CN102268993B - 一种高液限土中隧道开挖方法 - Google Patents

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本发明公开了一种高液限土中隧道开挖方法,包括以下步骤:A、对隧道的左侧上部进行开挖;B、对上述段进行拱顶的初期支护;C、对隧道的右侧上部进行开挖;D、完成拱顶的初期支护;E、对隧道的下部进行开挖:分为下部左侧部分、核心土部分、下部右侧部分,首先开挖下部左侧部分,然后开挖下部右侧部分,最后对核心土部分进行开挖;F、对仰拱绑扎钢筋,安装模板,浇注C25混凝土,完成仰拱二衬,回填混凝土。本发明主要依赖挖掘机代替人工手持风洞挖掘工具开挖,辅助以人工修饰,大大提高了施工效率;仰供开挖增加了中间核心土部分,保证了在封闭成环过程中围岩的稳定,施工安全性大大提高;本发明的应用还提高了施工的效率和降低了施工成本。

Description

一种高液限土中隧道开挖方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高液限土中隧道开挖方法,具体是一种对CRD开挖方法的改进。背景技术
[0002] CRD法开挖主要是采用人工开挖,施工时除非遇到孤石等特殊情况,否则严禁爆破。应使用钢管脚手架搭设施工平台,人工手持风动挖掘工具开挖,挖掘机扒渣,自卸车出渣。隧道开挖分左右导坑上下台阶施工,分部开挖间距3-5m,实际施工中根据具体情况调整。其施工工艺如下:如图2和图3所示,(I)开挖I (①)部分,对掌子面进行喷射C25混凝土防护,然后架工字钢,打锚杆,再喷射钢纤维混凝土进行初期支护。架工字钢同时设置临时仰拱和中隔墙,临时仰拱中埋设钢支撑,并施作IOcm厚25号喷射砼;中隔墙结构主要由钢支撑组成,钢支撑间设Φ 8钢筋网,喷射厚20cm的25号Ii仝,必要时使用临时锚杆对导坑围岩进行加固;(2)开挖II (②)部分,同上对掌子面进行喷射C25混凝土防护,然后架工字钢,打锚杆,再喷射钢纤维混凝土进行初期支护。架工字钢同时设置中隔墙结构,并对中隔墙进行挂网喷锚支护;(3)开挖IIK③)部分,同上对掌子面进行喷射C25混凝土防护,然后架工字钢,打锚杆,再喷射钢纤维混凝土进行初期支护。工字钢同时设置临时仰拱并施作IOcm厚25号喷射砼;(4)开挖IV (④)部分,同上对掌子面进行喷射C25混凝土防护,然后架工字钢,打锚杆,再喷射钢纤维混凝土进行初期支护。
[0003] 上述隧道前期进洞一直采用CRD法施工,主要存在以下几个问题:(I)工艺较简单,但循环过多,且要求人工开挖,严重影响施工进度;(2)按照隧道技术交底要求,掌子面距离仰拱不能超过12m,全断面开挖完成IOm左右就要施做仰拱,这就要求必须提前完成仰拱的浇注,而仰拱一旦浇注,出渣自卸车无法进入掌子面,即进尺无法进行,影响开挖进度;(3)即使挖掘机、自卸车可以到达掌子面,由于不可能使仰拱紧跟掌子面浇注,机械设备不可避免的直接碾压初衬,这对初衬无疑是一种破坏,这是隧道施工最忌讳的。
发明内容
[0004] 为了克服上述之不足,本发明提供一种高液限土中隧道开挖方法,该方法通过对CRD开挖方法的改进,以提高施工的效率和降低施工成本。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明所采用以下的技术方案:
[0006] 一种高液限土中隧道开挖方法,包括以下步骤:
[0007] A、对隧道的左侧上部进行开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护;
[0008] B、对上述段进行工字钢的安装,然后对拱顶部分打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成拱顶的初期支护;
[0009] C、对隧道的右侧上部进行开挖,以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护;
[0010] D、按照步骤B的方法,完成拱顶的初期支护;
[0011] E、对隧道的下部进行开挖:将传统的下部左侧和下部右侧两部分开挖的方式,改成下部左侧部分、核心土部分、下部右侧部分,三部分开挖的方式,首先开挖下部左侧部分,然后开挖下部右侧部分,最后对核心土部分进行开挖,开挖核心土部分时,分左右两部分,其间依然设中隔墙;上述各部分开挖都是以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护,喷射混凝土防护,并完成对仰拱初期支护;
[0012] F、对仰拱绑扎钢筋,安装模板,浇注C25混凝土,完成仰拱二衬,回填混凝土。
[0013] 所述步骤E中,开挖处距离掌子面的距离为18米。
[0014] 所述步骤F中,浇注过程中所用的混凝土为C25混凝土 ;回填过程中所用的混凝土为ClO混凝土。
[0015] 本发明的有益效果在于:由于本发明在保持原有CRD设立中隔墙等辅助实物减少单次开挖量等优点的基础上,对CRD开挖方法作了改进后还具有以下特点:改进后的CRD法开挖主要依赖挖掘机代替人工手持风洞挖掘工具开挖;辅助以人工修饰,大大提高了施工效率;改进后的CRD法扩大了 1、111部分的横向面积,更有利于开挖;仰供开挖增加了中间核心土部分,保证了在封闭成环过程中围岩的稳定,施工安全性大大提高。
附图说明
[0016] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
[0017] 图1为本发明的施工示意图;
[0018] 图2为传统CRD开挖方法的开挖施工示意图;
[0019] 图3为图2所示的侧视图。
具体实施方式
[0020] 如图1所示,一种高液限土中隧道开挖方法,包括以下步骤:
[0021] Α、挖掘机辅以人工开挖边墙以上部分围岩,仍需设置中隔墙,开挖时先进行左侧上部I的开挖,完成后立即进行喷射混凝土防护掌子面及开挖的新鲜围岩,对中隔墙进行喷锚支护;
[0022] B、对左侧上部I部分进行工字钢的安装,然后打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成I部分拱顶的初期支护;
[0023] C、对隧道的右侧上部III进行开挖,以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护;
[0024] D、按照步骤B的方法,架设工字钢,打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成右侧上部III的初期支护;
[0025] Ε、在距离掌子面18m左右进行下部的开挖,改进后的仰供部分开挖将原来的下部左侧和下部右侧的部分分成三部分开挖,分别为下部左侧I1、核心土 V、下部右侧IV ;先以挖掘机配合人工开挖下部左侧II,喷射混凝土防护,架设工字钢,打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成下部左侧II初支;再开挖下部右侧IV,喷射混凝土防护,架设工字钢,打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成下部右侧IV初期支护;最后开挖中间核心土 V的部分,喷射混凝土防护,架设工字钢,打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成核心土部分初期支护;
[0026] F、仰供绑扎钢筋,安装模板,浇注C25混凝土,完成仰供二衬,回填ClO混凝土。
[0027] 对本发明的实验和监测,并与传统的CRD开挖方法相比较,其结果如下:
[0028] 通过监测可知,次步隧道运用CRD法施工时左洞LK132+834、LK132+842断面拱顶下沉本周累计值较小,本周累计最大值为0.1mm,拱顶下沉平均位移速率均不大于0.15mm/d ;在运用改进后CRD法施工时次步隧道左洞LK132+874断面本周周边位移累计最大值为0.87mm,各测线平均位移速率均不大于0.2mm/d。
[0029] 通过对周边位移量的监测数据得知,次步隧道运用CRD法施工时左洞LK132+834和LK132+842断面周边位移累计最大值为0.25mm,周边位移平均位移速率均不大于0.1mm/d ;次步隧道运用改进后的CRD法施工时左洞LK132+874断面本周周边位移累计最大值为
0.87mm,各测线平均位移速率均不大于0.2mm/d。
[0030] 通过对两份监测报告的比较分析来看,改进后的CRD法开挖断面拱顶下沉量和周边位移略有增大,但仍能满足施工设计要求。
[0031] 采用改进后的CRD法进行隧道的洞身开挖后,节约C20喷射混凝土 828m3、6.5钢筋网10.076t、22药卷式锚杆32223m、临时支护118钢拱架384.7t,合计节约费用约5619634元,比原设计节约了将近3/4。大大降低了隧道造价。

Claims (2)

1.一种高液限土中隧道开挖方法,其特征在于:包括以下步骤: A、对隧道的左侧上部进行开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护; B、对上述段进行工字钢的安装,然后对拱顶部分打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成拱顶的初期支护; C、对隧道的右侧上部进行开挖,以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护; D、按照步骤B的方法,完成拱顶的初期支护; E、对隧道的下部进行开挖:将传统的下部左侧和下部右侧两部分开挖的方式,改成下部左侧部分、核心土部分、下部右侧部分,三部分开挖的方式,首先开挖下部左侧部分,然后开挖下部右侧部分,最后对核心土部分进行开挖,开挖核心土部分时,分左右两部分,其间依然设中隔墙;上述各部分开挖都是以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支护,喷射混凝土防护,并完成对仰拱初期支护; F、对仰拱绑扎钢筋,安装模板,浇注混凝土,完成仰拱二衬,回填混凝土。
2.根据权利要求1所述的高液限土中隧道开挖方法,其特征在于:所述步骤F中,浇注过程中所用的混凝土为C25混凝土 ;回填过程中所用的混凝土为ClO混凝土。
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