短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法技术

本发明专利技术公开一种短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法，属于隧道施工技术领域，其包括以下步骤：S1：开挖顶部弧形导坑；S2：左右开挖两侧中台阶；S3：左右开挖两侧下台阶；S4：开挖核心土；S5：隧底开挖及仰拱支护。本施工方法安全性高，施工进度快工期短，支护结构稳定，整体每环成形时间短，施工空间较大，方便机械出渣，施工功效快，可有效缩短封闭成环时间。可有效缩短封闭成环时间。可有效缩短封闭成环时间。

【技术实现步骤摘要】
短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法


[0001]本专利技术属于隧道施工
，主要涉及短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法。

技术介绍

[0002]超大断面的隧道施工一直是隧道施工中的难点，随着我国公路建设的高速发展，公路隧道中三、四车道的大断面隧道越来越多。隧道断面不断增大，隧道施工难度也随之增加，再加上大多数隧道存在软弱围岩、复杂地质、浅埋、富水等特点，施工更加困难。现有技术中，隧道施工常用的开挖方法有全断面法、台阶法、环形导坑(预留核心土)法、中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法等，根据各隧道情况不同，选择不同的开挖方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种短台阶超大断面隧道软弱围岩的的施工方法，该方法能够很好地解决传统工法的缺点，施工进度快，可以提高施工功效，且安全风险可控，可得到稳定的支护结构。
[0004]本专利技术是由以下技术方案实现：
[0005]短台阶超大断面隧道软弱围岩施工方法，其包括以下步骤：
[0006]S1：顶部弧形导坑开挖：开挖顶部弧形导坑，预留核心土，施作初期支护；
[0007]S2：左右开挖两侧中台阶：在S1的顶部弧形导坑开挖超前3
‑
5m后，进行左右侧中台阶开挖，中台阶长度2
‑
3m，并施作初期支护；
[0008]S3：左右开挖两侧下台阶：在S2的左右两侧中台阶开挖超前2
‑
3m后，进行左右侧下台阶开挖，下台阶长度18
‑
24m，并施作初期支护；
[0009]S4：核心土开挖：在左右下台阶开挖超前3
‑
4m后开挖核心土，预留核心土台阶，并及时施作初期支护；
[0010]S5：隧底开挖及仰拱支护：在下台阶长度满足一版仰拱位置后进行隧底开挖，并及时进行仰拱支护。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0012]一方面，本施工方法无需拆除临时支护，受力转换安全；另一方面，本专利技术的施工方法得到的上中台阶长度较短，下台阶较长，可以尽早地使上中下台阶落地成环，整体每环形成时间短，缩短仰拱、二衬安全步距，减少拱顶下沉量，且由于下台阶加长，施工空间增大，方便机械化施工，减少施工人员，能够多断面平行作业，土质或软岩地段可直接机械结合人工开挖，施工功效快，可以有效缩短封闭成环时间。
[0013]进一步地，所述初期支护包括如下步骤：开挖后初喷混凝土，然后在围岩上安装钢拱架和钢筋网，在钢拱架拱脚处打设锁脚锚杆和超前小导管，最后复喷混凝土。软弱围岩开挖后应及时施作初期支护，避免围岩长时间暴露而导致失稳。
[0014]进一步地，本施工方法的开挖方法采用机械开挖辅以人工修整，开挖循环进尺为0.5m。在开挖时，先采用挖掘机对隧道进行开挖，每循环进尺0.5m，在靠近隧道围岩时辅以人工开凿，施工功效快，避免出现超挖或欠挖的情况。
[0015]进一步地，所述仰拱支护具体步骤为先在隧道底部安装仰拱钢架，然后喷射和回填混凝土。
[0016]进一步地，所述锁脚锚杆采用φ60
‑
φ80的注浆钢花管，长度为6
‑
9m。
[0017]进一步地，所述喷射的混凝土等级为C25。
[0018]进一步地，在各步骤中，开挖后采用机械出渣。
附图说明
[0019]图1是短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法的施工开挖顺序示意图。
[0020]图2是短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法的开挖第一步示意图。
[0021]图3是短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法的开挖第二、三步示意图。
[0022]图4是短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法的开挖第四、五步示意图。
[0023]图5是短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法的开挖平面示意图。
[0024]其中，1
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弧形导坑；2
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左侧中台阶；3
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右侧中台阶；4
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左侧下台阶；5
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右侧下台阶；6核心土台阶；7
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隧底；8
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锁脚锚杆。
具体实施方式
[0025]下面将结合说明书附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，并不是全部的实施例，本专利技术的保护范围不限于此。
[0026]本实施例为V级围岩，初期支护采用I22钢架，间距0.5m；φ50注浆锁脚锚管，每环12根；φ50超前锚管，环向间距40cm。
[0027]本专利技术提供一种短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法，其开挖方法如下所示，其中各工作面施工顺序详见图1；
[0028]S1：开挖顶部的弧形导坑1：顶部弧形导坑1采用机械开挖，辅以人工修整，预留核心土，核心土的长度控制在3
‑
5m，开挖循环进尺为0.5m，此为每榀钢拱架的距离。本实施例中采用挖掘机配合丁字镐、风镐开挖，具体开挖位置如图2所示，开挖时，挖掘机避免接触围岩层，在靠近围岩层时，采用人工修整，避免出现超挖或欠挖的情况。开挖完毕后及时施作初期支护，初期支护的步骤具体包括有：初步喷射C25混凝土、在围岩上安装钢拱架和钢筋网、在钢拱架拱脚处打设锁脚锚杆8和φ50超前小导管，随后复喷C25混凝土至设计要求厚度。
[0029]S2：左右交错开挖中台阶：在顶部弧形导坑1开挖超前3
‑
5m后，进行左右侧中台阶开挖，开挖高度为，左、右两侧台阶错开距离2
‑
3m，开挖方法采用机械开挖辅以人工修整，开挖循环进尺0.5m，具体开挖位置如图2和图3所示。开挖完毕及时施作初期支护，初期支护的具体做法为初步喷射C25混凝土、在围岩上安装钢拱架和钢筋网、在钢拱架拱脚处打设锁脚锚杆8和φ50超前小导管，随后复喷C25混凝土至设计要求厚度。
[0030]S3：左右交错开挖下台阶：在中台阶开挖超前2
‑
3m后，进行左侧下台阶4和右侧下
台阶5开挖，开挖高度一般为，左、右两侧台阶错开距离2
‑
3m，开挖循环进尺0.5m，具体开挖位置如图4所示，开挖完毕及时施作初期支护：初步喷射C25混凝土、在围岩上安装钢拱架和钢筋网、在钢拱架拱脚处打设锁脚锚杆8和φ50超前小导管，随后复喷C25混凝土至设计要求厚度。
[0031]S4：核心土开挖：在左右侧下台阶开挖超前2
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3m后进行核心土开挖，并预留核心土台阶6，具体开挖位置如图5所示，并且及时施作初期支护，初期支护的具体做法为：初步喷射C25混凝土、在围岩上安装钢拱架和钢筋网、在钢拱架拱脚处打设锁脚锚杆8和φ50超前小导管，随后复喷C25混凝土至设计要求厚度。
[0032]S5：隧底开挖及仰拱支护：核心土6至已完成仰拱的距离基本保持在18
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24m，在安全步距控制的范围内，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：顶部弧形导坑开挖：开挖顶部弧形导坑，预留核心土，施作初期支护；S2：左右开挖两侧中台阶：在S1的顶部弧形导坑开挖超前3
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5m后，进行左右侧中台阶开挖，中台阶长度2
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3m，并施作初期支护；S3：左右开挖两侧下台阶：在S2的左右两侧中台阶开挖超前2
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3m后，进行左右侧下台阶开挖，下台阶长度18
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24m，并施作初期支护；S4：核心土开挖：在左右下台阶开挖超前3
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4m后开挖核心土，预留核心土台阶，并施作初期支护；S5：隧底开挖及仰拱支护：在下台阶长度满足一版仰拱位置后进行隧底开挖，并进行仰拱支护。2.根据权利要求1所述的短台阶超大断面隧道软弱围岩段施工方法，其特征在于，在步骤S1、S2、S3和S4中，所述初期支护包括如...

【专利技术属性】
技术研发人员：单良，杨征，黄国忠，陈日胜，陈中略，刘永峰，杨炼，刘斌，于路，王惠鸿，曹玉红，
申请(专利权)人：中交四航局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：