大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法制造技术

本发明专利技术公开了一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，属于隧道施工技术领域，将隧道横断面分为左右相邻的固定分区部和动态分区部，分别采用CRD法和台阶法进行开挖施工，每个分区的工作台阶的尺寸比较小，同时具备CRD法和台阶法的优点，能够快速实现开挖和初支封闭，有效提高了施工效率，而且动态分区部的台阶法施工能够有效适应隧道渐变段，保证整个渐变隧道沿长度方向保持圆顺，从而提高隧道稳定性，同时降低了防水难度，提高了防水效果，从整体上缩短了工期，降低了施工成本，能带来巨大的经济效益，具有广阔推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】
大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法
本专利技术涉及隧道施工
，特别是涉及一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法。
技术介绍
近些年来，我国城市地铁快速发展，建设数量和建设里程逐年增加，并取得巨大成就。但是城市地铁浅埋暗挖大断面渐变隧道，因其跨度大，施工工序复杂，渐变段初支难以批量化生产，施工效率低，严重影响施工进度，尤其是在软弱围岩中，地表沉降和渐变段的水平位移难以控制，施工难度极大。城市地铁浅埋暗挖大断面渐变隧道，在Ⅳ-Ⅵ级围岩中通常采用双侧壁导坑法、中洞法、PBA等工法，但是以上工法也存在一定局限性，比如：施工速度慢、防水问题难处理、不能适应渐变、对地层多次扰动等，这将增加成本和管理难度。因此选择合理的开挖方式，可以减小施工工作量、提高效率，节约成本，具有重大显示意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，以解决上述现有技术存在的问题，提高了大断面渐变隧道穿越软弱围岩底层施工的施工效率和安全性，节约成本，提高隧道稳定性，防水效果好。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，包括：步骤一：将隧道横断面分为左右相邻的固定分区部和动态分区部，所述固定分区部的最大跨度不大于施工隧道的最小横断面的跨度；步骤二：所述固定分区部采用CRD法施工：所述固定分区部的掌子面依次推进第一距离，施作固定分区部初支、临时竖撑以及临时横撑，且所述固定分区部初支封闭成环；步骤三：所述动态分区部采用台阶法施工：所述动态分区部的掌子面依次推进第一距离，施作动态分区部初支，所述固定分区部初支和所述动态分区部初支相连接，整体封闭成环；步骤四：拆除临时竖撑和临时横撑，施作二次衬砌和仰拱；步骤五：重复步骤二至步骤四，直至隧道贯通。可选地，步骤一中，整个隧道横截面沿竖向分为2部分，沿横向分为3部分，共6个区域，横向上半部分从左至右分别为固定三区、固定一区和动态五区，横向下半部分从左至右分别为固定四区、固定二区和动态六区，所述固定一区、所述固定二区、所述固定三区和所述固定四区组成所述固定分区部，所述动态五区和动态六区组成所述动态分区部。可选地，步骤一中，隧道开挖前，对隧道全断面注浆超前加固，形成超前加固层，所述超前加固层厚度为1.5-2m。可选地，所述第一距离为2m。可选地，步骤三中，所述动态分区部开挖前，对所述动态分区部掌子面进行超前加固，从而分别在所述动态五区、所述动态六区形成五区超前加固掌子面和六区超前加固掌子面。可选地，步骤二中所述固定分区部掌子面每推进10-15m后，进行步骤三中动态分区部的开挖施工。可选地，步骤二和步骤三中，施作固定分区部初支和动态分区部初支时，及时施作锁脚锚杆并注浆。可选地，所述动态五区、所述动态六区的最大跨度不大于所述固定一区、所述固定二区、所述固定三区或所述固定四区的最大跨度。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术通过对隧道划分成固定分区部和动态分区部，从左至右分别通过CRD法和台阶法进行施工，每个分区的工作台阶的尺寸比较小，同时具备CRD法和台阶法的优点，能够快速实现开挖和初支封闭，有效提高了施工效率，而且动态分区部的台阶法施工能够有效适应隧道渐变段，保证整个渐变隧道沿长度方向保持圆顺，从而提高隧道稳定性，同时降低了防水难度，提高了防水效果，从整体上缩短了工期，降低了施工成本，能带来巨大的经济效益，具有广阔推广应用前景。进一步地，固定分区部分成四区，应用标准CRD法进行施工，动态分区部分成上下两区，应用上下台阶法进行施工，六个区域不间断相邻分布，初喷混凝土以及钢架支撑能快速衔接并整体成环，保证隧道断面轮廓圆顺、受力均匀，施工速度快。进一步地，动态五区、动态六区的最大跨度不大于固定一区、固定二区、固定三区或固定四区的最大跨度，尽量减小渐变隧道的偏压影响，进而减小衬砌结构发生剪切破坏而产生裂缝的风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中固定分区部和动态分区部的相对位置关系图；图2为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中固定一区、固定二区、固定三区、固定四区、动态五区和动态六区的相对位置关系图；图3为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中固定分区部的施工图；图4为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中动态五区掌子面超前加固的施工图；图5为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中动态六区掌子面超前加固的施工图；图6为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中动态分区部初支施工图；图7为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中拆除临时竖撑和临时横撑以及施作二次衬砌和仰拱的施工图；图8为本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法中渐变段动态五区和动态六区的立体图。图中：1：固定分区部；1-1：固定一区；1-2固定二区；1-3：固定三区；1-4：固定四区；2：动态分区部；2-1动态五区；2-2：动态六区；3：固定分区部初支；4：临时竖撑；5：临时横撑；6：动态分区部初支；7：超前加固层；8：锁脚锚杆；9：五区超前加固掌子面；10：六区超前加固掌子面；11：二次衬砌12：仰拱。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，以解决上述现有技术存在的问题，提高了大断面渐变隧道穿越软弱围岩底层施工的施工效率和安全性，节约成本，提高隧道稳定性，防水效果好。本专利技术提供一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，包括：步骤一：将隧道横断面分为左右相邻的固定分区部和动态分区部，所述固定分区部的最大跨度不大于施工隧道的最小横断面的跨度；步骤二：所述固定分区部采用CRD法施工：所述固定分区部的掌子面依次推进第一距离，施作固定分区部初支、临时竖撑以及临时横撑，且所述固定分区部初支封闭成环；步骤三：所述动态分区部采用台阶法施工：所述动态分区部的掌子面依次推进第一距离，施作动态分区部初支，所述固定分区部初支和所述动态分区部初支相连接，整体封闭成环；步骤四：拆除临时竖撑和临时横撑，施作二次衬砌和仰拱；步骤五：重复步骤二至步骤四，直至隧道贯通。本专利技术提供的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，通过对隧道划分成固定分区部和动态分区部，从左至右分别通过CRD法和台阶法进行施工，每个分区的工作台阶的尺寸比较小，同时具备CRD法和台阶法的优点，能够快速实现开挖和初支封闭，有效提高了施工效率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，其特征在于：包括：步骤一：将隧道横断面分为左右相邻的固定分区部和动态分区部，所述固定分区部的最大跨度不大于施工隧道的最小横断面的跨度；步骤二：所述固定分区部采用CRD法施工：所述固定分区部的掌子面依次推进第一距离，施作固定分区部初支、临时竖撑以及临时横撑，且所述固定分区部初支封闭成环；步骤三：所述动态分区部采用台阶法施工：所述动态分区部的掌子面依次推进第一距离，施作动态分区部初支，所述固定分区部初支和所述动态分区部初支相连接，整体封闭成环；步骤四：拆除临时竖撑和临时横撑，施作二次衬砌和仰拱；步骤五：重复步骤二至步骤四，直至隧道贯通。

【技术特征摘要】
1.一种大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，其特征在于：包括：步骤一：将隧道横断面分为左右相邻的固定分区部和动态分区部，所述固定分区部的最大跨度不大于施工隧道的最小横断面的跨度；步骤二：所述固定分区部采用CRD法施工：所述固定分区部的掌子面依次推进第一距离，施作固定分区部初支、临时竖撑以及临时横撑，且所述固定分区部初支封闭成环；步骤三：所述动态分区部采用台阶法施工：所述动态分区部的掌子面依次推进第一距离，施作动态分区部初支，所述固定分区部初支和所述动态分区部初支相连接，整体封闭成环；步骤四：拆除临时竖撑和临时横撑，施作二次衬砌和仰拱；步骤五：重复步骤二至步骤四，直至隧道贯通。2.根据权利要求1所述的大断面渐变隧道穿越软弱围岩地层的动态分区导坑法，其特征在于：步骤一中，整个隧道横截面沿竖向分为2部分，沿横向分为3部分，共6个区域，横向上半部分从左至右分别为固定三区、固定一区和动态五区，横向下半部分从左至右分别为固定四区、固定二区和动态六区，所述固定一区、所述固定二区、所述固定三区和所述固定四区组成所述固定分区部，所述动态五区和动态六区组成所述动态分区部。3.根据权利要求1所述的大断面渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，雷领，路明，王建锋，刘宁，田清彪，黄惟，姚辉山，王省阳，胡日成，唐兴华，
申请(专利权)人：广西大学，中交路桥建设有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45