软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法技术

本发明专利技术属于隧道施工技术领域，具体涉及一种断层破碎带软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法，包括：初期支护采用双层拱架设计支护，两层拱架环形布置，使拱架受力趋于全环轴向受力；在第一层初支拱架释放部分围岩应力的基础上再次施做第二层初支，两层拱架共同受力。本发明专利技术采用双层初支拱架结构，支护强度较高，有效抵抗软弱破碎岩的偏压蠕变应力，减少围岩变形，大大降低塌方风险，避免后期侵限返工；做一层钢筋网片再初喷混凝土，减少掉块，保证后续施工安全；采用双锁脚并增设加固钢板及L型钢筋，以增加锁脚锚管的抗拔力，与锚杆相配合，增加拱架的抗变形能力，钢筋网安装能使初支产生柔性变形，有效防止初支开裂。开裂。开裂。

【技术实现步骤摘要】
软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法


[0001]本专利技术属于隧道施工
，具体涉及一种断层破碎带软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法。

技术介绍

[0002]新建铁路兰州至张掖三四线中川机场至武威段新乌鞘岭隧道F7断层主带设计最高时速250公里/小时，开挖断面约199m2，洞身通过地层为F7断层破碎带，以断层泥和断层角砾为主，受构造影响极严重，呈散体结构；断层影响带以压碎岩为主，呈压碎结构，开挖后露出遇空气极易风化，遇水软化，下沉和位移变化快，比较容易侵限，围岩稳定性极差。
[0003]现有技术采用新奥法施工原理，三台阶预留核心土法非爆开挖，按VIIIb级大变形初期支护参数施工。具体包括：
①
超前支护：拱部144
°
范围施做φ89mm超前中管棚+φ42mm超前小导管，超前中管棚外插角0～3
°
，长12m，纵向间距9m，每环根数5四根，环向间距0.4m，注水泥浆。超前小导管外插角10～15
°
，长4.0m，纵向间距 3m，每环根数5四根，环向间距0.4m，注水泥浆。
②
初支结构：初喷4cm喷射混凝土+双层钢筋网片 +H175型钢钢架+复喷26cm喷射混凝土。初喷混凝土：C25混凝土，厚4cm。钢筋网片：采用双层φ8 钢筋网格，网格间距20
×
20cm，搭接不少于1.5个网格。全环拱架：采用H175型钢钢架，间距 0.6m。拱架锁脚：采用4m长φ42mm锁脚锚管+6m长R32N自进式锚杆，上、中、下拱脚各1组，1组四根。复喷混凝土：C25混凝土，复喷26cm。上述施工过程中，开挖后拱部、边墙掉块严重，初喷混凝土封闭效果差；挂网、立拱架和喷射混凝土初支结构完成后，岩体蠕变；造成初支开裂、变形、侵限，初支侵限后，换拱施工，费时费力、成本超耗严重。
[0004]因此，如何改善现有技术，在特大断面断层破碎带软岩偏压隧道施工中，单层拱架初支结构极易出现变形开裂、发生位移并大范围侵限的现状，这成为了本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了提供一种断层破碎带软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法，以解决上述现有技术施工难的问题，提高施工质量和施工效率。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术技术方案如下：一种断层破碎带软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法，包括：初期支护采用双层拱架设计支护，两层拱架环形布置，使拱架受力趋于全环轴向受力；在第一层初支拱架释放部分围岩应力的基础上再次施做第二层初支，两层拱架共同受力。
[0007]进一步的，所述施工方法，具体施工步骤如下：步骤一：超前支护
采用中管棚和超前小导管综合支护，注浆；步骤二：第一次初期支护各台阶开挖后，先打设锚杆，铺设第一层钢筋网片，钢筋网片通过锚杆垫板固定，铁丝网铺设完毕、锚杆和锚垫板安装完毕后，初喷混凝土封闭开挖面和掌子面，再铺设第二层钢筋网片，施做第一层初支拱架，在台阶拱脚连接板上下各打设两组锁脚锚管，锁脚锚管具有能够增加抗拔力的加固钢板，复喷混凝土；步骤三：第二次初期支护各台阶第一层初支完成后进行监控量测，当变形数据达到规定值后，再次施做第三层钢筋网片及第二层初支拱架，在台阶拱脚连接板上下各打设锁脚锚管，便于第二层拱架支撑，进行第三次喷射混凝土；步骤四：仰拱第一、二初期支护各台阶双层初支施做完成后，进行仰拱初支施做，双层拱架封闭成环。
[0008]进一步的，所述锁脚锚管增设加固钢板及L型钢筋，以增加锁脚锚管的抗拔力，与锚杆相配合，增加拱架的抗变形能力。
[0009]进一步的，所述变形数据为20cm。
[0010]有益效果：本专利技术特大断面双线隧道开挖支护的施工方法中，在开挖后施做一层钢筋网片再初喷混凝土，减少掉块，保证了后续施工安全；另外，本专利技术在打设锁脚锚管时，采用双锁脚并在锁脚锚管上增设加固钢板及L型钢筋，以增加锁脚锚管的抗拔力，与锚杆相配合，增加拱架的抗变形能力；铺设钢筋网，钢筋网安装能使初支产生柔性变形，有效防止初支开裂；需要强调的是，本专利技术采用双层初支拱架结构，支护强度较高，可有效抵抗软弱破碎岩的偏压蠕变应力，减少围岩变形，大大降低塌方风险，避免后期侵限返工，节约施工成本。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例提供的双层拱架结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的三台阶预留核心土法工序纵断面示意图；图3为本专利技术实施例提供的喷砼厚度示意图；图4为本专利技术实施例提供的锚管纵向示意图；图5为本专利技术实施例提供的钢架后背喷射示意图。
[0012]图中，100
‑
超前支护，200
‑
拱架，201
‑
H175型钢钢架，202钢架接头，210
‑
拱架锁脚，211
‑
R32N自进式锚杆，212
‑
锁脚锚管，310
‑
初喷砼，320
‑
第一层H175型钢钢架，330
‑
第一层复喷砼，340
‑
第二层H175型钢钢架，350
‑
第二层复喷砼，360
‑
预留变形空间，400
‑
喷射砼。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0014]以下将结合本专利技术新乌鞘岭隧道F7断层主带实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，很显然，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。
[0015]如图1至图5所示，以新乌鞘岭隧道F7断层主带施工为实例，采用三台阶预留核心土法机械开挖，按照新奥法初支承担主要围岩压力原理，采用VIIIb初期支护参数，具体包括如下步骤：步骤一、超前支护100：采用中管棚和超前小导管综合支护，注浆；本实施例中，拱部144
°
范围采用φ89mm中管棚+φ42mm超前小导管；具体的，（1）φ89mm中管棚：拱部144
°
范围每9m打设一环，长12m，外插角0
°
～3
°
，每环5四根，环向间距0.4m，纵向搭接3m；（2）φ42mm超前小导管：上台阶、中台阶、每3m打设一环小导管，长4.0m，外插角10
°
～15
°
，环向间隔0.4m，纵向搭接1m；（3）注浆：φ89mm中管棚采用M10水泥砂浆，φ42mm超前小导管采用1:1水泥浆。
[0016]步骤二、第一次初期支护：各台阶开挖后，先打设锚杆，铺设第一层钢筋网片，钢筋网片通过锚杆垫板固定，铁丝网铺设完毕、锚杆和锚垫板安装完毕后，初喷混凝土封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.软岩大变形地段的特大断面双线隧道开挖支护的施工方法，其特征在于，包括：初期支护采用双层拱架设计支护，两层拱架环形布置，使拱架受力趋于全环轴向受力；在第一层初支拱架释放部分围岩应力的基础上再次施做第二层初支，两层拱架共同受力，具体施工步骤如下：步骤一：超前支护采用中管棚和超前小导管综合支护，注浆；步骤二：第一次初期支护各台阶开挖后，先打设锚杆，铺设第一层钢筋网片，钢筋网片通过锚杆垫板固定，铁丝网铺设完毕、锚杆和锚垫板安装完毕后，初喷混凝土封闭开挖面和掌子面，再铺设第二层钢筋网片，施做第一层初支拱架，在台阶拱脚连接板上下各打设两组锁脚锚管，锁脚锚管具有能够增加抗拔力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱滨，胡宏博，张延峰，席海龙，王强，石永刚，周上苑，王建强，安国武，梁卿恺，
申请(专利权)人：中铁三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：