在坑道开挖后,在岩体松散破坏之前,及时修筑一层柔性薄壁衬砌(第一次衬砌),通过施工中的量测监视,确定围岩变形稳定之后,修筑防水层及第二次衬砌。
新奥法的开挖施工一般采用全断面法、台阶法及分部开挖法。全断面法及台阶法应用最广,约占新奥法施工总量的98%,其施工程序及施工方法同矿山法。
(1)全断面开挖有较大的工作空间,适用于大型配套机械化施工,施工速度快,因单工作面作业,便于施工组织和管理。一般应尽量采用全断面开挖法。由于开挖面大,围岩相对稳定性降低,且每循环工作量相对较大,因此要有较强的开挖、出渣能力和相应的支护能力。
(2)采用全断面开挖,具有较大的断面进尺比(即开挖断面面积与掘进进尺之比),可获得较好的爆破效果,且爆破对围岩的震动次数较少,有利于围岩的稳定。但由于每次爆破震动强度却较大,因此要求进行严格的控制爆破设计,尤其是对于稳定较差的围岩。
(1)摸清开挖面前方的地质情况,随时准备好应急措施(包括改变施工方法),以确保施工安全。尤其应注意突然发生的地质条件恶化如地下泥石流。
(2)各工序使用的机械设备务求配套,以充分发挥机械设备的使用效率和各工序之间的协调进行,在保证隧道稳定安全条件下,提高施工速度。
(3)在软弱破碎围岩中使用全断面法开挖时,应加强对辅助施工方法的设计和作业检查,以及对支护后围岩的动态量测与监控。
台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型,也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的。
(2)台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
(1)台阶长度要适当。按台阶长短可分为长台阶、短台阶、微台阶(超短台阶)三种。选用何种台阶,应根据两个条件来确定:其一是初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩稳定性愈差,闭合时间要求愈短;其二是上半断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求。
(2)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为一个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开,干扰较小;而短台阶干扰就较大,要注意作业组织。对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。
(3)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性很差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。
分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型,且一般将某部超前开挖,故也可称为导坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法,上导坑超前开挖法、单(双)侧壁导坑超前开挖法等。
(1)分部开挖因减少了每个坑道的跨度(宽度),能显著增强坑道围岩的相对稳定性,且易于进行局部支护
(4)凡下部开挖,尤其是边帮部位开挖时应注意上部支护或衬砌的稳定,减少对上部围岩及支护、衬砌的扰动和破坏。
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