一种基于台阶法的隧道开挖方法技术

本发明专利技术公开了一种基于台阶法的隧道开挖方法，涉及隧道施工技术领域，包括以下步骤：开挖前，进行超前支护；开挖上台阶的钢拱架槽，预留核心土，渣土运出，初期支护；开挖左、右侧台阶；开挖隧道底部；通过BIM创建各步骤三维可视化动态操作。本发明专利技术以钢架为主的初期支护系统性能稳定可靠，初期支护整体性强，与二次衬砌结合紧密，工程质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于台阶法的隧道开挖方法
本专利技术涉及隧道施工
，尤其是涉及一种基于台阶法的隧道开挖方法。
技术介绍
我国公路隧道施工方法包括全断面开挖法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法、交叉中隔壁法等。其中台阶法有足够的工作空间和相当的施工速度，但上、下部作业有干扰，在一定程度上降低施工效率。特别是对于黄土隧道，围岩稳定性较弱，采用中台阶或短台阶，其上、下部作业干扰更大。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于台阶法的隧道开挖方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于台阶法的隧道开挖方法，包括如下步骤：(1)开挖前，采用注浆小导管进行超前支护；然后隧道分上台阶、下台阶、下台阶按步骤开挖；(2)沿隧道轮廓线开挖上台阶的钢拱架槽，预留核心土，渣土运出，初期支护，并在上台阶的钢拱架槽内人工架设钢拱架，钢拱架顶在注浆锁脚锚杆上，人工修边，锚喷施工；(3)先沿左侧、右侧中台阶同时开挖，预留核心土，渣土运出，初期支护；然后，左、右侧下台阶开挖，并依次预留核心土；(4)分段开挖隧道底部并初期支护，及时施作仰拱并填充；(5)通过BIM创建各步骤三维可视化动态操作，严格按照施工步骤制作三维可视化动态施工视频，并配音解读各步骤施工要求，并使用三维可视化动态视频进行技术交底。优选的，步骤(2)进一步包括：所述初期支护的拱架接头采用钢板连接，在上台阶的钢架拱脚紧贴钢架两侧边沿以下倾方式打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接。优选的，步骤(2)进一步包括：所述锁脚锚杆采用锁脚小导管代替。优选的，步骤(3)进一步包括：开挖进尺根据初期支护钢架间距确定，最大不超过2m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～4m。优选的，所述预留核心土的开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。优选的，步骤(5)进一步包括：建立台阶法隧道施工的BIM组件扩展库，构建参数化的隧道结构构件族库,根据施工要求和当前参数，建立台阶法隧道施工的当前BIM集成模型。优选的，所述BIM组件扩展库和BIM集成模型满足IFC格式。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以钢架为主的初期支护系统性能稳定可靠，初期支护整体性强，与二次衬砌结合紧密，工程质量好。2、本专利技术能保证安全，工程质量好，各步序施工相互干扰小，施工进度快，可变性大，能适应地质变化而迅速过渡，能较大限度地发挥大型施工机械的优势，能够做到高工效、易掌握、达到快速形成施工能力的目的。具体实施方式下面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。本专利技术提供的一种实施例：一种基于台阶法的隧道开挖方法，包括如下步骤：(1)开挖前，采用注浆小导管进行超前支护；然后隧道分上台阶、下台阶、下台阶按步骤开挖；(2)沿隧道轮廓线开挖上台阶的钢拱架槽，预留核心土，渣土运出，初期支护，并在上台阶的钢拱架槽内人工架设钢拱架，钢拱架顶在注浆锁脚锚杆上，人工修边，锚喷施工；(3)先沿左侧、右侧中台阶同时开挖，预留核心土，渣土运出，初期支护；然后，左、右侧下台阶开挖，并依次预留核心土；(4)分段开挖隧道底部并初期支护，及时施作仰拱并填充；(5)通过BIM创建各步骤三维可视化动态操作，严格按照施工步骤制作三维可视化动态施工视频，并配音解读各步骤施工要求，并使用三维可视化动态视频进行技术交底。其中：步骤(2)进一步包括，所述初期支护的拱架接头采用钢板连接，在上台阶的钢架拱脚紧贴钢架两侧边沿以下倾方式打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，所述锁脚锚杆可采用锁脚小导管代替使用；步骤(3)进一步包括，开挖进尺根据初期支护钢架间距确定，最大不超过2m，开挖高度为3m，左、右侧台阶错开2m；所述预留核心土的开挖进尺与各台阶循环进尺相一致；步骤(5)进一步包括，建立台阶法隧道施工的BIM组件扩展库，构建参数化的隧道结构构件族库,根据施工要求和当前参数，建立台阶法隧道施工的当前BIM集成模型；所述BIM组件扩展库和BIM集成模型满足IFC格式。本专利技术的施工工序相对较为简单，便于现场施工组织管理，减少了多工序间的相互干扰，具有较快的施工速度，机械利用率高，大大节约了工期，减少了管理成本，能减少安全质量预支成本，无过多的临时支护，减少能源的浪费，节约施工成本，作业环境亦能得到很大的改善。显然本专利技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本专利技术的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本专利技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于台阶法的隧道开挖方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)开挖前，采用注浆小导管进行超前支护；然后隧道分上台阶、下台阶、下台阶按步骤开挖；/n(2)沿隧道轮廓线开挖上台阶的钢拱架槽，预留核心土，渣土运出，初期支护，并在上台阶的钢拱架槽内人工架设钢拱架，钢拱架顶在注浆锁脚锚杆上，人工修边，锚喷施工；/n(3)先沿左侧、右侧中台阶同时开挖，预留核心土，渣土运出，初期支护；然后，左、右侧下台阶开挖，并依次预留核心土；/n(4)分段开挖隧道底部并初期支护，及时施作仰拱并填充；/n(5)通过BIM创建各步骤三维可视化动态操作，严格按照施工步骤制作三维可视化动态施工视频，并配音解读各步骤施工要求，并使用三维可视化动态视频进行技术交底。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于台阶法的隧道开挖方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)开挖前，采用注浆小导管进行超前支护；然后隧道分上台阶、下台阶、下台阶按步骤开挖；
(2)沿隧道轮廓线开挖上台阶的钢拱架槽，预留核心土，渣土运出，初期支护，并在上台阶的钢拱架槽内人工架设钢拱架，钢拱架顶在注浆锁脚锚杆上，人工修边，锚喷施工；
(3)先沿左侧、右侧中台阶同时开挖，预留核心土，渣土运出，初期支护；然后，左、右侧下台阶开挖，并依次预留核心土；
(4)分段开挖隧道底部并初期支护，及时施作仰拱并填充；
(5)通过BIM创建各步骤三维可视化动态操作，严格按照施工步骤制作三维可视化动态施工视频，并配音解读各步骤施工要求，并使用三维可视化动态视频进行技术交底。


2.根据权利要求1所述的一种基于台阶法的隧道开挖方法，其特征在于：步骤(2)进一步包括：所述初期支护的拱架接头采用钢板连接，在上台阶的钢架拱脚紧贴钢架两侧边沿以下倾方式打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：路希鑫，王申杰，钱浩，刘文峰，孙亚辉，刘子祥，刘志强，刘奇奇，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34