式:

1) A~A剖面:开挖深度一般为1.0~6.2 m, 为1∶1放坡开挖, 由于开挖较浅, 因此, 对周边环境影响较小;

2) B~B剖面:隧道进口段紧邻海滩, 基坑开挖深度为1~3m, 由于本段为滩涂地带, 通常采用围堰止水放坡支护;

3) C~C剖面:开挖深度约为7.8m, 该段为经过海底电缆的路段, 基坑开挖土层主要为杂填土、粉质粘土, 考虑便于施工及降低造价等因素, 本支护方案采用1∶0.75放坡, 锚管支护, 如图1所示;

4) D~D剖面:开挖深度为5.0~11.5m, 支护方案采用部分1∶1放坡+φ1 000钻孔灌注排桩+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式, 泵房部位处由于开挖深度较深, 增设2道锚索, 如图2所示;

5) E~E剖面:基坑开挖深度7.0~11.0 m。支护方案采用1∶1放坡+坡面挂网喷射C20混凝土+φ1 000钻孔灌注排桩+1道φ609钢管内支撑+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式;

6) F~F剖面:基坑开挖深度11~14 m, 支护方案采用局部1∶1放坡降低地表+坡面挂网喷射C20混凝土+φ1 000/φ1 200钻孔灌注排桩+2道φ609钢管内支撑+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式;

7) G~G剖面:基坑开挖深度14~17m, 支护方案采用局部1∶1放坡降低地表+坡面挂网喷射C20混凝土+φ1 200钻孔灌注排桩+3道φ609钢管内对撑+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式, 如图3所示。

各种支护结构剖面形式的适用范围如表2所示。

4 基坑支护施工工艺

4.1 锚管施工

锚管选用φ48mm钢管, 壁厚3.0mm, 采用干式冲击法施工, 锚管注浆采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥拌合的水泥净浆, 注浆压力不小于0.6MPa, 水灰比为0.5~0.6, 掺入掺量为水泥用量0.05%的三乙醇胺早强剂。锚管连接采用对接焊接, 并在接头处拼焊不少于2根φ16的加强筋, 锚杆前端的管靴直径不小于110mm。

4.2 锚索施工

钻孔式预应力锚索采用干钻法成孔, 钻孔的长度应比设计长度长500 mm。为防止锚索腐蚀, 锚索自由段、锚头锚具应做除锈防腐处理。为了将拉杆安放在钻孔中心, 防止扰动孔壁, 沿拉杆的长度每隔150~200cm布设一个定位器 (架线环) 。锚索注浆采用二次注浆工艺, 第一次注浆为常压注浆, 通过注浆管从孔底注浆, 并使浆液流至孔口;第二次注浆为高压注浆, 注浆压力不小于2.5 MPa。注浆液采用纯水泥浆, 水灰比为0.4∶1, 水泥采用P.O42.5R硅酸盐水泥, 为了提高早期强度, 掺入适量早强剂, 掺量为水泥用量的2%。浆体的无侧限抗压强度不低于30 MPa。

4.3 喷射混凝土施工

采用湿喷工艺, 细石混凝土重量比为1∶2∶2 (水泥∶砂∶石) , 细骨料采用中粗砂, 粗骨料使用粒径为5 mm的碎卵石, 混凝土等级为C20。为加速混凝土的凝结可掺入适量速凝剂。喷射作业分段进行, 同一分段内的喷射顺序应自下而上, 一次喷射厚度不小于40mm。喷射混凝土终凝2h后, 应喷水养护, 注浆体与喷射混凝土的面层强度达到设计强度70%后才可以开挖下一层。钢筋网一般采用φ8钢筋, 间距为200mm×200mm, 加强筋为Ⅱ级钢筋, 钢筋直径为16 mm, 在喷射一层混凝土后铺设, 钢筋网保护层厚度不小于20mm。

4.4 灌注桩支护施工

采用冲孔桩成孔, 直径为1 000、1 200两种, 桩身混凝土强度等级为C30, 桩主筋的保护层厚度为40mm, 水下混凝土配料。钢筋笼制作分次成型, 安装时为防止碰撞到井壁, 垂直下放到位后, 检查钢筋笼中心与桩孔的混凝土厚度, 确保保护层的厚度平均。

4.5 冠梁施工

冠梁砼为C30, 垫层砼为C15, 垫层的厚度通常为100mm;钢筋直径>12mm, 钢筋采用HRB400, 钢筋直径<12mm, 钢筋采用HPB300, 围护桩的主筋锚固进入冠梁, 长度应大于35d。

4.6 高压旋喷桩施工

旋喷桩的桩径应为600 mm, 间距为450 mm, 采用单重管施工工艺施工。高压旋喷桩固化剂采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥, 水泥浆液水灰比为0.9∶1, 当土层中地下水受到潮汐等影响, 流速较高时, 掺入1%~3%的水玻璃, 改善水泥浆液的稳定性与速凝性。高压喷射注浆由下而上连续进行, 当注浆管不能一次提升完成, 注浆管分段提升的搭接长度不小于200 mm, 确保固结体的完整。单管法高压水泥浆喷浆压力不小于30 MPa, 流量大于30L/min, 气流压力取0.7 MPa, 旋转速率约为20rad/min, 提升速率为15cm/min。施工过程严格遵照设计要求和《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2012) 规定的工艺控制施工质量。

4.7 支撑系统

在地面按数量及质量要求及时配置支撑, 保证支撑长度适当, 分层、分小段 (约6m长) 开挖土方, 安装支撑并施加预应力, 并控制在24h内完成。开挖中应及时测定支撑安装点, 确保支撑端部中心位置的误差控制在容许限值内。钢腰梁和围护桩的接触面应垂直和平整, 并根据支撑轴力, 对预埋件及焊接构造进行设计验算, 满足钢结构规范中的有关抗剪要求。底板及侧墙U型槽混凝土达到设计强度的85%后, 才可撤除支撑, 同时, 钢管横撑应根据明洞的施作里程分段、分步拆除, 确保基坑侧壁的安全稳定。

5 基坑开挖施工技术

U形槽段、明挖隧道段的基坑开挖是在围护工程完成一段后进行, 围护一段紧接着开挖一段, 平行进行施工。基坑开挖前, 基坑内设管井降水, 保证基坑内地下水水位低于基坑开挖面1m。基坑为明挖法施工, 采用挖掘机开挖, 由自卸汽车运至弃渣场。

明挖段采用明挖顺筑法进行施工, 围护结构及主体结构的主要施工步骤如图4所示。

6 监控量测技术

本工程的基坑深度为1.0~17 m, 基坑支护采用桩撑支护, 基坑安全等级为一级, 基坑变形保护等级为一级, 地面最大沉降量应≤0.15%H, 且≤40mm, 支护结构最大水平位移应≤0.15%H, 且≤30mm。

6.1 监测布置

监测观测点应根据地形地质条件及地面建筑的分布情况进行布置, 且应满足相关规范、规程的要求, 本工程监测点的断面布置如图5所示。

6.2 施工安全性判别

根据监测内容, 本工程选定围护结构水平位移和钢支撑轴力两项来设定预警值, 作为围护结构施工安全判别标准 (对周边环境的监测每项均须设预警值) 。项目监测按“分区、分级、分阶段”的原则制定监控量测控制标准, 按黄色、橙色、红色三级预警进行反馈和控制:

1) 黄色预警:实测位移 (或沉降) 的绝对值和速率值双控指标均达到容许值的70%~85%;双控指标之一达到极限值的85%~100%, 而另一指标未达到该值。发出“黄色预警”时, 监测组应加密监测频率, 加强对建筑物沉降动态的观察, 尤其应加强对预警点附近的雨水管、污水管及有压管线的检查和处理。

2) 橙色预警:实测的绝对值和速率值双控指标均达到容许值的85%~100%;双控指标之一达到极限值而另一指标未达到;双控指标均达到极限值而整体工程尚未出现水稳定迹象。发出“橙色预警”时, 除应加强上述监测、观察、检查和处理外, 还要根据预警状态的特点进一步完善针对该状态的预警方案, 同时对施工方案、开挖进度、支护参数、工艺方法等做检查和完善, 在获得设计和建设单位同意后执行。

3) 红色预警:实测位移 (或沉降) 的绝对值和速率值双控指标均达到极限值;与此同时还出现下列情况之一:实则的位移 (或沉降) 速率出现急剧增长;基坑支护混凝土表面出现裂缝, 同时, 裂缝处已开始出现渗流水。发出“红色预警”时, 除应立即向上述单位报警外还应立即采取补强措施, 并经设计、施工、监理和建设单位分析和认定后, 改变施工程序和设计参数, 必要时应立即停止开挖, 进行施工处理。

6.3 监控数据整理和分析

每次监测结束后均应及时提供监测资料、简报及处理意见。原始数据经过审核后进行计算分析, 绘出各观测项目的观测值与施工工序、施工进度及开挖过程的关系曲线, 列出相应图表。说明围护结构支撑体系和建筑物在观测期间的工作状态及变化规律、发展趋势, 判断其工作状态是否正常或找出问题产生的原因, 并提出相应的处理建议。

7 结语

本工程开挖深度大, 地理位置复杂, 工期紧, 任务重, 该工程根据不同的基坑周边环境、开挖深度、工程地质和水文地质、施工作业设备和施工季节等条件, 采用不同的基坑支护形式和开挖方法, 合理优化支护方案, 保质、保量地完成了施工任务。目前, 该工程已完成深基坑开挖的80%, 在整个施工过程中, 邻近道路无下沉、裂缝现象的发生, 市政管线及周边建筑物完好无损, 基坑的安全设计符合等级要求。

参考文献

[1]关继发.新建地铁隧道穿越既有地铁安全风险及其控制技术的研究[D].西安:西安建筑科技大学, 2008.

[2]李时端.紫竹花园小高层住宅深基坑土钉墙支护施工技术[J].建筑安全, 2003, 18 (7) :44-45.

[3]王晋婷.宋家庄地铁车站基坑施工方式对在运营车站的侧移影响分析[D].西安:西安理工大学, 2010.

[4]路清泉.基坑施工变形分析与安全风险技术管控重点[J].交通科技与经济, 2013, 15 (2) :31-35.

非开挖管道铺设技术 篇5

1.管道在线不开挖技术

非开挖技术首先兴起于石油、天然气行业, 主要用于油、气管道的更新修复, 以后逐步应用于污水管及给水管的翻新改造中, 并随着PE管等新型管材的应用而迅速推广。

2.管道在线不开挖更新技术

(1) 内衬管滑 (拉) 入衬装

该方法是将一条新的PE管拉入到旧的管道中, 内衬管前端要装圆锥扩管头以克服拉入过程中原管道的阻力, 同时利用牵引绳将圆锥扩管头与卷扬机相连。在原有管段的端部要加装PE管保护圈以防在PE管拉入时被划伤。PE管衬装完后, 为固定内衬的PE管还要在原有管道和PE管之间灌注水泥砂浆。施工当中PE管可以事先用对熔焊机焊接好, 小管径的PE管还可以装配成管道盘轮, 这样可以极大地减少拉入衬装的时间。

(2) 无缝衬装

该法是将直径大于或等于原管道管径的PE管衬入管道, 衬装后PE管变形复原并与原有管道内壁紧紧贴在一起而无需灌入砂浆固定。施工中所使用的PE管一般为高、中密度的薄壁聚乙烯管材, 衬装的方法类似于滑 (拉) 入衬装工艺。该法的关键是要在衬装前将内衬管的截面积减小。截面的变形可以是弹性的或半永久塑性的, 变形管的复原可以是自然的或是通过注入外界的高压或高温介质 (如压力水、高温水、高压蒸汽) 而屈服复原。变形的方法为:PE管拉长 (在管壁厚度不变的情况下, 当某种PE管被拉长4%时则管径将缩小6%) , 衬入后, 由于不再受拉力的作用而使管长缩短、管径变大, 从而达到无缝贴衬的目的;PE管道横截面变形 (PE管在生产时被挤压) , 再通过专用的设备将横截面变为“U”或“C”形, 也可以在现场将PE管沿管壁圆周方向扭曲变形, 然后进行衬装并利用水压、高温水或高压蒸汽的作用将变形的管道复原。 (3) 管道翻衬

管道翻衬的内衬材料一般是由较柔韧的聚合物、玻璃纤维布或无纺纤维等多孔材料做骨架, 经饱和树脂材料浸渍而成, 在材料的外层一般覆盖一层隔水膜, 翻转衬入管道后, 该隔水膜成为新管道的内层, 主要起止水作用。施工中在水压、气压或卷扬机拉力作用下, 内衬材料翻转进入新管道在热水水温或蒸汽气温的作用下树脂固化, 内衬材料形成坚硬的管道内壁而成为管道骨架的一部分。管道翻衬一次施工的长度可达100m以上, 翻衬完后, 在各支管、消火栓、阀门等处挖工作坑进行人工开孔接支管, 也可通过专用的设备开孔。

喷涂材料, 通过在卷扬机拉力作用下的旋转喷头或者人工方法将材料直接喷涂在原管道内壁以进行翻新。施工时需沿管线在合适的地方设置工作坑 (间距为100m) 。喷涂衬装前必须将原管道清拭干净并用专用的探察设备 (CCT均进行探视以保证管内壁没有残留物和附着水。一般环氧树脂的喷涂厚度为1mm, 而水泥砂浆的喷涂厚度为4mm。

(5) 爆 (碎) 管衬装

该方法主要适用于原有管为易碎管材 (如灰口铸铁管等) 且管道老化严重的情况。新管的管径可以比原有管道管径大, 具体施工方法是将碎管设备放入旧管中, 由卷扬机或冲压杆拉动并沿途将旧管破碎, 在碎管设备后连有扩管头 (扩管头的直径大于原有旧管) , 一方面负责将破碎的旧管压入到周围的土壤中, 另一方面将内衬的PE管拖入原管位。

结语

小净距隧道爆破开挖技术 篇6

关键词：城市,小净距隧道,爆破施工

在城市繁华地区或一些特定地段, 受既有建筑物或地质条件的限制及地下空间综合开发利用的影响, 隧道间距或隧道与其他结构物间的距离变得越来越小, 为了适应这种发展, 小净距隧道的修建也越来越多。太～怡区间小净距隧道, 隧道距离近, 地质条件又相对较差, 隧道间相互影响, 这类隧道的施工仍然十分的困难。

1 工程概述

深圳地铁5号线太～怡区间隧道包含5号线和7号线接入段, 均为矿山法施工的暗挖区间隧道。其中, 5号线右线长1799.934m;左线长1743.967m。5号线区间共设置2个施工竖井:分别为1、2#竖井。区间隧道设计共分为11种断面, 2#竖井往怡景方向依次为5-5、6-6、7-7、8-8 (C) 、8-8 (A) 断面。其中5-5、6-6及7-7断面设计为单洞双线大断面隧道, 8-8断面为单洞单线小断面隧道。8C-8C断面为小净距隧道, 全长70.26m。左、右线净距由317mm逐渐增大至2500mm, 设计支护形式为格栅拱架+喷射混凝土 (先行洞设置临时格栅仰拱+喷射混凝土) , 格栅拱架间距75cm, 喷射混凝土厚度20cm, 强度C25。施工采用上、下台阶爆破法开挖。

2 工程地质及水文地质

根据地质详勘资料, 7-7及8-8 (C) 断面均属于微风化段, 岩质新鲜坚硬, 节理较发育, 岩石较破碎, 岩石质量等级为Ⅳ级。地下水为基岩裂隙水赋存于微风化混合岩中, 稳定地下水位埋深1.8m～36.2m, 水位高程9.35m～67.86m。地下水总的径流方向为由北向南。地下水的排泄途径主要是蒸发。主要补给来源为大气降水。

3 超前注浆小导管施工

3.1 设计参数

隧道Ⅳ类围岩浅埋段开挖采用超前注浆小导管加固拱部围岩, 小导管采用Φ42×3.5mm热轧无缝钢管制作, 单根长度3m, 环向间距330mm, 排间距1.5m。管壁每隔10cm～20cm交错钻眼, 眼孔直径Ф8mm。注浆浆液为水泥、水玻璃双液浆 (水泥:水玻璃=1∶0.5) 。沿隧道纵向开挖轮廓线向外以5°～10°的外插角钻孔, 将小导管打入地层。

3.2 小导管施工

小导管注浆前, 应对开挖面喷射厚为5cm～10cm的混凝土封闭岩面。注浆初始压力0.5MPa, 终压1.5MPa。注浆过程中应根据地质情况、注浆目的等控制注浆压力在孔口处设置止浆阀。注浆结束至开挖前的时间间隔为4h～8h。注浆作业应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化, 发现问题及时处理。经常测试混合浆液的胶凝时间发现与设计不符应立即调整。注浆结束条件:单孔注浆压力逐步升高, 达到设计终压并继续注浆10min以上, 浆液注入量已达到计算值的80%以上;全段注浆的所有注浆孔均已符合单孔结束条件, 无漏注情况。

4 洞身开挖爆破技术

小净距隧道洞身开挖必须采用预裂爆破和光面爆破技术, 对洞身开挖方法、工序及钻爆施工进行严格设计和控制。根据现场施工条件和施工组织安排, 左洞先于右洞施工。

道开挖轮廓线 (外放10cm) 水平打设3m长超前小导管。小导管拱顶180°范围内布置, 间距33cm, 注水泥、水玻璃双液浆。小导管与拱架间焊接牢固。小导管在起到超前支护作用的同时, 形成一条沿隧道外轮廓的薄弱带, 从而易于保证爆破效果, 减小爆破时对隧道外岩体的损坏。

4.1 隧道爆破开挖

小净距隧道施工, 左右线开挖面错开距离至少不少于25m, 先开挖左线。隧道采用光面爆破技术, 钻爆开挖。单循环进尺075m, 炮眼深度1m, 掏槽眼深度1.5m, 掏槽的深度直接影响隧道掘进的循环进尺 (1) 采用楔形掏槽法。周边眼间距E=40cm;最小抵抗线W=50cm;周边眼密集系数K=0.8;周边眼装药密集度q取0.2kg/m, 由此算得周边眼单孔装药量为0.2kg。为了避免震动波叠加, 时差的间隔时间应在100ms～200ms之间取值。而硬岩隧道爆破震动持续时间较短, 一般不小于50ms, 在Ⅲ级围岩爆破时可将时差取在50ms～100ms之间。

4.2 循环进尺

为了减少对地表的影响, 严格控制隧道开挖的循环进尺, 并减少总装药量。对于Ⅲ级围岩控制在1m～2m的循环进尺, 而对于Ⅳ级软弱围岩地段, 应当采取短进尺, 循环进尺控制在0.75m～1.5m之间。在夹柱附近, 通过钻密集的减震孔, 以有效的反射爆破时产生的应力波和震动波。

4.3 爆破安全防护

进行爆破作业时, 必须遵守爆破安全操作规程。要有专人负责指挥;在危险区的边界, 设置警戒哨岗和标志;在爆破前发出信号, 待危险区的人员撤至安全地点后, 爆破员实行“一爆三检”制度, 放炮员最后离场, 班组长清点人数, 发出警告5s后方可引爆。进行爆破时, 所有人员应撤离现场, 其安全距离为200m;爆破后, 必须对现场进行检查, 确认安全后, 才能发出解除警戒信号。爆破后必须经过l5min通风排烟后, 检查人员方可进人工作面, 检查有关“盲炮”及可疑现象;有无残余炸药和雷管;顶板两旁有无松动石块、危岩, 支护有无损坏与变形;在妥善处理并确认无误后, 其他施工人员方可进人工作面。

4.4 中夹岩柱加固

后行洞开挖施工时, 围岩将会产生复杂的应力重分部 (2) 。对于Ⅳ软弱围岩段, 需对中岩柱加固处理, 在先行洞开挖之初, 立即对先行洞的中岩柱正面施作Φ42的钢花管, 并进行注浆, 注浆初始压力为0.5MPa, 终止压力为1.5MPa, 浆液配合比 (体积比) 为水泥:水玻璃=1∶0.5。并对先行洞进行初期支护架设格栅钢架、临时横撑、挂钢筋网、喷混凝土的措施, 保证施工初期围岩和中岩柱的稳定。当先行洞进洞50m两隧道净距变为2.5m时取消中夹柱注浆加固。

5 结语

根据以上论述, 可以得出以下几点结论和认识。

(1) 城市小净距隧道在爆破施工过程中, 为控制爆破对周围建 (构) 筑物和隧道中夹岩柱的影响, 必须采取严格的降震控制爆破措施, 以减少后行洞的爆破震动对先行洞的影响。

(2) 小净距隧道爆破产生的震动与掏槽形式、单段装药量、起爆顺序、周边眼的爆破方式、爆破时差和循环进尺等因素有关。因此, 爆破施工时严格控制以上爆破参数。

(3) 中夹岩柱厚度较小, 且在施工过程中多次受到扰动, 必将导致应力的重新分布, 使其力学行为十分复杂, 容易出现应力集中的现象。为了避免中岩柱发生破坏和失稳, 在爆破开挖之后, 立即对其加固, 以改变其力学结构, 达到提高围岩承载能力的目的。

参考文献

[1]杨其新, 王明年.地下工程施工与管理[M].成都:西南交通大学出版社, 2002.

高边坡开挖施工技术 篇7

一、高边坡开挖施工技术应用重要性

(一)水利工程建设影响因素分析

水利工程建设是我国基础设施建设中的重要内容,与人们生活、经济发展有着非常密切的联系。水利工程建设环境较为复杂,工程实际建设施工过程中容易受到外界因素的影响,致使工程建设施工质量不能达到预期的设想,导致水利工程运行安全程度较差。高边坡施工是水利工程建设中的重要环节,如果施工过程中管理力度较差,技术应用成效不能得到保障,水利工程整体建设质量必定会受到不良影响,还会间接导致工程建设成本投入增加,损害施工企业的经济效益。为了避免这些因素对施工企业发展造成的影响,施工技术人员需要对高边坡施工技术进行深入探讨,并且在实际施工过程中强化管理,保证水利工程运行的安全性,保证水利工程建设质量达到预期设想。

(二)水利工程结构布置

高边坡开挖施工技术的主要作用就是对水利工程的结构进行保护,提升水利工程结构的温度性,避免结构发生裂缝、变形、坍塌等严重问题,不能将水利工程建设的重要意义充分体现出来。从中也可以看出高边坡施工技术应用的重要性,如果施工技术应用成效不能良好保证,水利工程主体结构便不能得到有效保护,导致水利工程整体建设施工质量受到损害。对于现代水利工程建设施工而言,施工技术人员对于高边坡开挖施工技术应用必须要给予高度的重视,应用科学、合理的措施,将高边坡开挖施工技术的优越性充分体现出来。

二、高边坡开挖施工技术

(一)高边坡开挖施工技术流程

水利工程建设施工技术人员在高边坡开挖施工技术应用过程中,必须要严格的遵守以下施工流程,只有这样才能保证施工技术应用成效:施工技术人员首先需要对边坡表面植被进行清除,保证高边坡开挖施工区域清洁,没有障碍物存在。要依据施工区域的实际情况,对土方开挖或者石方开挖施工方案进行确定,明确边坡处理措施。在实际施工过程中施工技术人员出了需要保证开挖质量之外,还需要严格的保证开挖顺序,只有在土方或者石方开挖完成后,由质量审核人员进行质量检测达到相关标准,才可以进行后续施工工作开展。

(二)开挖注意事项分析

1.边坡表面植被处理。在边坡开挖施工工作开展前,施工技术人员需要对边坡覆盖的植被进行处理,将边坡表面所有的植被进行拔除,并且对边坡表面存在的障碍物、杂质进行整理,统一化进行处理,使得边坡具有良好清洁性。通常情况下,高边坡开挖施工场地的实际范围需要控制在开挖线的五米之外,具体的阐述就是施工场地范围的设定必须要大于高边坡实际开挖范围。这样做的主要目的是避免施工中,以为施工技术人员操作不当,或者受到其它因素的干扰,导致众多杂物落入到开挖场地中,增加高边坡开挖施工量,对工程建设施工进度造成不良影响。

2.土方开挖和石方开挖。土方开挖的施工顺序为由上至下,逐次的进行开挖工作开展。这样的施工顺序可以保证高边坡开挖施工中存在的水资源可以顺利排出,避免施工过程中遇到阴雨天气,导致土方受到雨水冲击,施工质量不能达到相关标准,对施工单位造成很多困扰。石方开挖与土方开挖施工程序一致,没有较大的差异性。高边坡土方开挖施工主要包括以下内容:左岸坝的肩石方开挖、河床的石方开挖和右岸的坝肩石方开挖三部分。首先,左岸坝的肩石方开挖。由于左岸坝肩石方开挖施工的特点决定该选用露天液压钻的CM351钻机与ZQ100D的潜孔钻钻孔式设备来作为主要施工的设备,并且还可根据工程实际的岩体结构来选择手风钻式作为辅助。在左岸石方挖掘的过程中,仍旧采用的是分层方式进行,避免因此开挖与爆破所导致岩体的结构破裂,从而所导致的工程安全问题。其次,右岸坝肩的石方开挖。同左岸坝肩石方开挖比较相似的是,在右岸坝肩的石方开挖过程中,仍然需要采用露天液压钻的CM351式钻机与ZQ100D的潜孔钻式设备为主,采用以手风钻式钻孔为辅原则。但是要注意的是,在石方的开挖过程中,应采用自卸车方式将挖掘出来的废料与岩碴依照相关指定线路运送至工程上游所制定弃碴的场地。再次,河床的石方开挖。大坝河床的基坑石方的开挖采用的是自上而下的全径向顺序来进行的施工。河床开挖地面的高程是94m,其相对的深度大约是4m,基坑的石方开挖,首先是从大坝中部的下游一侧开始,先在此部位开挖先锋槽,然后再向上下游的方向来进行扩挖,待径向的扩挖完成之后,再利用事先挖掘好的先锋槽作为临空面来向大坝左右侧来进行梯段爆破的开挖工作。

高边坡开挖是水利工程建设施工中的重要环节,与水利工程建设施工质量有着直接性的影响。在实际施工过程中,施工技术人员需要严格的高边坡施工技术应用要点,积极找寻施工技术应用中可能存在的不良问题,应用有效的措施进行改善。从而保证高边坡开挖施工技术应用成效,保证水利工程建设施工质量。相关工作人员还需要进一步加强研究力度,为促进我国水利工程建设发展奠定良好基础。

摘要：水利工程建设是我国基础设施建设中的重要内容,我国对于水利工程建设也非常重视,并且投入了大量的建设资金。高边坡开挖施工时水利工程建设施工中的重要环节,与水利工程建设施工质量有着很深的影响。施工企业对于高边坡开挖施工必须要给予高度的重视,强化施工管理力度,保证施工现场的安全性,提升高边坡开挖施工技术应用成效,保障水利工程建设质量。本文就是对高边坡开挖施工技术进行深入分析,希望对相关施工技术人员有所启示,使得我国水利工程建设可以发展到一个新的高度。

关键词：高边坡,开挖,施工技术

参考文献

[1]代登伟.浅谈高边坡开挖技术控制[J].现代物业(上旬刊).2011,(10).

[2]李慕雷,高治国.水电站高边坡开挖支护施工[J].水利建设与管理.2013,(05).

双连拱地铁隧道开挖支护技术 篇8

广州地铁三号线支线石-体区间由石牌桥经天河体育中心至一、三号线体育西换乘站。出石牌桥站约25 m进入设计人防密闭隔断门段F型断面即双连拱隧道, 如图1所示。隧道上方为天河路, 路面封闭交通作为广州二建石牌桥站项目部料场。

此段地质情况:左线, 隧道顶部为可塑状残积土, 中部是强、中风化岩石, 底部是中、微风化岩石;右线, 隧道顶部为可塑状残积土, 中部是全、强风化岩石, 底部是强、中风化岩石。开挖得到的实际地质情况基本符合勘探地质描述。

F型隧道拱顶距地面约7.8 m, 为浅埋隧道设计采用CRD工法 (中隔墙临时仰拱法) 开挖, CRD工法是目前广泛应用于城市地下轨道交通大断面隧道开挖的施工工法, 对大断面隧道分四步开挖, 架设型钢中隔壁以及临时仰拱, 使每步开挖形成独立的小隧洞, 在围岩条件好的情况下可以采用CD (中隔墙法) , 不架设临时仰拱。

2 方案提出

一般来说双连拱隧道中导洞开挖是独立进行, 在隧道开挖时先行施工中导洞, 待中隔墙达到设计强度后, 再采用设计工法进行隧道正线的开挖。本工程双连拱隧道是为施作人防密闭隔断门, 里程短, 且两条隧道距离很近, 均由常规断面隧道突变大断面隧道, 没有中导洞施工作业面, 无法按照设计施工中导洞, 采用CRD工法开挖正线隧道。

必须选择合适的开挖方法才能安全有效开挖双连拱隧道, 工程部提出2种方案: (1) 左线逐步偏离正线方向最终进入中导洞, 待中导洞施工完成后, 再逐榀破除支护, 使左线按照设计方向支护; (2) 左线正常施工, 在快进入双连拱隧道时采用临时支护, 两次托换, 开挖中导洞。一方案安全系数高, 但造价高, 本工程又是总价承包合同, 不予索赔;二方案有安全风险, 但可以充分利用现有工程以及项目部现存的废旧型钢拱架, 造价低, 速度快。最终选择二方案施工, 采用此方案因为临时支护施工使得左线不再具备CRD工法的施工条件。

3 中导洞施工

3.1 临时支护方案

根据设计在支YDK6+300与支ZDK6+300及支YDK6+308.4与支ZDK6+308.4处有接头墙初支350 mm, 二衬450 mm, 共计800 mm厚。即中导洞其实际里程为K6+299.2～K6+309.2共计10 m。

在左线开挖至支ZDK6+312.1处时对掌子面采取格栅封闭后进入宽5 m、高6 m的临时支护区段, 同时向前继续用临时支护开挖至支ZDK6+306左右。右线滞后约5～8 m施工, 至支YDK6+312处, 如中导洞未完工则暂停开挖。在支ZDK6+309.8处为左转开挖断面宽3 m、净空4.3 m高的临时横通道进尺为4 m, 以此横通道为基础开挖中导洞, 如图2所示。

支ZDK6+312.1至支ZDK6+306处临时支护及临时横通道采用直墙型隧道I20钢拱架作拱部支护, 如图3所示。I16竖向支撑, 每榀间距50 cm, φ22 mm钢筋作为连接筋纵向连接;φ100 mm钢管作为底部横撑, 25 cm厚C20喷射混凝土。全部封闭后, 采用双I16工字钢作横梁对横通道开口处进行托换, 横梁两端采用双I16工字钢作为立柱支撑。

正洞临时支护托换完成后进行临时横通道施工, 临时横通道全部封闭后, 再进行托换, 托换完成后开始中导洞的开挖。待中导洞开挖至K6+299.2后反向从支ZDK6+306.7处至支ZDK6+309.2处托换临时横通道, 开挖支护断面形式同中导洞, 靠近正线临时支护横通道出口处不封闭, 格栅座于横通道托换梁上。

3.2 临时支护验算

按照《铁路隧道设计规范》浅埋隧道荷载的计算方法[1,2,3]。经计算临时支护顶拱手最大压力为162 MPa<210 MPa。临时横通道跨度为3 m, 临时拱架也可以满足支护要求。

3.3 临时支护施工

正线到达临时支护设计里程后, 进入临时支护施工阶段, 严格测量, 确保不侵入中导洞的范围内。临时支护分为两个台阶, 上台阶高3 m, 下台阶高3 m, 分台阶施工, 上台阶在拱部120°范围内, 设置φ42 mm的注浆超前导管, 做好全断面连接筋焊接及喷射混凝土, 及时封闭, 防止立柱立面失稳。

施工过程中发现拱脚处位移急速变大, 最大达到2 cm/d, 现场确定迅速在拱脚处加设一道φ100 mm钢管横撑, 适当施加预应力, 有效控制了变形。

3.4 中导洞施工

临时横通道施工结束, 托换完成后, 需要开挖中导洞上台阶, 临时横通道拱顶比中导洞拱顶低约2 m, 托换开口处比中导洞拱顶低约2.2 m, 比中导洞上台阶拱脚标高高约70 cm。人工开挖掏出一榀钢格栅位置, 预留连接钢筋后, 喷射混凝土封闭迅速开挖架设第二榀钢格栅。待施工面出来后, 用3 m长φ42 mm注浆锚管做土钉封闭临时横通道上部土体。中导洞及时封闭下台阶, 待开挖至设计里程后, 反向开挖临时横通道处, 破除土钉墙, 迅速封闭上台阶, 中导洞上台阶靠近左线拱脚与正线临时支护钢拱架拱脚错开布置在横梁上。及时封闭下台阶, 临时横通道处中导洞底板因为没有竖向钢格栅支撑, 打入3 m长φ42 mm注浆锚管按照50 cm间距菱形布置。

3.5 中隔墙施工

对中隔墙从K6+299.2至K6+309.2处进行绑轧钢筋、支模及预埋件焊接。完成后, 人员及小型设备从支ZDK6+309.2至支ZDK6+309.8预留的0.6 m通道中撤出, 同时做好挡头模板加固。浇注混凝土, 3 d后对预埋注浆管注浆, 充填混凝土孔隙。

4 正线隧道CRD改良工法施工

工程双连拱隧道里程只有10 m, 按照设计每步开挖间距5 m, 不能连续施工, 不符合城市地下工程施工“快封闭”的原则, 且左线因为临时支护施工, 已经不存在按照CRD工法施工的条件。因此有必要根据现场实际情况对CRD工法作一定的改进。

4.1 隧道左线开挖

左线已不存在按照CRD工法施工的条件, 按照城市地下工程“管超前、短开挖、弱扰动、快封闭、勤量测”的原则, 采取五步开挖的工法即: (1) 破除临时支护, 架设钢格栅, 设置超前小导管, 采用I16立柱竖直支撑钢格栅, 柱脚垫方木, 立柱用φ22 mm连接筋间距80 cm内外侧交错连接, 内侧加钢筋网喷射10 cm混凝土挡土; (2) 第一步支护3 m以后, 按照CD法封闭下台阶, 加长立柱使之支撑于格栅上; (3) 第二步封闭3 m后, 将右侧分为三步开挖, 即上中下3个台阶 (台阶如过高, 钢格栅架设会因为重量、高度带来诸多问题) , 上中台阶钢格栅各设置2根3 m长φ42 mm锁脚锚管, 同时右侧上中台阶施工可以先于第二步, 不必拘泥于工法的施工顺序而放慢进度, 及时成环封闭, 做好拱顶沉降及地表沉降量测, 施工过程中最大沉降为3 cm, 满足设计及规范要求。

4.2 隧道右线开挖

右线参照左线的开挖方法采取CD法加上中下台阶法综合施工的方法, 因为右线地质条件比左线稍差, 施工监测发现拱顶沉降过大, 最大达到7 cm, 通过断面放大和抬高等措施调整满足设计要求。

5 结论

“快封闭”在软土浅埋地下工程施工中最具重要性, 本工程违反了软土浅埋地下工程施工“弱扰动”的原则, 最终成功的积极因素就是快封闭, 组织充足的人力物力, 不拘泥于工法的限制, 抓住“快封闭”的原则, 突出一个快字;注重超前支护, 软土浅埋地下工程施工超前支护非常重要, 本工程的两次托换, CRD工法改良, 上台阶超前施工, 都与超前支护有莫大关系;监测和量测及时真实反馈了相关信息使技术人员及时作出调整, 确保工程的成功;相关人力物力准备要充足, 不可因为物资不足而停工。

F型双连拱隧道初支完成后, 没有出现安全质量事故, 采用临时支护方案开挖中导洞技术及CRD工法改良是成功的, 对软土浅埋隧道施工有一定的参考价值。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.铁路隧道设计规范 (TB10003-2005) [S].北京.中国铁道出版社, 2001

[2]中华人民共和国铁道部.铁路隧道施工规范 (TB10003-2001) [S].北京.中国铁道出版社, 2002