CN101806217A - 三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法，包括以下施工步骤：1)埋深浅、偏压的三线并行小净距的隧道洞口段采用长管棚支护加固；2)先施工两侧的隧道，施工按单个独洞正常组织进行施工，隧道进洞施工采用控制爆破，中间隧道距离其两侧的隧道距离近，施工按小净距隧道进行施工；3)在隧道洞口刷坡时，两隧道中岩柱坡口处原地面土体应暂时保留，以支挡坡面，向水平小导管中注浆加固中岩柱坡面。本发明解决了三线并行小净距隧道进洞难题，施工操作简单、施工进度快，安全系数高，经济合理，有效降低了施工坍塌风险，确保了施工过程的安全性。

Description

三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法

技术领域

本发明涉及三线并行隧道施工领域，具体是一种三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法。

背景技术

在岩体中开挖隧道进出洞位于浅埋偏压地段，均位于IV、V级软弱围岩时，小间距隧道群爆破开挖施工，隧道之间相互干扰，很可能造成两隧道间中岩柱的局部或整体垮塌，隧道断面大，洞口埋深浅、偏压，施工宜坍塌，针对韩府山隧道群现场条件，我们通过加固隧道洞口和中岩柱、选择合理施工顺序、选择合适施工方法和进行微震控制爆破技术，顺利安全的完成隧道群的施工。

发明内容

本发明的目的是提供一种三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法，解决了三线并行小净距隧道进洞难题，施工操作简单、施工进度快，安全系数高，经济合理，有效降低了施工坍塌风险，确保了施工过程的安全性。

本发明的技术方案如下：

三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法，在浅埋偏压地段进行三条并行隧道施工作业，作业地段位于IV、V级软弱围岩，其特征在于：包括以下施工步骤：

1)、埋深浅、偏压的三线并行小净距的隧道洞口段采用长管棚支护加固，沿拱顶140°范围环向布设长管棚加固，布设超前支护钢管长度30～40m，外插角为1°～3°，管棚环向间距40cm左右，钢管φ100-120mm，热轧无缝钢管，棚环上钢管的管壁开有透浆孔，向透孔浆中注入水泥浆或水泥水玻璃双浆液；

2)、先施工两侧的隧道，两侧的隧道之间中夹岩柱厚度大于1.5B，B为隧道开挖宽度，施工按单个独洞正常组织进行施工，隧道进洞施工采用控制爆破，控制爆破必须控制装药量和分段微差爆破，将爆破对相邻隧道引起的爆破振动速度控制10cm/s以下，再施工中间隧道，中间隧道距离其两侧的隧道距离近，施工按小净距隧道进行施工；

3)、在隧道洞口刷坡时，中间隧道两侧的两个隧道中岩柱坡口处原地面土体应暂时保留，以支挡坡面，洞口临时支护完成后，挖除中岩柱坡口土体，并及时沿隧道轴向对两侧的中岩柱正面打入注浆水平小导管，向水平小导管中注浆加固中岩柱坡面，加固范围为拱腰至边墙底部；

随先行隧道开挖同时，沿中间隧道两侧的两个中岩柱侧壁打入注浆水平小导管加固，加固范围为拱腰至边墙底部，注浆水平小导管采用水平设置，并注浆加固；

4)、隧道每循环开挖后，应及时进行初期支护，初期支护采用喷锚构筑法，以拱架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成初期支护受力结构，IV级围岩地段喷射混凝土厚度25cm，钢筋网网格间距20×20cm，系统锚杆长度3.5m间距1.2m×1.2m，全环设置I18工字钢架，每榀间距0.8m；V级围岩地段喷射混凝土厚度28cm，钢筋网网格间距20×20cm，系统锚杆长度4m间距1.2m×1m，全环设置I20a工字钢架，每榀间距0.6m；

5)、各隧道施工应错开一定的距离，两侧的两个隧道之间掌子面错开距离不少于10m，相邻的两个隧道之间掌子面错开距离不少于50m；

及时进行衬砌仰拱的施工，严格控制仰拱、衬砌距离掌子面距离，IV级软弱围岩地段隧道的仰拱距离掌子面不超出50m，衬砌距离掌子面不超出90m，V级软弱围岩地段隧道的仰拱距离掌子面不超出40m，衬砌距离掌子面不超出50m。

所述的中岩柱正面打入的注浆水平小导管，采用长5m、壁厚5mm、φ50钢管，按间距1.5×1.5m成梅花形布置；中岩柱侧面打入的注浆水平小导管，长6-10m，壁厚，间距1.5×1.5m。

所述注浆水平小导管中注浆初始压力为0.5MPa，终止压力为1.5MPa，浆液水灰比为1∶1。

所述的控制爆破为分步开挖，缩小爆破开挖断面面积，在进出洞及V级围岩地段施工方法为双侧壁导坑法，IV级围岩地段施工方法为三台阶七步开挖法；采用中等爆速的乳化炸药，起爆采用非电毫秒雷管，大间隔微差起爆，使相邻段别的起爆间隔大于100ms。

所述的V级软弱围岩地段循环进尺控制在0.5～0.6m之间，所述的IV级软弱围岩地段循环进尺控制在0.8～1.0m之间。

本发明三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞比分离式隧道占地小，布线灵活，比连拱隧道造价低，对中岩柱的加固增大岩体抗拉(抗剪)强度，从而增大岩柱的极限抗压、抗剪强度；随着岩体水平方向的变形，将增大对岩体变形的水平约束，相应增大岩体的极限强度，减小开挖爆破对岩体的破坏及振动影响。

本发明解决了三线并行小净距隧道进洞难题，施工操作简单、施工进度快，安全系数高，经济合理，有效降低了施工坍塌风险，确保了施工过程的安全性。

附图说明

图1为本发明的三线并行隧道群的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法，包括以下施工步骤：

1)、埋深浅、偏压的三线并行小净距的隧道洞口段采用长管棚支护加固，沿拱顶140°范围环向布设长管棚加固，布设超前支护钢管长度30～40m，外插角为1°～3°，管棚环向间距40cm左右，钢管φ100-120mm，热轧无缝钢管，棚环上钢管的管壁开有透浆孔，向透孔浆中注入水泥浆或水泥水玻璃双浆液；

开挖中每循环辅以长3.5m加密的Φ42超前小导管1.5m一环。

2)、隧道净距小，选择从一端独头掘进，先施工两侧的隧道1、3，之后施工中间2号隧道的施工方案。两侧的隧道之间中夹岩柱4、5厚度大于1.5B，B为开挖宽度，施工按单个独洞正常组织进行施工，隧道进洞施工采用控制爆破，控制爆破必须控制装药量和分段微差爆破，再施工中间隧道2，中间隧道2距离其两侧的隧道1、3距离近，施工按小净距隧道进行施工。

3)、在隧道洞口刷坡时，两隧道中岩柱坡口处原地面土体应暂时保留，以支挡坡面。洞口临时支护完成后，挖除中岩柱坡口土体，立即沿隧道轴向对中岩柱正面打入长5m、壁厚5mm、φ50注浆水平小导管，注浆加固中岩柱坡面。

随先行隧道开挖的进行，对隧道1与隧道2之间中岩柱和隧道2与隧道3之间中岩柱采用φ50注浆水平小导管加固，加固范围为拱腰至边墙底部。采用水平设置，注浆水平小导管长6-10m，间距1.5×1.5m，按梅花形布置，管与钻孔口处用胶泥与麻丝缠绕，使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧。向小导管注浆的注浆初始压力为0.5MPa，终止压力为1.5MPa，浆液水灰比为1∶1。

4)、隧道进洞施工采用控制爆破，控制爆破主要采用控制装药量和分段微差爆破技术来实现，控制爆破技术要点主要有：

①分步开挖，缩小爆破开挖断面面积：进出洞及V级围岩地段施工方法为双侧壁导坑法，IV级围岩地段施工方法为三台阶七步开挖法。

②采用中等爆速的乳化炸药。

③起爆采用非电毫秒雷管，大间隔微差起爆，使相邻段别的起爆间隔大于100ms，以

减少每段起爆的炸药量及各段爆轰波的叠加，让爆破地震主震相间无叠加效应，达到减小对围岩扰动的目的。

④尽量减小周边眼的间距，根据围岩情况的不同，一般控制在40cm左右，周边眼采用小直径药卷间隔装药技术，以控制开挖成型，减小爆破对围岩的扰动，周边眼采用不耦合装药结构的光面爆破。

⑤开挖中严格遵循“弱爆破、短进尺”的施工原则，V级围岩循环进尺控制在0.5～0.6m之间，IV级围岩循环进尺控制在0.8～1.0m之间。

以减小每次爆破的炸药总用量。

⑥采用IDTS3850爆破振动记录仪对爆破振动进行测试，将爆破对相邻隧道引起的爆破振动速度控制10cm/s以下。

5)、隧道循环开挖后，及时进行支护，初期支护采用喷锚构筑法，以拱架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成的初期支护为主要受力结构。根据围岩等级加强初期支护。IV级围岩地段喷射混凝土厚度25cm，钢筋网网格间距20×20cm，系统锚杆长度3.5m间距1.2m×1.2m，全环设置I18工字钢架，每榀间距0.8m。V级围岩地段喷射混凝土厚度28cm，钢筋网网格间距20×20cm，系统锚杆长度4m间距1.2m×1m，全环设置I20a工字钢架，每榀间距0.6m。

6)、施工距离的确定

各隧道施工应错开一定的距离，隧道1、3之间掌子面错开距离不少于10m，隧道2、3之间掌子面错开距离不少于50m。

及时进行衬砌仰拱的施工，严格控制仰拱、衬砌距离掌子面距离，IV级围岩仰拱距离掌子面不宜超出50m，衬砌距离掌子面不宜超出90m，V级围岩仰拱距离掌子面不宜超出40m，衬砌距离掌子面不宜超出50m。

各隧道掌子面错开距离要经过爆破振动测试来进行验证。

7)、安全保证措施：

①做好超前地质预报工作，配备有经验的地质工程师，24小时轮流值班，及时了解地质情况变化。

②严格遵循“短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则保证不坍方。

③施工前，对所有参建员工进行上岗前的安全教育。对从事电器、爆破、高空作业、焊接、机动车驾驶等特殊工种的人员，经过专业培训，获得《安全操作合格证》后，方准持证上岗。

④电缆线路采用“三相五线”接线方式，现场配电箱采用统一配电箱加工定做，固定式配电箱并严格按照《供配电系统设计规范》要求开关箱“一机、一闸、一漏、一箱”制和动力、照明配电分设原则。

⑤隧道开挖后必须及时进行支护。支护质量必须达到设计规定的标准。

⑥加强监控量测工作，信息及时反馈，指导现场施工。量测人员发现量测数据有突变或异变时，应于量测后及时向技术负责人汇报，并立即采取应急措施或通知施工人员暂时撤离危险地段。

Claims (5)

1.三线并行小净距浅埋、偏压隧道群进洞施工方法，在浅埋偏压地段进行三条并行隧道施工作业，作业地段位于IV、V级软弱围岩，其特征在于：包括以下施工步骤：

1)、埋深浅、偏压的三线并行小净距的隧道洞口段采用长管棚支护加固，沿拱顶140°范围环向布设长管棚加固，布设超前支护钢管长度30～40m，外插角为1°～3°，管棚环向间距40cm左右，钢管φ100-120mm，热轧无缝钢管，棚环上钢管的管壁开有透浆孔，向透孔浆中注入水泥浆或水泥水玻璃双浆液；

2)、先施工两侧的隧道，两侧的隧道之间中夹岩柱厚度大于1.5B，B为隧道开挖宽度，施工按单个独洞正常组织进行施工，隧道进洞施工采用控制爆破，控制爆破必须控制装药量和分段微差爆破，将爆破对相邻隧道引起的爆破振动速度控制10cm/s以下，再施工中间隧道，中间隧道距离其两侧的隧道距离近，施工按小净距隧道进行施工；

3)、在隧道洞口刷坡时，中间隧道两侧的两个隧道中岩柱坡口处原地面土体应暂时保留，以支挡坡面，洞口临时支护完成后，挖除中岩柱坡口土体，并及时沿隧道轴向对两侧的中岩柱正面打入注浆水平小导管，向水平小导管中注浆加固中岩柱坡面，加固范围为拱腰至边墙底部；

随先行隧道开挖同时，沿中间隧道两侧的两个中岩柱侧壁打入注浆水平小导管加固，加固范围为拱腰至边墙底部，注浆水平小导管采用水平设置，并注浆加固；

4)、隧道每循环开挖后，应及时进行初期支护，初期支护采用喷锚构筑法，以拱架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成初期支护受力结构，IV级围岩地段喷射混凝土厚度25cm，钢筋网网格间距20×20cm，系统锚杆长度3.5m间距1.2m×1.2m，全环设置I18工字钢架，每榀间距0.8m；V级围岩地段喷射混凝土厚度28cm，钢筋网网格间距20×20cm，系统锚杆长度4m间距1.2m×1m，全环设置I20a工字钢架，每榀间距0.6m；

5)、各隧道施工应错开一定的距离，两侧的两个隧道之间掌子面错开距离不少于10m，相邻的两个隧道之间掌子面错开距离不少于50m；

及时进行衬砌仰拱的施工，严格控制仰拱、衬砌距离掌子面距离，IV级软弱围岩地段隧道的仰拱距离掌子面不超出50m，衬砌距离掌子面不超出90m，V级软弱围岩地段隧道的仰拱距离掌子面不超出40m，衬砌距离掌子面不超出50m。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的中岩柱正面打入的注浆水平小导管，采用长5m、壁厚5mm、φ50钢管，按间距1.5×1.5m成梅花形布置；中岩柱侧面打入的注浆水平小导管，长6-10m，壁厚，间距1.5×1.5m。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述注浆水平小导管中注浆初始压力为0.5MPa，终止压力为1.5MPa，浆液水灰比为1∶1。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的控制爆破为分步开挖，缩小爆破开挖断面面积，在进出洞及V级围岩地段施工方法为双侧壁导坑法，IV级围岩地段施工方法为三台阶七步开挖法；采用中等爆速的乳化炸药，起爆采用非电毫秒雷管，大间隔微差起爆，使相邻段别的起爆间隔大于100ms。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的V级软弱围岩地段循环进尺控制在0.5～0.6m之间，所述的IV级软弱围岩地段循环进尺控制在0.8～1.0m之间。

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