一种大断面富水极软弱围岩隧道九步开挖方法技术

本发明专利技术涉及大断面富水极软弱围岩隧道九步开挖方法，包括：根据综合超前地质预报手段确定超前支护方法，按照开挖示意图对隧道进行开挖和施作临时支护、永久支护、应急支护。工序包括：上部弧形导坑开挖

【技术实现步骤摘要】
一种大断面富水极软弱围岩隧道九步开挖方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，尤其是涉及富水极软弱围岩适用得三台阶九步开挖施工方法。

技术介绍

[0002]目前，隧道富水极软弱围岩设计主导思想是进行分部开挖，一般为双侧壁导坑法和CRD法，充分发挥小断面的优势的同时缺陷十分明显，分块愈多，愈不利于隧道结构及时封闭成环、及时承载，多次开挖对围岩的扰动量大，更不利于围岩稳定。本方法以在采取综合超前地质预报技术、超前加固等为基础，采用九步开挖法配套大型机械化作业，施工工序少、速度快、效率高、安全可靠、可实施性强、经济性好，便于施工组织和管理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种大断面富水极软弱围岩隧道的快速机械化施工方法，其工序可操作性强，施工便捷，隧道开挖后能及时临时或永久封闭成环，及早发挥围岩成拱效应，且能保证掌子面整体稳定，在围岩发生持续变形时便于迅速补充相关措施，安全可靠，经济性好。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大断面富水极软弱围岩隧道九步开挖方法。包括：
[0005]工艺流程为：超前支护
→
上部弧形导坑开挖
→
上部初期支护
→
上部核心土开挖、施做临时仰拱
→
中部侧壁导坑开挖（单侧开挖）
→
中部两侧初期支护
→
中部核心土开挖、施做临时横撑（仰拱）
→
下部两侧侧壁导坑开挖（单侧开挖）
→
下部两侧初期支护
→
下部核心土开挖
→
仰拱开挖
→
仰拱初期支护
→
仰拱及填充混凝土
→
拱墙二次衬砌。
[0006]前置工序：综合超前地质预报、地质素描、监控量测、掌子面观察，判断超前支护或加固类型并施作，分为超前洞内管棚、超前自进式锚杆、掌子面玻璃纤维锚杆、超前预注浆加固等。
[0007]第1步、上部弧形导坑开挖：开挖上部弧形导坑，每循环进尺1榀并施作初期支护，即初喷4cm厚混凝土(确保开挖面及掌子面稳定的关键)，架立初期支护钢架，设置锁脚锚管、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
[0008]第2步、上部核心土开挖：上台阶施工至4m左右后挖除2m、预留2m左右核心土(保证掌子面超前核心土稳定和上台阶初期支护稳定的关键)，隔榀架立临时仰拱钢架，喷射混凝土增强其刚性，如拱顶沉降超过预警值时可以增设临时竖撑控制变形，实施便利，快捷迅速。
[0009]第3、4步、中部侧导坑开挖：上部施工至6m左右，分侧开挖中部侧壁导坑，每循环进尺不大于2榀并施作初期支护。
[0010]第5步、中部核心土开挖：开挖中部核心土，隔榀架立临时横撑钢架，钢架采用卡槽限制垂直向上和水平向内位移，临时钢架采用1m厚的洞内黏质土回填，减小施工扰动，这是
确保采用大型机械化施工的关键，必要时设置临时仰拱。
[0011]第6、7步、下部侧导坑开挖：中部施工至20m左右，分侧开挖下部侧导坑，每循环进尺不大于2榀并施作下初期支护。
[0012]第8步、下部核心土开挖。
[0013]第9步、仰拱开挖，施工仰拱初支及仰拱。
附图说明
[0014]图1、专利技术中九步开挖方法横断面示意图。
[0015]图2、专利技术中九步开挖方法纵断面示意图。
实施方式
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0017]在本专利技术的描述中，指示位置关系的方位的词语为是相对关系，非固定位置或方位关系，不能理解为对本专利技术的限制，相关措施需要根据实际情况判断和动态设计，其先后顺序不代表其重要程度。
[0018]下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细说明。
[0019]如图1
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图2所示，一种大断面富水极软弱围岩隧道九步开挖方法分为以下步骤：
[0020]前置工序：综合超前地质预报、地质素描、监控量测、掌子面观察，判断超前支护或加固类型并施作，分为超前洞内管棚、超前自进式锚杆、掌子面玻璃纤维锚杆、超前预注浆加固等。
[0021]第1步、上部弧形导坑开挖：开挖上部弧形导坑，每循环进尺1榀并施作初期支护，即初喷4cm厚混凝土(确保开挖面及掌子面稳定的关键)，架立初期支护钢架，设置锁脚锚管、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
[0022]第2步、上部核心土开挖：上台阶施工至4m左右后挖除2m、预留2m左右核心土(保证掌子面超前核心土稳定和上台阶初期支护稳定的关键)，隔榀架立临时仰拱钢架，喷射混凝土增强其刚性，如拱顶沉降超过预警值时可以增设临时竖撑控制变形，实施便利，快捷迅速。
[0023]第3、4步、中部侧导坑开挖：上部施工至6m左右，分侧开挖中部侧壁导坑，每循环进尺不大于2榀并施作初期支护。
[0024]第5步、中部核心土开挖：开挖中部核心土，隔榀架立临时横撑钢架，钢架采用卡槽限制垂直向下和水平向内位移，临时钢架采用1m厚的洞内黏质土回填，减小施工扰动，这是确保采用大型机械化施工的关键，必要时设置临时仰拱。
[0025]第6、7步、下部侧导坑开挖：中部施工至20m左右，分侧开挖下部侧导坑，每循环进尺不大于2榀并施作下初期支护。
[0026]第8步、下部核心土开挖。
[0027]第9步、仰拱开挖，施工仰拱初支及仰拱。
[0028]在第1步实施过程中应注意始终坚持“物探先行、钻探验证、有疑必探、先探后掘、不探不掘”的综合超前预报原则，以掌子面观察、地质素描、TSP
‑
3D、地质雷达等超前地质预
报手段为基础，针对不同的围岩结合超前水平钻孔（内窥镜）、红外探水、瞬变电磁、高分辨直流电法等多种方法优势互补、相互结合、交叉修正。从预报方案、人员、设备及预测环境等方面制定严格的管理制度和流程，确保预报信息的可靠性、准确性、时效性，有效判断掌子面前方工程地质状况及影响安全的主要因素，让复杂地质条件充分透明，提前采取具有针对性和可操作性的技术措施，预控安全风险，为快速高效施工奠定基础。通过上述综合措施判断选择超前支护的形式：第一、对于呈流塑状态围岩，重点针对
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级围岩，应采取全断面或局部超前预注浆加固或超前水平玻璃纤维锚杆加固，每循环长度一般为15
‑
18m，浆液根据需要采用单液浆或水泥
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水玻璃双液浆或改性水玻璃浆液，改善围岩条件，控制掌子面稳定和隧道超前核心土稳定，使其在一定时间内具有一定的自稳能力，满足开挖需求；第二、对于拱顶荷载大的一般采用φ89超前管棚+钢筋笼+注浆作为超前支护措施，长度宜为15m，既能保证效率，又能避免外插角影响使管末端挑出角度过大影响效果，增加成本；对于拱顶荷载较小的，一般采用φ42超前注浆小导管作为超前支护措施，长度一般为3.5
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5m；在钻孔难以成孔地段，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大断面富水极软弱围岩隧道九步开挖方法，其特征在于，包括以下几个步骤：第1步、上部弧形导坑开挖：开挖上部弧形导坑，每循环进尺1榀并施作初期支护，即初喷4cm厚混凝土(确保开挖面及掌子面稳定的关键)，架立初期支护钢架，设置锁脚锚管、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。第2步、上部核心土开挖：上台阶施工至4m左右后挖除2m、预留2m左右核心土(保证掌子面超前核心土稳定和上台阶初期支护稳定的关键)，隔榀架立临时仰拱钢架，喷射混凝土增强其刚性，如拱顶沉降超过预警值时可以增设临时竖撑控制变形，实施便利，快捷迅速。第3、4步、中部侧导坑开挖：上部施工至6m左右，分侧开挖中部侧壁导坑，每循环进尺不大于2榀并施作初期支护。第5步、中部核心土开挖：开挖中部核心土，隔榀架立临时横撑钢架，钢架采用卡槽限制垂直向上和水平向内位移，临时钢架采用1m厚的洞内黏质土回填，减小施工扰动，这是确保采用大型机械化施工的关键，必要时设置临时仰拱。第6、7步、下部侧导坑开挖：中部施工至20m左右，分侧开挖下部侧导坑，每循环进尺不大于2榀并施作下初期支护。第8步、下部核心土开挖。第9步、仰拱开挖，施工仰拱初...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维彬，张幸，李小超，赵宋，刘奎志，任泓丞，曹昌权，
申请(专利权)人：杨维彬，
类型：发明
国别省市：