适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法技术

本发明专利技术从开了一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，两台阶隧道包括上台阶、下台阶以及仰拱，开挖方法包括：对隧道的掌子面的前方围岩做超前地质预报，并获得地质预报结果；基于地质预报结果，对掌子面的前方围岩进行预注浆加固；按照上台阶开挖循环进尺沿隧道的开挖轮廓线对掌子面进行挖掘，并在挖掘的同时施作掌子面混凝土封闭及对上台阶的初期支护，直至形成预定长度的上台阶；铺设栈桥，将上台阶末端与栈桥的连接处开挖成斜坡以搭设栈桥；按照下台阶开挖循环进尺挖掘下台阶及仰拱凹坑，并同时施作对下台阶的初期支护，直至上台阶初期支护与下台阶初期支护封闭成环；循环执行上述方法，直至完成两台阶隧道的挖掘。

Excavation method for two steps one time fast closed ring for weak surrounding rock tunnel

The invention provides an excavation method for a rapid closed loop closure for two steps in a soft surrounding rock tunnel. The two step tunnel includes the upper step, the lower step and the inverted arch. The excavation method includes the preceding geological forecast for the surrounding rock of the tunnel's front face, and the results of the geological forecast; based on the geological forecast results, The surrounding rock in front of the face is pre grouting and reinforced, and the excavation contour line is excavated according to the excavation contour line of the upper step. At the same time, the concrete closure of the palm face and the initial support to the upper step are applied at the same time until the predetermined length is formed, and the Zhanqiao is laid to the end of the upper step and the end of the step. The connecting place of the Zhanqiao is excavated into a slope to build Zhanqiao; the lower steps are excavated to excavate the lower steps and the pitching pits according to the lower steps, and at the same time, the initial support of the lower steps is applied until the initial support and the initial support of the lower steps are closed in the initial stage, and the above method is carried out until the excavation of the two step tunnel is completed.

【技术实现步骤摘要】
适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法
本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法。
技术介绍
随着国家实力的不断提升，国家对于基础设施的建设力度不断加大。由于我国的地址条件复杂多样，需要在各种路况下进行搭桥修路，尤其在南方，由于地势的原因，因此存在各种山或丘陵的地貌，此时需要继续搭桥修路，例如铁路建设，就需要进行隧道挖掘。在隧道施工的
，已经出现了多种成熟的隧道施工方法，例如先拱后墙法、漏斗棚架法、台阶法、全断面法、上下导坑先墙后拱法、蘑菇形法、侧壁导坑先墙后拱法、爆破开挖、矿山法等，其中，在铁路断面软弱围岩隧道的开挖方法中，比较常用的主要有三台阶临时仰拱法与台阶(不带仰拱)法。在大断面(一般为140-180平方米)软弱围岩隧道的施工过程中，本领域技术人员主要发现了如下技术问题：对于三台阶临时仰拱法，由于将隧道分为了多个台阶，因此每个台阶所占用的空间较小，导致作业空间狭小，不利于大型机械的施工，因此工效低，且围岩的暴露时间长，同时在地质条件发生变化时，不能灵活、及时地转换施工方法，无法保证稳定的施工进度，同时还存在着施工繁琐，隧道仰拱安全步距容易超标等技术问题。对于台阶(不带仰拱)法，当应用于IV、V级围岩大断面铁路隧道时，不能有效抑制围岩的变形，同时由于该方法不带仰拱，因此隧道不能及早封闭成环，初期支护收敛变形较大，存在较大的安全隐患，在施工过程中，仰拱初期支护安全步距容易超标，不满足现行规范要求，且该方法同样存在施工繁琐，不利于大机施工的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中的隧道挖掘方法作业空间狭小、施工效率低下以及施工安全性不高的技术问题，本专利技术提供了一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，通过采用两台阶施工以及下台阶和仰拱一起挖掘和支护的施工方法，增大了作业空间，提升了作业安全性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，所述两台阶隧道包括上台阶、下台阶以及仰拱，所述开挖方法包括：对所述隧道的掌子面的前方围岩做超前地质预报，并获得地质预报结果；基于所述地质预报结果，对所述掌子面的前方围岩进行预注浆加固；按照上台阶开挖循环进尺沿隧道的开挖轮廓线对所述掌子面进行挖掘，并在挖掘的同时施作掌子面混凝土封闭及对上台阶的初期支护，直至形成预定长度的上台阶；铺设栈桥，将所述上台阶末端与所述栈桥的连接处开挖成斜坡以搭设所述栈桥；按照下台阶开挖循环进尺挖掘下台阶及仰拱凹坑，并同时施作对下台阶的初期支护，直至所述上台阶初期支护与所述下台阶初期支护封闭成环；循环执行上述方法，直至完成所述两台阶隧道的挖掘。优选地，在对所述掌子面进行挖掘之前，沿着所述掌子面留有1:0.1的坡度。优选地，对所述掌子面的挖掘高度为7-8m，所述上台阶的预定长度为15-35m，所述混凝土封闭的厚度为3-5cm。优选地，所述上开挖循环进尺为1-3m。优选地，所述斜坡的宽度小于等于5m，坡度为10％-15％。优选地，在所述上台阶末端与所述仰拱之间设置有3-6m的施工空间，所述栈桥设置于所述施工空间上方。优选地，所述下台阶开挖循环进尺小于等于3榀。优选地，所述初期支护包括：初步喷射混凝土以封闭岩石表面；在所述岩石周围施作系统锚杆，并在所述系统锚杆上挂设钢筋网；基于所述钢筋网安装钢架；在所述钢架上再次喷射混凝土。优选地，所述上台阶开挖循环进尺根据对上台阶施作的首次初期支护的钢架之间的距离确定。优选地，所述开挖方法还包括仰拱的施工步骤，所述仰拱的施工步骤包括：对所述下台阶以及隧道底部进行挖掘；在完成对所述隧道底部的挖掘后对所述隧道底部进行清理，以获得清理后隧道底部；在挖掘形成仰拱凹坑之后，对所述仰拱凹坑进行循环浇筑以一次成型所述仰拱，其中每循环浇筑的浇筑长度为12m。通过本专利技术提供的技术方案，本专利技术至少具有如下技术效果：通过采用两台阶施工的施工方法，使得每个台阶的占用空间增大，增大了工作空间，因此可以使用更大型的机械进入作业，极大的提升了工作效率；由于只具有两台阶，因此减少了支护的次数，能够将隧道尽早的封闭成环，能有效控制隧道的收敛变形；同时采用下台阶和仰拱一起挖掘和支护的施工方法，减少了爆破对隧道围岩的扰动次数，避免了仰拱安全步距超标的问题，提升了作业安全性，同时在围岩变形较大时，能够在保证安全和满足净空断面的情况下,可尽快调整隧道的闭合时间，进一步保证了施工的安全性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1为本专利技术实施例提供的适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法的具体实现流程图；图2为本专利技术实施例提供的适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法的开挖透视图；图3为本专利技术实施例提供的初期支护的具体实现流程图；图4为本专利技术实施例提供的仰拱的施工步骤的具体实现流程图。具体实施方式针对现有技术中的隧道挖掘方法作业空间狭小、施工效率低下以及施工安全性不高的技术问题，本专利技术提供了一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，通过采用两台阶施工以及下台阶和仰拱一起挖掘和支护的施工方法，增大了作业空间，提升了作业安全性。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。请参见图1，本专利技术实施例提供一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，所述两台阶隧道包括上台阶、下台阶以及仰拱，所述开挖方法包括：S10)对所述隧道的掌子面的前方围岩做超前地质预报，并获得地质预报结果；S20)基于所述地质预报结果，对所述掌子面的前方围岩进行预注浆加固；S30)按照上台阶开挖循环进尺沿隧道的开挖轮廓线对所述掌子面进行挖掘，并在挖掘的同时施作掌子面混凝土封闭及对上台阶的初期支护，直至形成预定长度的上台阶；S40)铺设栈桥，将所述上台阶末端与所述栈桥的连接处开挖成斜坡以搭设所述栈桥；S50)按照下台阶开挖循环进尺挖掘下台阶及仰拱凹坑，并同时施作对下台阶的初期支护，直至所述上台阶初期支护与所述下台阶初期支护封闭成环；S60)循环执行上述方法，直至完成所述两台阶隧道的挖掘。在本专利技术实施例中，通过采用两台阶施工的施工方法，使得每个台阶的占用空间增大，增大了工作空间，因此可以使用更大型的机械进入作业，极大的提升了工作效率；由于只具有两台阶，因此减少了支护的次数，能够将隧道尽早的封闭成环，能有效控制隧道的收敛变形；同时采用下台阶和仰拱一起挖掘和支护的施工方法，减少了爆破对隧道围岩的扰动次数，避免了仰拱安全步距超标的问题，提升了作业安全性，同时在围岩变形较大时，能够在保证安全和满足净空断面的情况下,可尽快调整隧道的闭合时间，进一步保证了施工的安全性。在本专利技术实施例中，在对所述掌子面进行挖掘之前，沿着所述掌子面留有1:0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，所述两台阶隧道包括上台阶、下台阶以及仰拱，其特征在于，所述开挖方法包括：对所述隧道的掌子面的前方围岩做超前地质预报，并获得地质预报结果；基于所述地质预报结果，对所述掌子面的前方围岩进行预注浆加固；按照上台阶开挖循环进尺沿隧道的开挖轮廓线对所述掌子面进行挖掘，并在挖掘的同时施作掌子面混凝土封闭及对上台阶的初期支护，直至形成预定长度的上台阶；铺设栈桥，将所述上台阶末端与所述栈桥的连接处开挖成斜坡以搭设所述栈桥；按照下台阶开挖循环进尺挖掘下台阶及仰拱凹坑，并同时施作对下台阶的初期支护，直至所述上台阶初期支护与所述下台阶初期支护封闭成环；循环执行上述方法，直至完成所述两台阶隧道的挖掘。

【技术特征摘要】
1.一种适用于软弱围岩隧道两台阶一次快速封闭成环的开挖方法，所述两台阶隧道包括上台阶、下台阶以及仰拱，其特征在于，所述开挖方法包括：对所述隧道的掌子面的前方围岩做超前地质预报，并获得地质预报结果；基于所述地质预报结果，对所述掌子面的前方围岩进行预注浆加固；按照上台阶开挖循环进尺沿隧道的开挖轮廓线对所述掌子面进行挖掘，并在挖掘的同时施作掌子面混凝土封闭及对上台阶的初期支护，直至形成预定长度的上台阶；铺设栈桥，将所述上台阶末端与所述栈桥的连接处开挖成斜坡以搭设所述栈桥；按照下台阶开挖循环进尺挖掘下台阶及仰拱凹坑，并同时施作对下台阶的初期支护，直至所述上台阶初期支护与所述下台阶初期支护封闭成环；循环执行上述方法，直至完成所述两台阶隧道的挖掘。2.根据权利要求1所述的开挖方法，其特征在于，在对所述掌子面进行挖掘之前，沿着所述掌子面留有1:0.1的坡度。3.根据权利要求1所述的开挖方法，其特征在于，对所述掌子面的挖掘高度为7-8m，所述上台阶的预定长度为15-35m，所述混凝土封闭的厚度为3-5cm。4.根据权利要求1所述的开挖方法，其特征在于，所述上开挖循环进...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫亚科，王立军，姜军，赵西民，李建军，李五红，骆文学，赵香萍，李晓，陈星强，麻晓飞，闫二兵，张旭，刘丽花，
申请(专利权)人：中铁十二局集团有限公司，中铁十二局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14