移動支護(hù)保護(hù)下的 隧道全斷面機(jī)械化施工方

移動支護(hù)保護(hù)下的

隧道全斷面機(jī)械化施工方法北京首爾工程技術(shù)有限公司匯報內(nèi)容（一）移動支護(hù)方法介紹（二）移動支護(hù)方法特點（三）初步試驗結(jié)果（一）移動支護(hù)方法介紹41.1方法提出

目前礦山法隧道施工方法仍然普遍，其存在的安全、質(zhì)量、速度、造價和環(huán)境保護(hù)等諸多問題都是因為地下工程的特殊性造成的。同地面建筑工程相比，地下工程的最主要特點是其動力學(xué)特性。隧道開挖過程中圍巖、地下水、剛形成的支護(hù)體系及地上環(huán)境因素等都在不斷變化，使得問題異常復(fù)雜。類似盾構(gòu)等機(jī)械化的隧道施工方法，如果能在礦山法施工作業(yè)面四周有個穩(wěn)定且不擾動圍巖的保護(hù)結(jié)構(gòu)，隧道的開挖和支護(hù)將趨于簡單且更安全。移動支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種在地下可移動的，能支撐一定長度開挖臨空面的，且一直為隧道施工提供保護(hù)的地下滑動鋼結(jié)構(gòu)。（一）移動支護(hù)方法介紹

設(shè)備示意圖61.2移動支護(hù)結(jié)構(gòu)以掘進(jìn)箱體和尾部連接的后護(hù)板為基本單元，各單元互扣互鎖在隧道拱部或周圍形成殼體保護(hù)。各單元和相鄰單元用公母隼相互咬合，每個單元能單獨向前掘進(jìn)。可以是全封閉的或半封閉的結(jié)構(gòu)。半封閉的移動支護(hù)結(jié)構(gòu)只保護(hù)隧道的上臺階或仰拱之上部分，全封閉的移動支護(hù)結(jié)構(gòu)對隧道進(jìn)行全環(huán)保護(hù)，全斷面開挖。結(jié)構(gòu)內(nèi)部由起固定作用的拱架及動力設(shè)備組成，各單元通過拱架上的頂進(jìn)設(shè)備分別向前掘進(jìn)。在軟弱地層一般地層（含粘性土、粉土、砂類土）中，掘進(jìn)可以采用螺旋出土頂進(jìn)的方式進(jìn)行。對于較復(fù)雜的地層（如漂石地層），采用微型隧道等方式。71.3移動支護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的作用掘進(jìn)箱體相互咬合形成穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，掘進(jìn)箱體可深入掌子面前1倍洞徑以上，若土層穩(wěn)定性好，可與掌子面同步推進(jìn)，對掌子面形成保護(hù)。隧道開挖完全在掘進(jìn)箱體保護(hù)下進(jìn)行。后護(hù)板安裝在掘進(jìn)箱體后面搭在已有初支上，掘進(jìn)箱體向前掘進(jìn)時拖動后護(hù)板向前移動。后護(hù)板之間也相互咬合形成有一定承載力的支護(hù)結(jié)構(gòu)。支護(hù)在后護(hù)板保護(hù)下進(jìn)行。內(nèi)拱架對掘進(jìn)箱體和后護(hù)板起到內(nèi)支撐的作用，同時為推進(jìn)設(shè)備提供動力及滑移軌道。螺旋推進(jìn)及動力系統(tǒng)將移動支護(hù)結(jié)構(gòu)向前推進(jìn)。當(dāng)掌子面開挖出一定空間后，移動支護(hù)結(jié)構(gòu)中的每個掘進(jìn)箱體能在螺旋推進(jìn)及動力系統(tǒng)的作用下單獨向前推進(jìn)，每次推進(jìn)連同尾部的后護(hù)板只完成一個步距。所有箱體都完成一個步距后，在后護(hù)板下方就形成了一段可以進(jìn)行初支的空間。采用人工或機(jī)械的方法在后護(hù)板的保護(hù)下進(jìn)行初支施工。

這樣掌子面土體開挖（人工或機(jī)械均可以）、移動支護(hù)結(jié)構(gòu)掘進(jìn)前移、后護(hù)板下方的初支施工這三個步驟成為一個循環(huán)。不斷這樣的循環(huán)并進(jìn)行二襯施工，隧道便在移動支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)下成洞。1.4移動支護(hù)結(jié)構(gòu)工作原理910（二）移動支護(hù)方法特點122.1圍巖變形小箱體推進(jìn)時對圍巖擾動微小。在軟弱圍巖中掘進(jìn)箱體先行吃土，然后將土體用螺旋排出，可實現(xiàn)圍巖不損失或小損失。箱體咬合處及外側(cè)可以采用先行注漿的方法在富水地層中實現(xiàn)隔水，對圍巖實現(xiàn)超前加固并能實現(xiàn)周邊隔水。掌子面的土體開挖完全在移動支護(hù)的保護(hù)下進(jìn)行。如果掘進(jìn)箱體能深入土體足夠長度，掌子面的擠出變形可以忽略。初支在后護(hù)板的保護(hù)下進(jìn)行。后護(hù)板的強(qiáng)度應(yīng)滿足上覆土體的壓力。對于沉降控制要求嚴(yán)的情況，對后護(hù)板移走后的間隙進(jìn)行后補(bǔ)注漿。（二）移動支護(hù)方法特點13礦山法隧道變形的三個階段根據(jù)隧道縱向變形特點可把隧道變形分為三個階段：（1）掌子面前方的超前變形階段，30-35%

（2）掌子面附近及后方變形急劇增大階段，50-60%

（3）掌子面后方變形穩(wěn)定階段，15-20%

可以根據(jù)距離掌子面開挖位置的不同，將隧道劃分為微小變形區(qū)、急劇增大區(qū)、緩慢變形區(qū)和穩(wěn)定變形區(qū)四個區(qū)域。14上面的圖說明有了支護(hù)箱體的保護(hù)，超前核心土的擠出變形趨于零，預(yù)收斂變形趨于零。下面的圖是軟弱圍巖中兩種狀況。152.2經(jīng)濟(jì)性與礦山法相比，對于需要進(jìn)行超前支護(hù)或加固的軟弱圍巖，移動支護(hù)方法是可重復(fù)的，相對造價低。與盾構(gòu)施工相比，移動支護(hù)方法只是將隧道周圈的土體螺旋排出，掌子面的土體用簡單的機(jī)械開挖運出，費用低。而且移動支護(hù)設(shè)備技術(shù)簡單，設(shè)備成本低。在城市的淺覆蓋環(huán)境中，保護(hù)構(gòu)建筑物和地下管線的改遷代價很大，移動支護(hù)方法因其擾動小，安全性高而節(jié)省相關(guān)費用。另外隨著勞動力成本越來越高，機(jī)械化的施工方法是大趨勢。162.3適應(yīng)性地質(zhì)適應(yīng)性：適應(yīng)多種軟弱地層。由于類似敞開式盾構(gòu)，即使遇到特殊的地下情況，還可以較安全地挖出小導(dǎo)洞排除障礙。

環(huán)境適應(yīng)性：可以在洞內(nèi)、城市中較小的豎井中進(jìn)行?？梢粤愀餐吝M(jìn)洞出洞。斷面適應(yīng)性：機(jī)具為模塊化，組合化，可以實現(xiàn)矩形、圓形、拱形等各種形狀。甚至對于地鐵車站等大斷面地下空間，只要設(shè)計好鋼支撐結(jié)構(gòu)，考慮好各種應(yīng)力條件，同樣可以進(jìn)行移動支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下的開挖。④可在隧道內(nèi)變斷面轉(zhuǎn)換。⑤可在280‰（甚至更大）坡度、小半徑（與盾構(gòu)機(jī)比）隧道作業(yè)。172.4可實現(xiàn)機(jī)械化施工移動支護(hù)方法的主要3個步驟都可以采用機(jī)械化：隧道開挖：用類似礦山開挖機(jī)械開挖、用扒渣機(jī)及皮帶輸送機(jī)出土。箱體掘進(jìn)：需要完善箱體結(jié)構(gòu)、不同圍巖的掘進(jìn)方式、監(jiān)測方法等。隧道支護(hù)：可實現(xiàn)初期支護(hù)和襯砌裝配化。1819隧道拼裝試驗（三）移動支護(hù)方法試驗213.弟1試驗?zāi)恳碌臋z驗移恐動支護(hù)凈隧道施森工方法誘的可行裂性。移動孝支護(hù)方郵法在國頸內(nèi)外勁畢竟沒疑有先例竊，雖然受從原理彈上說移進(jìn)動支護(hù)號鋼結(jié)構(gòu)異同鎖扣除管幕有籍些類似漿，但開浮挖、掘粥進(jìn)、支催護(hù)交錯拳進(jìn)行，逗比管幕竭施工復(fù)償雜。設(shè)備窄適應(yīng)靜性。要確嫁定移動臉支護(hù)動璃力設(shè)備抽的相關(guān)珍參數(shù)，錢如頂力債、扭矩庫、行程須、轉(zhuǎn)速求等。還忍要檢驗晴掘進(jìn)箱項體、出激土系統(tǒng)杠、拱架鈴及其歩布履系統(tǒng)巡壽的實用裳性和可睡靠性。后護(hù)啦板的蘿可靠象性和蝴初支軌施工浮相關(guān)炕問題。采用嘆鋼格柵休錨噴和右波紋板巷拼裝兩贏種方法徒，測試漁可行性油及工效皇。通過地呼表沉降聰觀測和貴洞內(nèi)的奔斷面量倦測判斷箱薪體鋼結(jié)殃構(gòu)整體抗向前掘哨進(jìn)時對寺圍巖的恢影響及蘆結(jié)構(gòu)本監(jiān)身方向激的改變。糾偏和匠方向控刑制。（三）移動支護(hù)方法繞試驗223.儲2試驗場座地及布司置場地安愛排在公崖司試驗惱場進(jìn)行沾。因場點地限制勺不能采累用深基駁坑，只怒能類似捏斜井按一擋定角度痛傾斜向釣下施工蹄，傾角救約-1利6%。試房誠驗開乓始只也有3個箱體毫入土，前進(jìn)10米后，柔在原地奶面上進(jìn)賤行了人沒工堆土異，箱體塌才全部貫入土。233.垮3掘進(jìn)箱展體結(jié)構(gòu)移動支星護(hù)結(jié)構(gòu)效由13個長墾*寬仔*高昆為880攻0*10見00*35寬0m陵m的掘進(jìn)糠箱體組可成，咬贏合結(jié)構(gòu)像采用了核簡單的湖鋼管開害槽加連釘接軸結(jié)降構(gòu)。13個掘蜘進(jìn)箱咸體在醋隧道憶拱部鋤形成肉保護(hù)紋。本次侮試驗荒隧道劉長度宮只有30米，全油部超淺坡埋。由廉于上覆毫荷載小炒，沒有訊計劃進(jìn)蓬行仰拱掘施工。243.云4施工賠步驟電：準(zhǔn)筆備工白作（1）場地政準(zhǔn)備（2）移動蜜支護(hù)結(jié)優(yōu)構(gòu)的拼怠裝及施起工設(shè)備建的安裝幼調(diào)試掘進(jìn)箱虜體是根候據(jù)隧道拼外輪廓腳形狀、斤通過咬腹合構(gòu)件糕拼接而山成的拱誕形結(jié)構(gòu)；下每個項箱體側(cè)是根前據(jù)隧干道形遵狀而框特制膚的，留且尾層部向小后延亦伸有伙后護(hù)吸板；裁施工設(shè)備乞包括驅(qū)儲動箱體或掘進(jìn)設(shè)臣備、隧晌道掌子冶面開挖漁出土設(shè)逐備、預(yù)踐制件拼侮裝輔助披設(shè)備與。（3）移管動支企護(hù)設(shè)畏備就運位移動支匆護(hù)結(jié)構(gòu)孤就位包卡含箱體單鋼結(jié)構(gòu)班在掌子鼠面就位揀及隧道秋循環(huán)施帽工就位。陜隧道拘循環(huán)赴施工暑就位服后進(jìn)榮入隧票道開嚇挖-箱體掘性進(jìn)-預(yù)制件離拼裝或鹽初支施工的爐循環(huán)昏施工往。拱架拼誕裝出土板試驗27接上：戀施工步朝驟（循土環(huán)施工扒）（4）在他箱體膽鋼結(jié)玻構(gòu)的京保護(hù)壁下進(jìn)性行隧象道開鋪挖。鎮(zhèn)將步鉆驟3中箱體辜鋼結(jié)構(gòu)賊內(nèi)部掌郊子面展的土境體開銅挖1-笑2米，每莊次開挖困深度要稈小于箱撲體及護(hù)盾（板技）長度逆。根愛據(jù)隧損道圍旬巖地字質(zhì)情禍況，識合理線保留歉部分幣掌子徹面核搜心土陳。（5）箱體奶掘進(jìn)。平驅(qū)動單升個箱體桂沿隧道勸軸向掘舒進(jìn)，在飲掘進(jìn)同唉時通過舅螺旋鉆具將背土體排傅出，到豆達(dá)預(yù)定慨深度后于進(jìn)行下遍一箱體甘掘進(jìn)，狗相鄰箱藥體通過榮咬合蒸構(gòu)件拆進(jìn)行睡咬合師，并馬互為羊滑動迷的軌稱道。松如此立依次驢所有史箱體推入喘到預(yù)鋒定深頸度；辦全部喚箱體斧推入狼土體疊后，今相互羅咬合嫂拼接撿的箱攜體和后護(hù)板被形成的破箱體鋼杏結(jié)構(gòu)和趕后護(hù)板搞將承擔(dān)方土體的壞壓力，凍起到隧溝道臨時誤支護(hù)證作用允。（6）在箱凝體鋼結(jié)舟構(gòu)和后孩護(hù)板的肝保護(hù)下逆進(jìn)行初姻支施工項。在箱潔體鋼結(jié)行構(gòu)和后護(hù)黑板的泡保護(hù)汁下錨真噴或之拼裝曉形成獨初支卡然后扎進(jìn)行厲二襯求施工捏。后護(hù)板目前整妥體圖303.調(diào)5沉降擾觀測怠及隧展道量炒測時間與初始采集的沉降監(jiān)測點數(shù)值差（mm）點號12345678910111213141512.600000000000000012.701000010111010012.9-111-2-2-10-1001100112.12001-2-3-1-3-2-100000012.13010-2-3-1-2-20-10100112.14010-3-3-2-3-1-10-1000012.16000-3-3-1-3-3-20-1100112.23-10-1-5-2-2-3-3-2-10100112.25-10-2-4-4-2-4-3-2-1-110-1112.290-1-2-5-4-2-4-3-2-1-1100112.300-23-5-3-2-5-2-2-1-100-11313.殘6試驗撥初步屯結(jié)果（1）移著動支憐護(hù)隧身道施待工方詳法是港可行俗的。允通過閥實驗染說明閑采用乒掘進(jìn)至箱體然拼接形成地居下可移鏈動的鋼錢結(jié)構(gòu)能濫為隧道配的開挖蘆及初支錄施工提故供可靠蹦的保護(hù)。（2）移傾動支蘿護(hù)隧寺道施油工方愿法對線圍巖口的擾鑄動很滲小。友在淺秒覆蓋我及下哲穿構(gòu)及建筑物時能情有效保捉護(hù)隧道炕施工對豈地面影耀響小。（3）在木移動邊支護(hù)進(jìn)鋼結(jié)顏構(gòu)的版保護(hù)早下，感隧道城開挖春和初并支施窮工不臂僅安校全而移且能夠高社效進(jìn)掠行。（4）設(shè)己備雖遣然存劈燕在較骨多問場題，菠但實灶現(xiàn)了齒基本吳功能卡。下趴一步鈔正式賽施工挪試驗需要對嚷設(shè)備進(jìn)皺行完善炊。323.鋤7設(shè)備棟需要