软岩大断面隧道交岔口施工方法技术

本发明专利技术涉及软岩大断面隧道交岔口施工方法，属于隧道施工技术领域。本发明专利技术提供的软岩大断面隧道交岔口处施工方法，包括注浆钢花管多处加固钢支撑、超前大管棚超前注浆预支护及弧形钢板连接钢支撑。本发明专利技术对存在大断面隧道交岔口施工过程中，围岩处于复杂的三维空间受力状态，通过对交岔口断面超前大管棚超前预注浆支护、注浆钢花管加密加固钢支撑以及弧形钢板连接被截断钢支撑，从而将被截断的钢支撑的结构力学效应通过超前大管棚、注浆锁脚钢花管以及弧形钢板集中传至了稳固的岩体中，达到稳固支撑的目的，大大确保了施工过程中的围岩稳定及后续施工安全。

Construction Method of Large Section Tunnel Intersection in Soft Rock

The invention relates to a construction method for a large section tunnel intersection in soft rock, belonging to the field of tunnel construction technology. The construction method at the intersection of large cross-section tunnel in soft rock provided by the invention includes reinforcing steel support by grouting steel flower tube at many places, pre-grouting support by advanced large pipe shed and steel support by arc steel plate connection. In the process of construction of large section tunnel intersection, the surrounding rock is in a complicated three-dimensional stress state. Through advanced pre-grouting support of large pipe shed at intersection section, reinforced steel support by grouting steel flower tube infill and truncated steel support by arc steel plate connection, the structural mechanical effect of truncated steel support is passed through advanced large pipe shed and grouting lock foot steel flower tube. As well as the arc steel plate centralized into the stable rock mass to achieve the purpose of stable support, greatly ensuring the stability of surrounding rock in the construction process and the safety of follow-up construction.

【技术实现步骤摘要】
软岩大断面隧道交岔口施工方法
本专利技术属于隧道施工
，涉及软岩大断面隧道交岔口施工方法。
技术介绍
当前，随着国内外互联网的不断发展和社会发展的需要，对数据储备的要求也越来越高，继而伴随着大断面隧道逐渐增多。当灾备数据中心设立在山体内部时，对隧道施工技术与工期的要求也越来越高。隧道交岔口是指两条主隧道相交处，对存在大断面隧道交岔口施工过程中，由于围岩处于复杂的三维空间受力状态，其稳定性极差。但目前国内相关规范、细则等仍缺少相关规定，许多设计院对软岩大断面交岔处结构没有进行相关细部设计，施工单位也仅凭各自施工经验进行施工，对隧道施工过程及后期安全运营有着极大隐患。所以为确保施工安全，隧道开挖过程中，两主洞之间的交叉口所采用的开挖方式、支护结构至关重要，其直接决定交叉口处的隧道洞稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种在软岩大断面隧道交岔口处的施工方法，在两隧道交叉处，在被截断的钢支撑段设有超前大管棚超前预支护，一端将与下方所述弧形钢板焊接，另一端锚入稳固的岩体中；通过实现对大断面支护体系受力的加固与传递，有效的控制了围岩变形，在大大增强围岩与支护体系稳定性的同时，保证隧道施工过程中的安全，并节省了工期。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：软岩大断面隧道交岔口施工方法，所述软岩大断面隧道交岔口为隧道B1与A1垂直交岔，该方法包括以下步骤：步骤1：B1隧道完成第1、5部初期支护过程中，预留交岔口部位不喷射混凝土，并对其范围内钢支撑按所述注浆钢花管加固方法同步加固；步骤2：A1隧道施工至距离交岔口10m位置封闭；步骤3：对所述交岔口将要截断的钢支撑D与完整钢支撑J、K进行弧形钢板连接；步骤4：在弧形钢板下方打设超前大管棚超前预注浆支护，并与弧形钢板及钢支撑D连接牢固；步骤5：交岔口下部支护工随B1隧道下方台阶的跟进支护同步进行。进一步，所述钢支撑由多节弧形型钢拱架拼装组成。进一步，所述步骤1中，注浆锁脚钢花管其一端与钢支撑焊接牢固，另一端锚入稳固的岩体中。进一步，所述步骤1中，注浆钢花管在被截断的钢支撑上的焊接方式，是通过连接筋分别于钢支撑与注浆钢花管焊接牢固。进一步，所述步骤2中，施工里程是根据步骤4中超前大管棚的长度方面来考虑，且与管棚搭接不少于5m。进一步，所述步骤3中，弧形钢板在被截断的钢支撑D上的焊接位置，位于被截断的钢支撑D的根部与超前大管棚之间。进一步，所述步骤4完成后，所述钢支撑D的根部与钢支撑E之间的围岩，开挖后只需采用挂网锚喷支护；在实施期间的实际截断钢支撑位置，按照A1隧道设计初支断面线进行割除；在钢支撑截断实施期间，配置24小时不间断的围岩稳定监测人员，及时掌握围岩的趋势情况，以保证施工安全。本专利技术的有益效果在于：在两交岔大断面隧道交岔口施工时，考虑到大断面交岔口围岩受力较复杂，且开口处被截断的钢支撑由于缺少有效的支撑点，而大大削弱了对围岩的支护作用，而降低了围岩的稳定性。通过对交岔口断面超前大管棚超前预注浆支护、注浆钢花管加密加固钢支撑以及弧形钢板连接被截断钢支撑，从而将被截断的钢支撑的结构力学效应通过超前大管棚、注浆锁脚钢花管以及弧形钢板集中传至了稳固的岩体中，达到稳固支撑的目的，大大确保了施工过程中的围岩稳定及后续施工安全。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术中隧道交岔结构示意图；图2为本专利技术中隧道加固支撑结构示意图；图3为L大样图。附图标记：1-隧道第1步初期支护，2-隧道第2步初期支护，3-隧道第3步初期支护，4-隧道第4步初期支护，5-隧道第5步初期支护，6-隧道第6步初期支护，7-隧道第7步初期支护，8-隧道第8步初期支护，A-注浆锁脚钢花管，B-超前大管棚，C-超前小导管，D-被截断的钢支撑，E-A1隧道钢支撑，F-A1隧道，G-交岔口开口线，H-弧形钢板，I-仰拱型钢拱架，J-被截断钢支撑一侧未截断型钢拱，K-被截断钢支撑另一侧未截断型钢拱架。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。1、概况隧道沿山体横向布置B1～B5隧道，隧道中心线线间距为46m，A1隧道与联络横洞纵向布置横穿B1～B5隧道。B1为柴发动力设备隧道，长232.5m；A1为通风设备隧道，长78m。B1隧道交岔口处洞身开挖宽20.02m、高16.88m(含仰拱19.71m)，断面积324.09㎡。A1隧道洞身开挖宽16.7m、高14.23m(含仰拱16.5m)，断面积227㎡。2、岩土体工程地质特征及隧道围岩级别划分2.1岩土体工程地质特征(1)土体的工程地质特征隧道场区覆盖层为红粘土，主要分布于隧道所穿越山体上部平缓地带。(2)岩体的工程地质特征强风化层：节理裂隙发育，结构面结合性差，岩体破碎，呈碎石状松散结构。中风化层：节理发育至不发育，结构面结合性一般，岩体较破碎～较完整，呈碎裂状结构。2.2隧道围岩分级综合隧道埋深、围岩强度、岩体结构特征等因素，围岩分级及各段评价如下：(1)B1隧道：隧道里程B1K01060～B1K0+292.5，隧道长232.5m，隧道埋深0～36m，地表土层零星分布，基岩出露较好，围岩为主要为三叠系下统安顺组(T1a)强～中风化白云岩夹泥质白云岩，岩体节理裂隙较发育，呈碎石状松散结构、碎裂状结构，有覆盖层孔隙水和基岩裂隙水，雨季呈淋雨状出水。场地整体稳定性较好，适宜隧道建设。隧道开挖后应及时支护。Y＝20.0KNm3，K＝180MPa/m，E＝1.8GPa，u＝0.38，计算摩擦角φ-48°，[BQ]＝1705～2205，建议该段按V级围岩进行支护。此外，根据物探解释成果，B1K0+112右5m深16m岩溶裂隙发育推测可能存在隐伏溶洞：BK0+231右5m深17m发育一条竖向裂隙，推测可能存在隐伏溶洞，建议隧道施工过程中须加强超前地质预报工作。(2)A1隧道：隧道里程A1K0+020～A1K0+098，长78m，隧道埋深5.2～58m，地表土层零星分布，基岩出露较好，围岩为主要为三叠系下统安顺组(T^1a)强～中风化白云岩夹泥质白云岩，岩体节理裂隙较发育，呈碎石状松散结构、碎裂状结构，有覆盖层孔隙水和基岩裂隙水，雨季呈淋雨状出水。场地整体稳定性较好，适宜隧道建设。隧道开挖后应及时支护。γ＝20.0KN/m3，K＝180MPa/m，E＝1.8GPa，μ＝0.38，计算摩擦角φ＝48°，[BQ]＝218，建议该段按Ⅴ级围岩进行支护。隧道施工过程中须加强超前地质预报工作。3、实施方式如图1所示，所施工交岔口处两隧道主洞垂直布设，B1隧道左侧与联络通道交岔，右侧与A1隧道交岔。两隧道均采用CD法进洞施工。在实施期间，A1隧道需施工至距离开口线位置10米处停止并封闭。由于联络通道洞身较小可后期施工，本专利技术不做描述。如图1、图2所示主隧道B1的上方，沿洞身走向方向间隔布置钢支撑，当交岔口施工时，由于断面较大，开口线G范围内若干榀拱架D被截断后，J与K之间的钢支撑将缺少有效的支撑点。基于注浆钢花管多处加固钢支撑、超前大管棚超前注浆预支护及弧形钢板连接钢支撑，从而起到加强被截断钢支撑的整体受力及后续施工过程中的围岩稳定性。具体的，对B1隧道在G范围内的钢支撑两侧环向打设多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.软岩大断面隧道交岔口施工方法，所述软岩大断面隧道交岔口为隧道B1与A1垂直交岔，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：B1隧道完成第1、5部初期支护过程中，预留交岔口部位不喷射混凝土，并对其范围内钢支撑按所述注浆钢花管加固方法同步加固；步骤2：A1隧道施工至距离交岔口10m位置封闭；步骤3：对所述交岔口将要截断的钢支撑D与完整钢支撑J、K进行弧形钢板连接；步骤4：在弧形钢板下方打设超前大管棚超前预注浆支护，并与弧形钢板及钢支撑D连接牢固；步骤5：交岔口下部支护工随B1隧道下方台阶的跟进支护同步进行。

【技术特征摘要】
1.软岩大断面隧道交岔口施工方法，所述软岩大断面隧道交岔口为隧道B1与A1垂直交岔，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：B1隧道完成第1、5部初期支护过程中，预留交岔口部位不喷射混凝土，并对其范围内钢支撑按所述注浆钢花管加固方法同步加固；步骤2：A1隧道施工至距离交岔口10m位置封闭；步骤3：对所述交岔口将要截断的钢支撑D与完整钢支撑J、K进行弧形钢板连接；步骤4：在弧形钢板下方打设超前大管棚超前预注浆支护，并与弧形钢板及钢支撑D连接牢固；步骤5：交岔口下部支护工随B1隧道下方台阶的跟进支护同步进行。2.根据权利要求1所述的软岩大断面隧道交岔口施工方法，其特征在于：所述钢支撑由多节弧形型钢拱架拼装组成。3.根据权利要求1所述的软岩大断面隧道交岔口施工方法，其特征在于：所述步骤1中，注浆锁脚钢花管其一端与钢支撑焊接牢固，另一端锚入稳固的岩体中。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚昭，刘远鹏，李晓军，王子茂，蒋富强，汪雪雷，胡明华，张志勤，付德浩，蒋树峰，李志军，章云生，蒋宇航，詹志恒，
申请(专利权)人：中铁隧道集团二处有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13