小断面黄土隧道的开挖施工方法技术

本发明专利技术公开了小断面黄土隧道的开挖施工方法，将待开挖的隧道分为五部分，分别为先行导坑上台阶，先行导坑下台阶，后行导坑上台阶，后行导坑下台阶，位于后行导坑上台阶、后行导坑下台阶之间的预留核心土方，开挖时；先对先行导坑上台阶开挖，再后行导坑上台阶开挖，之后对先行导坑下台阶和后行导坑下台阶同时开挖。本发明专利技术能够缩短工期，解决湿陷性黄土的沉降问题。

Excavation and Construction Method of Small Section Loess Tunnel

The invention discloses the excavation construction method of a small section loess tunnel, which divides the tunnel to be excavated into five parts: first, the pilot pit goes up the steps, then the pilot pit goes up the steps, then the pilot pit goes down the steps, and then the pilot pit goes down the steps, and the reserved core soil between the upper steps of the pilot pit and the lower steps of the pilot pit is located, when excavating, first, the pilot pit goes up the steps, and then the pilot pit goes down. The upper step of the pit is excavated, and the lower step of the first pilot pit and the lower step of the second pilot pit are excavated simultaneously. The invention can shorten the construction period and solve the settlement problem of collapsible loess.

【技术实现步骤摘要】
小断面黄土隧道的开挖施工方法
本专利技术涉及一种小断面黄土隧道施工的开挖支护方法，适用于老黄土、新黄土Ⅴ级围岩新型小断面隧道的开挖支护方法。
技术介绍
我国疆域辽阔，随着我国基础建设的蓬勃发展，甘肃、山西、陕西等黄土地区先后等大面积的开发，穿越黄土的隧道也越来越多，由于黄土地区特殊的湿陷性特征，目前针对黄土隧道施工工法不仅工序复杂、投入成本大、而且时间长。小断面黄土隧道开挖施工方法不仅很好的满足黄土特殊条件地质及地形条件、总体路线线性等的特殊要求，而且更节约成本和缩短工期，具有良好的技术经济效果和显著的经济、社会、环境效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供小断面黄土隧道的开挖施工方法，能够缩短工期，解决湿陷性黄土的沉降问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，将待开挖的隧道分为五部分，分别为先行导坑上台阶，先行导坑下台阶，后行导坑上台阶，后行导坑下台阶，位于后行导坑上台阶、后行导坑下台阶之间的预留核心土方，开挖时：先对先行导坑上台阶开挖，再后行导坑上台阶开挖，之后对先行导坑下台阶和后行导坑下台阶同时开挖。优选的是，先行导坑上台阶开挖工序包括：a1.支护超前注浆导管；a2.机械开挖，人工修整；a3.掌子面喷射3-5cm厚C25混凝土砼封闭；a4.安设I20b型钢初期支护钢架；a5.布挂直径6mm双面20x20cm钢筋网；a6.安设直径25mm长350cm锁角锚杆；a7.喷射22-26cm厚C25初期支护混凝土；后行导坑上台阶开挖工序与先行导坑上台阶开挖工序相同。优选的是，先行导坑下台阶开挖工序包括：b1.机械开挖，人工修整；b2.掌子面喷射3-5cm厚C25混凝土砼封闭；b3.安设I20b型钢初期支护钢架；b4.布挂直径6mm双面20x20cm钢筋网；b5.安设直径25mm长350cm锁角锚杆和直径50mm长5m钢管桩；b6.喷射22-26cm厚C25初期支护混凝土；后行导坑下台阶开挖工序与先行导坑下台阶开挖工序相同。优选的是，预留核心土方的宽度为隧道宽度的1/5～1/6。优选的是，先行导坑上台阶开挖完毕后，在先行导坑上台阶和后行导坑上台阶之间采用竖向钢架支护分隔。优选的是，隧道成环后进行仰拱施工和拱墙衬砌施工；仰拱施工包括分段拆竖向钢架支护及分段挖除预留核心土方，拆除长度以满足一环衬砌作业为标准，之后绑扎仰拱钢筋，立模安装止水带，浇筑50cm厚C30仰拱混凝土；拱墙衬砌施工包括：铺设环向及纵向排水管、铺设防水板；钢筋绑扎；安设端部模板及止水带；一次性浇筑50cm厚C30拱墙混凝土。优选的是，雨水天气，在进行竖向钢架支护架设的同时，对位于先行导坑上台阶的一侧的预留核心土方进行加固预处理，后行导坑上台阶开挖后，在对该侧的预留核心土方进行加固预处理；加固处理具体包括：沿预留核心土方上方向下方钻孔至预留核心土方的底部，孔径为12mm，将导管插入进行注浆，导管布置方式为：沿隧道纵向按1m的间隔布置，沿拱的宽度方向按0.5m的间隔布置。注浆后需要10-12小时干固。优选的是，在安设钢管桩后，沿隧道纵向间隔5米设置第一防沉降结构，每组第一防沉降结构为10m；所述防沉降结构为：在钢管桩外侧1m范围内沿隧道纵向钻孔，孔深至少为钢管桩的1/2，钻孔间距为1m，之后在钻孔中插入管套，插入注浆管，注浆管沿其轴向和纵向设置有注浆孔，其底端设有开口，注浆管的直径为2-3cm，且直径略小于所述管套直径，注浆管架设完毕后，拔出管套，对注浆管进行注浆，一边注浆一边上移动，直到浆液注满孔洞。优选的是，所述注浆液，按重量份数计，包括500份水、600份砂、200份粉煤灰、200份水泥、50份四甲基硅烷、80份水玻璃。本专利技术至少包括以下有益效果：采用本申请的方法施工，减少了竖向钢架支护的搭设，同时先行导坑下台阶和后行导坑下台阶可以同时开挖，大大缩短了施工周期。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是根据本专利技术施工时的立面图。附图标记1先行导坑上台阶，2后行导坑上台阶,3先行导坑下台阶，4后行导坑下台阶，5预留核心土方。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。隧道围岩一般共分为6级，一级围岩最好，基本上是整块坚硬的石头；六级围岩最差，基本上是碎散的松软土体。本申请的施工方法可以用于老黄土、新黄土Ⅴ级围岩施工(结构疏松，一般具有湿陷性)，Ⅴ类属于散体：砂层滑坡堆积及碎、卵、砾质土。针对的是小断面隧道，其尺寸为3～10m2。黄土为粉粘土中的一种，但黄土相较于粉质粘土一般又会具有湿陷性的问题，在黄土中粗粉粒和砂粒作用黄土的骨架，其砂粒含量少，通过黄土中的胶体物质聚集在粗粉粒上，因此，在干燥条件下，黄土具有很高的强度，但遇到雨水天气时，黄土中的胶体物质会出现软化现象，导致黄土强度突然下降，出现湿陷性问题，导致隧道无法按正常工序掘进。实施例1实施例1中的开挖方法应用于甘肃省甜水堡经庆城至永和公路项目宁县隧道，此处黄土主要为湿陷性新黄土，存在容易沉降的问题。如图1所示，本专利技术提供了小断面黄土隧道的开挖施工方法，将待开挖的隧道分为五部分，分别为先行导坑上台阶1，先行导坑下台阶3，后行导坑上台阶2，后行导坑下台阶4，位于后行导坑上台阶2、后行导坑下台阶4之间的预留核心土方5，预留核心土方5的宽度为隧道宽度的1/6左右，不用特别精确。具体包括以下步骤：步骤一、先行导坑上台阶1开挖，开挖工序包括：a1.支护超前注浆导管；a2.机械开挖，人工修整；a3.掌子面喷射3-5cm厚C25混凝土砼封闭；a4.安设I20b型钢初期支护钢架；a5.布挂直径6mm双面20x20cm钢筋网；a6.安设直径25mm长350cm锁角锚杆；a7.喷射22-26cm厚C25初期支护混凝土。后行导坑上台阶2开挖工序与先行导坑上台阶1开挖工序相同。步骤二、在先行导坑上台阶1和后行导坑上台阶2之间采用竖向钢架支护分隔。步骤三、后行导坑上台阶2开挖，开挖工序与先行导坑上台阶1开挖工序相同。步骤四、先行导坑下台阶3和后行导坑下台阶4同时开挖，开挖工序包括：b1.机械开挖，人工修整；b2.掌子面喷射3-5cm厚C25混凝土砼封闭；b3.安设I20b型钢初期支护钢架；b4.布挂直径6mm双面20x20cm钢筋网；b5.安设直径25mm长350cm锁角锚杆和直径50mm长5m钢管桩；b6.喷射22-26cm厚C25初期支护混凝土。后行导坑下台阶4开挖工序与先行导坑下台阶3开挖工序相同。步骤五、隧道成环后进行仰拱施工和拱墙衬砌施工。仰拱施工包括分段拆竖向钢架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，将待开挖的隧道分为五部分，分别为先行导坑上台阶，先行导坑下台阶，后行导坑上台阶，后行导坑下台阶，位于后行导坑上台阶、后行导坑下台阶之间的预留核心土方，开挖时：先对先行导坑上台阶开挖，再后行导坑上台阶开挖，之后对先行导坑下台阶和后行导坑下台阶同时开挖。

【技术特征摘要】
1.小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，将待开挖的隧道分为五部分，分别为先行导坑上台阶，先行导坑下台阶，后行导坑上台阶，后行导坑下台阶，位于后行导坑上台阶、后行导坑下台阶之间的预留核心土方，开挖时：先对先行导坑上台阶开挖，再后行导坑上台阶开挖，之后对先行导坑下台阶和后行导坑下台阶同时开挖。2.如权利要求1所述的小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，先行导坑上台阶开挖工序包括：a1.支护超前注浆导管；a2.机械开挖，人工修整；a3.掌子面喷射3-5cm厚C25混凝土砼封闭；a4.安设I20b型钢初期支护钢架；a5.布挂直径6mm双面20x20cm钢筋网；a6.安设直径25mm长350cm锁角锚杆；a7.喷射22-26cm厚C25初期支护混凝土；后行导坑上台阶开挖工序与先行导坑上台阶开挖工序相同。3.如权利要求1所述的小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，先行导坑下台阶开挖工序包括：b1.机械开挖，人工修整；b2.掌子面喷射3-5cm厚C25混凝土砼封闭；b3.安设I20b型钢初期支护钢架；b4.布挂直径6mm双面20x20cm钢筋网；b5.安设直径25mm长350cm锁角锚杆和直径50mm长5m钢管桩；b6.喷射22-26cm厚C25初期支护混凝土；后行导坑下台阶开挖工序与先行导坑下台阶开挖工序相同。4.如权利要求1所述的小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，预留核心土方的宽度为隧道宽度的1/5～1/6。5.如权利要求1所述的小断面黄土隧道的开挖施工方法，其特征在于，先行导坑上台阶开挖完毕后，在先行导坑上台阶和后行导坑上台阶之间采用竖向钢架支护分隔。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雄磊，王进军，徐庭，王伟，刘康，冉路尧，曹辉，于海星，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42