新预切槽支护隧道施工技术

新预预切切槽槽支支护护隧隧道道施施工工技技术术NewPre-liningSupportMethod北京京交交通通大大学学土土木木建建筑筑工工程程学学院院赵伯伯明明刘刘维维宁宁BEIJINGJIAO-TONGUNIVERSITYBomingZHAOandWeiningLIU预切切槽槽技技术术的的概概念念和和特特点点预切切槽槽技技术术是是在在开开挖挖工工作作面面之之前前，，用用特特制制的的链链式式机机械械切切刀刀沿沿隧隧道道断断面面周周边边连连续续切切割割出出一一条条厚厚约约数数十十厘厘米米深深数数米米的的窄窄槽槽，，同同时时应应用用和和切切刀刀一一体体化化的的混混凝凝土土灌灌注注设设备备注注入入混混凝凝土土，，从从而而形形成成一一个个连连续续的的起起预预先先支支护护作作用用的的混混凝凝土土壳壳体体。。然然后后在在该该混凝凝土土壳壳体体的的支支护护下下进进行行工工作作面面机机械械挖挖掘掘。。该该技技术术兼兼备备超超前前预预支支护护以以控控制制地地层层的的变变形形和和提提供供施施工工支支护护及及永永久久支支护护的的功功能能。。（1）由由于于预预槽槽开开挖挖和和混混凝凝土土灌灌注注同同时时完完成成，，避避免免了了导导致致土土层层应应变变的的应应力力释释放放。。（2）由于于沿隧隧道道横横向向预置置连连续续拱壳壳，，沿沿隧隧道道纵纵向向拱拱与与拱拱之之间间也也有有搭搭接接，，从从而而形形成成连连续续的的空空间间拱拱形形结结构构，，具具有有高高度度的的力力学学安安定定性性。。（3）由于于采用用机机械械化化切切割割施施工工，，可可以以减减少少对对围围岩岩的的破破坏坏。。（4）作作为为独独立立的的隧隧道道挖挖掘掘施施工工技技术术使使用用。。避避免免喷喷混混凝凝土土等等二二次次衬衬砌砌和和钢钢支支架架支支护护等等作作业业。。预切切槽槽技技术术的的背背景景预切切槽槽技技术术50年代代始始于于美美国国，，70年代代在在法法国国得得到到发发展展和和应应用用。。日日本本从从80年代代初初期期以以来来在在引引进进国国外外技技术术的的同同时时，，开开发发了了适适合合本本国国国国情情的的超超前前支支护护施施工工技技术术，，例例如如LAP法，，PATM法，，PASS法，，PSS法等等。。NewPLS技术术是是现现阶阶段段最最完完善善的的超超前前支支护护施施工工工工艺艺，，并并得得到到了了工工程程实实际际应应用用。。日日本本道道路路公公团团于于1991年首首次次制制作作了了NewPLS实验验机机，，在在北北陆陆高高速速公公路路名名立立隧隧道道现现场场进进行行了了实实际际工工程程试试验验，，取取得得了了大大量量的的试试验验数数据据，，验验证证了了该该工工艺艺的的高高度度工工程程可可行行性性。。其其后后NewPLS被应用于横滨滨新道的3车道隧道扩改改工程(1995-1997)和横须贺道路路吉井隧道(1998-2000)等工程。日本建筑机械械化协会，大大林组等各大大建筑公司以以及建筑机械械制造厂商联合合成立了NewPLS工法研究会。。NewPLS预切槽机的概概观双联链式切刀刀概观（臂长4米，自重约10吨）NewPLS机沿隧道纵断断面连续移动动作业示意图图切刀沿断面导轨移动开槽同时做成的连续预置混凝土拱圈操纵员与操纵台位置机械沿纵向导轨前后移动NewPLS预切槽机的施施工现场作业空间大预切槽机设备（名立隧道试验）NewPLS施工作业流程程掌子面全断面机械开挖NewPLS机前移至作业面链式切刀切入地层连续切割出预槽，随即灌注混凝土退出链式切刀，加注混凝土NewPLS机后退让出作业面隧道纵向机械械配置及作业业顺序（1）预切槽及施作混凝土壳体预支护（2）作业面全断面开挖（3）地山及壳体喷混凝土（必要时）作业面隧道纵向机械械配置及作业业顺序施工作业纵向俯视图图施工作业纵向向立面图NewPLS机NewPLS机切刀在左墙最最下部时切刀在最上部部时预切槽切割施施工示意（试试验施工）混凝土试样外侧（侧向模模板附近）中部（灌注口口附近）内侧（地山内侧））双联链式切刀断面图混凝土灌注口混凝土双链切刀滑模混凝土双链切刀滑动型侧向模具预槽切割方向切割方向双联链式切刀刀俯视示意图图切割渣土回收装置操作台速凝剂混合系统拱形梁架移动型侧向模具（滑模）切刀混凝土混凝土管切刀移动型侧向模具混凝土预切槽机纵向向与横向立面面示意连续混凝土壳壳体与作业面面的详细位置置关系切刀的切削深度2800mm混凝土灌注深度2200mm搭接长度200mm预切槽侧向模板埋深800挖掘长度2000mm一体化的链式刀具和混凝土灌注设备混凝土壳体施工前的作业面位置混凝土壳体施工后的作业面位置必要时可以配配合二次衬砌砌和锚杆加固固预支护壳体混混凝土施工流流程图现场混凝土站早强混凝土速凝剂加注速凝剂混合装置预支护壳体混凝土切割装置侧向模具有关混凝土的基本要要求流动性早早期强度(不变形)高强度早强剂凝固调整剂速凝剂水泥的种类骨料最大粒径SlumpSlump时间早期强度(时间)压缩强度保土的谷隧道例吉井隧道例保土的谷隧道吉井隧道早强剂的添加量与早期强度的关系混凝土配合的实例有关混凝土的基本要要求流动性早早期强度(不变形)高强度工程实例北陆高速公路路名立隧道(1991)首次进行的NewPLS实地试验，进进行样机的试试制和实际工工程挖掘，证证实了该工法法的工程可行行性，明确了了需要克服的的问题。横滨新道新保保土的谷隧道道(1995-1997)应用NewPLS进行大断面隧隧道扩幅施工工（将2车道扩至3车道），右距距既有隧道2.5m，覆盖层厚为为2-17m，上部有住宅宅和重要管线线。左侧为施工中中的三车道隧隧道隧道中的NewPLS和切刀检验施作的混凝土壳体左表为名立隧隧道实验机规规格，右表为为保土的谷隧隧道实际工程程用机规格保土的谷隧道道标准断面图图左图隧道为两车道扩至三车道施工，右图为既有邻接隧道，两隧道相距2.5m地表及地层内内各个位置的的沉降结果（（隧道横向））保土的谷隧道道工程实例地表各个位置置的沉降结果果（隧道纵向向）保土的谷隧道道工程实例预切槽技术的的应用范围基于预切槽的的施工原理和和支护拱壳的的力学合理性性，主要适用用于未固结地地层和软岩地地层的铁路，，高速公路等等大断面隧道道的施工有效控制覆盖层沉降降，适合覆盖层很薄的的未固结地层和和软岩地层有效控制对地地表构造物的的影响，适合合城市等建筑筑物密集地点的的施工有效控控制对对地下下邻接构造物物的影影响，，适合合超接接近隧隧道，，地下下建筑筑物，，地下下管线线的施施工基于全全断面面开挖挖工艺艺，作作业空空间大大，适适于大大型机机械作作业掌子面面作业业人员员少，，且在在拱壳下下作业业，保保障安安全和和施工工环境境由于避避免锚锚杆作作业，，也适适合小小断面面隧道道施工工施工为为单纯纯重复复型工工艺过过程，，可以以缩短短工期期，降降低造造价预切槽槽技术术的几几个重重要数数据以下的的数据据是基基于日日本道道路公公团的的特定定机械械以及及日本本式的的施工工管理理模式式和作作息制制度得得出的的，仅仅作为为参考考总结结如下下。其其指标标可以以通过过技术术革新新加以以改善善。（1）考虑虑到切切刀的的磨耗耗，宜宜用于于抗压压强度度小于于100kgf/cm2(10MPa)的地层层。切刀具具有切切割100kgf/cm2以上的的混凝凝土壳壳体的的能力力。（2）施工工能力力为月月进尺尺50米以上上，和和城市市NATM（新奥奥法））基本本相同同。（3）地层层中的的碎石石，砾砾石的的粒径径不宜宜大于于切槽槽厚度度。（4）100l/min地下涌涌水时时，不不影响响混凝凝土的的灌注注施工工和质质量。。（5）有关关施工工原价价和预预槽机机价格格等具具体数数据，，正在在调查查。曲線パパイププルーーフにによるる隧道道施工工法（（双設設隧道道）曲线管管棚的的隧道道施工工法(双拱隧隧道)曲線パパイププルーーフにによるる隧道道施工工法（（双設設隧道道）曲線ボボーリリンググによよる隧隧道断断面拡拡大工工法使用曲曲线钻钻孔的的隧道道断面面扩大大法曲線パパイププルーーフにによるる隧道道断面面拡大大工法法使用曲曲线管管棚的的隧道道断面面扩大大法補助助工工法法補助工工法（（湧水水対策策を除除く））補助助工工[先受けけ工]超前支支护プレラライニニンググ工法法の種種類アーチチ構造造梁構造造超前支支护的的种类类槽式混混凝土土方式式水平旋旋喷加加固超前管管幕支支护拱式结结构粱结构构長尺鋼鋼管フフォアアパイイリンング超前管管幕支支护ＡＧＦＦ工法法の施施工概概念図図ＡＧＦＦ工法法ビビットトの