CN102042019B - 浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法 - Google Patents

Abstract

浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，它涉及一种浅埋大跨软塑粘土隧道开挖的施工方法。本发明解决了现有软弱地层隧道开挖技术存在的工序多、施工进度慢、成本高、对围岩扰动次数多、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长的问题。本发明步骤上台阶开挖，预留核心土：在挖掘机开挖时沿轮廓线预留土体，开挖，在拱脚处设扩大拱脚；上台阶支护：初喷混凝土对开挖面进行封闭，设置拱脚支垫，架设型钢拱架，铺设钢筋网片，施作锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度；下台阶交错开挖支护：交错开挖左右部，边墙的型钢钢架与拱部钢架连接牢固，进行钢筋网、锁脚锚管和喷射混凝土；核心土开挖；仰拱开挖及支护。本发明适用于浅埋大跨软塑粘土隧道施工中。

Description

浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法

技术领域

本发明涉及一种浅埋大跨软塑粘土隧道开挖的施工方法，具体涉及一种浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

软塑粘土围岩具有地基承载力低、含水量大、粘结力差和易塌方等特点，我国修建软弱地层隧道时，V、VI级围岩主要采用CD法、CRD法和双侧壁导坑法等工法，这类工法可以很好地控制地表沉降和变形收敛，但工序较多，且全部为人工或小型机械作业，大型机械无法展开，施工进度慢，同时增加临时仰拱及中隔墙，成本增加大。而环形开挖预留核心土法和三台阶七步开挖法存在开挖对土体扰动次数多、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有软弱地层隧道开挖技术存在的工序多、施工进度慢、成本高、对围岩扰动次数多、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长的问题，进而提供一种浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法。

本发明的技术方案是：浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法的步骤为：

步骤一、上台阶开挖，预留核心土：

开挖时采用挖掘机配合人工风镐或电镐开挖，在挖掘机开挖时沿轮廓线预留50cm土体，然后采用人工风镐或电镐进行开挖，人工开挖时在拱脚处设扩大拱脚，并在拱脚底部至少留深20cm土用人工开挖；

步骤二、上台阶支护：

当有渗水现象时，初喷混凝土对开挖面进行封闭，然后设置拱脚支垫，架设型钢拱架，相邻两榀工字钢之间纵向采用连接钢筋在工字钢内外缘交错连接，随初喷射混凝土表面布设钢筋网，钢筋网片之间相互搭接，施作锁脚锚管，继续喷射混凝土至设计厚度；

步骤三、下台阶交错开挖支护：

在上台阶初期支护稳定的条件下，开始交错开挖左右部，开挖长度为0.5-0.75m，边墙的型钢钢架与拱部钢架上下对正，并螺栓连接牢固，钢架支立完成后进行钢筋网、锁脚锚管和喷射混凝土；

步骤四、核心土开挖：

挖除核心土；

步骤五、仰拱开挖及支护：

仰拱开挖采用全幅施工，上面铺设仰拱栈桥；当仰拱有渗水现象时，立即初喷射混凝土封闭围岩，然后安装仰拱拱架并喷射混凝土达到设计厚度，使初期支护成环。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

(1)施工空间大，可以引入大型施工机械，多作业面平行作业，工效高，很大程度上加快了施工进度；

(2)在地质结构复杂多变的隧道施工中，便于灵活、及时地调整施工方法，进度稳定，工期保障性强；

(3)适应不同跨度和多种断面形式，没有需要拆除的临时施工支护，避免了因拆除临时支护造成初期支护突然卸载而危及隧道安全；初期支护断面圆顺，无应力集中点，安全性强，同时节省投资；

(4)仰拱初支及时封闭成环，仰拱衬砌混凝土超前施作，确保施工安全，改善隧道运输环境，便于隧道文明施工的开展；

(5)解决了软塑粘土地层地基承载力低的问题，确保了施工安全；

(6)仰拱初支和仰拱混凝土全幅施作，确保了防排水系统、仰拱保温层和混凝土的施工质量，减少了营运病害；

(7)无需投入特种设备，投入小，操作性强，易推广。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法的步骤为：

步骤一、上台阶开挖，预留核心土：

开挖时采用挖掘机配合人工风镐或电镐开挖，在挖掘机开挖时沿轮廓线预留50cm土体，然后采用人工风镐或电镐进行开挖，人工开挖时在拱脚处设扩大拱脚，并在拱脚底部至少留深20cm土用人工开挖；

步骤二、上台阶支护：

当有渗水现象时，初喷混凝土对开挖面进行封闭，然后设置拱脚支垫，架设型钢拱架，相邻两榀工字钢之间纵向采用连接钢筋在工字钢内外缘交错焊接，随初喷射混凝土表面布设钢筋网，钢筋网片之间相互搭接，施作锁脚锚管，继续喷射混凝土至设计厚度；

步骤三、下台阶交错开挖支护：

在上台阶初期支护稳定的条件下，开始交错开挖左右部，开挖长度为0.5-0.75m，边墙的型钢钢架与拱部钢架上下对正，并螺栓连接牢固，钢架支立完成后进行钢筋网、锁脚锚管和喷射混凝土；

步骤四、核心土开挖：

挖除核心土；

步骤五、仰拱开挖及支护：

仰拱开挖采用全幅施工，上面铺设仰拱栈桥；当仰拱有渗水现象时，立即喷射混凝土封闭围岩，然后安装仰拱拱架并喷射混凝土达到设计厚度，使初期支护成环。

本实施方式中采用人工风镐或电镐进行开挖，避免挖掘机破坏既有初支，防止挖掘机开挖对土体的振动太大，造成土体塌方，并可以控制超挖。在拱脚底部至少留深20cm土用人工开挖，避免了拱脚超挖，便于拱脚使用型钢或方木垫实，防止因拱脚承载力不足而造成支护下沉。当有渗水现象时，初喷混凝土对开挖面进行封闭，避免了孔隙水从断面处渗出，而使土体失稳。

具体实施方式二：本实施方式的步骤二中相邻两榀工字钢之间纵向连接钢筋采用双向直钩形在工字钢内外缘交错焊接。结构稳定。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式的步骤二中钢筋网片之间相互搭接的长度大于30倍的钢筋直径。结构稳定。其它步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式的步骤二中锁脚锚管与型钢拱架采用螺纹钢双排焊接。以增强共同支护作用。其它步骤与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：本实施方式的步骤二中相邻两榀工字钢之间纵向采用连接钢筋在工字钢内外缘交错连接的间距为60-100cm。结构稳定。其它步骤与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：本实施方式的步骤三中开挖左右部的交错距离为1-2m。结构稳定。其它步骤与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：本实施方式的步骤三中的开挖长度为0.5-0.75m，该长度为相邻一榀拱架间距。施工更安全。其它步骤与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

Claims (6)

1.一种浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，其特征在于：施工方法的步骤为：

步骤一、上台阶开挖，预留核心土：

开挖时采用挖掘机配合人工风镐或电镐开挖，在挖掘机开挖时沿轮廓线预留50cm土体，然后采用人工风镐或电镐进行开挖，人工开挖时在拱脚处设扩大拱脚，并在拱脚底部至少留深20cm土用人工开挖；

步骤二、上台阶支护：

当有渗水现象时，初喷混凝土对开挖面进行封闭，然后设置拱脚支垫，架设型钢拱架，相邻两榀工字钢之间纵向采用连接钢筋在工字钢内外缘交错连接，布设钢筋网随初喷射混凝土表面起伏铺设，钢筋网片之间相互搭接，施作锁脚锚管，继续喷射混凝土至设计厚度；

步骤三、下台阶交错开挖支护：

在上台阶初期支护稳定的条件下，开始交错开挖左右部，开挖长度为0.5-0.75m，边墙的型钢钢架与拱部钢架上下对正，并螺栓连接牢固，钢架支立完成后进行钢筋网、锁脚锚管和喷射混凝土；

步骤四、核心土开挖：

挖除核心土；

步骤五、仰拱开挖及支护：

仰拱开挖采用全幅施工，上面铺设仰拱栈桥；当仰拱有渗水现象时，立即初喷射混凝土封闭围岩，然后安装仰拱拱架并喷射混凝土达到设计厚度，使初期支护成环。

2.根据权利要求1所述的浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，其特征在于：步骤二中相邻两榀工字钢之间纵向钢筋采用双向直钩形在工字钢内外缘交错焊接。

3.根据权利要求1所述的浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，其特征在于：步骤二中钢筋网片之间相互搭接的长度大于30倍的钢筋直径。

4.根据权利要求1所述的浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，其特征在于：步骤二中锁脚锚管与型钢拱架采用螺纹钢双排焊接。

5.根据权利要求1所述的浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，其特征在于：步骤二中相邻两榀工字钢之间纵向采用连接钢筋在工字钢内外缘交错连接的间距为60-100cm。

6.根据权利要求1所述的浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法，其特征在于：步骤三中开挖左右部的交错距离为1-2m。