理论教育 隧道工程施工的开挖循环要素

隧道工程施工的开挖循环要素

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:新奥法提供了将内层衬砌施工从开挖面完全分离出来的条件,即在开挖面作业区内循环进行的是钻眼爆破→出渣运输→初期支护,称为“开挖循环”,然后进入下一个循环。开挖循环是制约隧道施工速度的重要因素,因此要提高隧道施工速度,就应当研究开挖循环要素。开挖循环的基本要素有掘进进尺、循环时间两项,衍生要素有日循环次数。

隧道工程施工的开挖循环要素

1.作业循环、掘进进尺(L)、循环时间(T)、日循环次数(N)

隧道工程中,作业空间十分有限,多数工序只能顺序进行,因此施工速度必然受此制约。要提高隧道施工速度,就必须深入研究作业空间的划分和作业循环的改善。新奥法提供了将内层衬砌施工从开挖面完全分离出来的条件,即在开挖面作业区内循环进行的是钻眼爆破→出渣运输→初期支护,称为“开挖循环”,然后进入下一个循环。内层衬砌施工称为“内衬循环”,即在离开开挖面作业区一定距离的作业区内循环进行。

开挖循环是制约隧道施工速度的重要因素,因此要提高隧道施工速度,就应当研究开挖循环要素。开挖循环的基本要素有掘进进尺、循环时间两项,衍生要素有日循环次数。掘进进尺、循环时间和日循环次数的选择确定,主要应考虑围岩的稳定性、围岩的自然成拱作用(纵向)、开挖面的支撑作用、开挖断面的大小、工期要求、(开挖、出渣、支护)施工能力、施工组织和管理水平等因素的影响。

一般而言,当围岩稳定性较差(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级),或支护作业能力不足,或出渣作业能力不足时,应采用短进尺、多循环方案;当围岩较稳定(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级),或支护作业能力较强,或出渣作业能力较强时,应采用深进尺、少循环方案。显然单循环的时间越短,日循环次数就越多。

目前,我国隧道工程钻眼爆破单循环掘进进尺,最短的仅为0.5 m,最深的可达5.0 m,单循环时间则因开挖断面大小和掘进尺度的不同、初期支护和出渣运输能力的不同、施工组织和管理水平的不同而有较大的差异,较短的可以4~6 h完成一个循环,长的则需要16~20 h才能完成一个循环,即日循环次数为1~4。(www.daowen.com)

2.合同要求的掘进速度(v)

按照施工合同对工期的要求,隧道施工实际采用的掘进速度,应以满足工期要求为准。合同工期较紧时,应采用较快的掘进速度,相应需要增加大中型施工机械,并投入较多的人员。反之,合同工期要求较松时,可采用较慢的掘进速度,相应可以采用中小型施工机械和投入较少的人员。实际工程中,应在满足合同要求的条件下,综合考虑,慎重选择掘进速度。

3.施工安排的掘进速度(V)

掘进进尺和循环时间的确定应充分考虑围岩稳定能力与爆破扰动之间的关系、初期支护与出渣运输作业能力及围岩暴露时间之间的关系、合同工期要求与施工能力之间的关系、断面进尺与钻爆效率及效果之间的关系、施工组织的可行性与施工管理的有效性之间的关系等,选择比较经济合理的掘进进尺和循环时间。

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