CN104278993B - 一种偏压隧道斜交进洞的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种偏压隧道斜交进洞的施工方法。其采用以梯形套拱大管棚作为预支护的斜交进洞的施工方法，有效降低了隧道洞口内侧的边仰坡高度，并满足隧道外侧拱肩围岩覆盖层厚度的暗挖施工要求，实现了隧道洞口与周边环境协调融合，保护了隧道洞口周边环境。其采用超前大管棚的预支护和隧道外侧的反压回填来改善隧道围岩和衬砌结构的偏压状态，为洞内的安全施工创造了有利条件。其采用了梯形套拱较好地解决了进洞成洞面斜交与钢支撑和洞门正交之间的不协调问题，降低了洞内暗挖施工的难度，保证了偏压隧道斜交进洞施工的安全性和可行性。其通过洞口绿化防护缓解了因隧道外侧反压回填造成隧道洞口与周边环境的不协调问题，实现了“绿色洞门”的工程理念。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程领域，具体涉及一种偏压隧道斜交进洞的施工方法。
背景技术
隧道开挖进洞的施工方法一般采用正交进洞的施工方法。但是，对于地形斜交的偏压隧道，正交进洞会出现隧道内侧的洞口边仰坡高度太高而隧道外侧的拱肩围岩覆盖层厚度又太薄的情况，这两种情况均不利于隧道工程的施工和运营安全，边仰坡高度太高还会产生隧道洞口与周边环境的协调问题，不利于环境保护。
斜交进洞的施工方法可以降低隧道内侧的洞口边仰坡高度，同时，又可确保隧道外侧的拱肩围岩覆盖层厚度能够满足暗挖施工的要求，可实现隧道洞口与周边山体地形地貌的协调融合。但是，由于斜交洞口的隧道围岩和衬砌结构均处于偏压受力状态，其受力情况较为复杂，在施工中极易发生围岩坍塌和衬砌结构开裂等情况，对施工组织的要求较高。目前，斜交进洞的施工方法一般仅适用于地形等高线与路线中线之间的夹角不小于45°且地质条件较好的情况，对于地质条件较差的松软地层一般不宜采用斜交进洞的施工方法。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题采用一种改进的施工方法，即本发明要解决的技术问题是采用与洞口地质和地形条件相适应的斜交角度进洞，以降低隧道内侧的洞口边仰坡高度并尽可能满足隧道外侧拱肩围岩覆盖层厚度的暗挖施工要求，采用超前大管棚的预支护能力和隧道外侧的反压来改善隧道围岩和衬砌结构的偏压状态，以实现斜交进洞、洞门正交的目的。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，包括以下步骤：
（1）根据隧道洞口的内侧边仰坡高度不能太高而外侧拱肩围岩覆盖层厚度又不能太薄的原则确定相适应的斜交进洞角度，根据隧道洞口地质条件确定洞口临时边坡坡率，进行洞口明挖施工，形成斜交进洞成洞面和临时边坡；
（2）施工洞口超前大管棚，以形成超前预支护，首先施工大管棚梯形套拱，再施工大管棚钢管并进行注浆；
（3）采用片石混凝土回填大管棚梯形套拱的左右侧边墙的外侧，以形成左右侧土体对梯形套拱的支护作用，片石混凝土回填面高于大管棚最低一根钢管，且回填高度大于5米；
（4）进行梯形套拱上部的密实回填施工，以便在隧道外侧形成反压，以抵抗围岩偏压；
（5）施工梯形套拱范围内的隧道初期支护，初期支护中的钢支撑与路线中线呈正交布置，钢支撑顶紧梯形套拱和斜交成洞面，其拱脚设置在坚实的地基上，梯形套拱范围内的系统锚杆取消；
（6）进行隧道内斜交成洞面范围的开挖施工，在梯形套拱大管棚作为预支护的保护下，采用台阶法分步开挖围岩，并及时施作初期支护和设置在拱脚的锁脚锚杆，初期支护中的钢支撑与路线中线呈正交布置，并尽早施工仰拱，以形成封闭环；
（7）隧道内斜交成洞面范围的施工完成后，洞内掌子面已经与路线中线呈正交布置，此时，隧道施工进入洞口正常段施工状态，并尽早施工梯形套拱影响范围内的二次衬砌；
（8）及时施工隧道洞门，隧道洞门与路线中线呈正交布置。
（9）对洞口回填土面和支挡结构面进行绿化防护，以形成绿色洞门。
进一步的，在步骤（1）中，隧道洞口开挖施工尽量避开雨季，在洞口开挖前做好洞口周边的截水和排水设施，斜交进洞成洞面和临时边坡形成后及时对坡面进行临时防护。
进一步的，在步骤（2）中，大管棚梯形套拱为钢筋混凝土永久结构，梯形套拱紧贴斜交进洞成洞面，梯形套拱的内净空需满足隧道初期支护和二次衬砌的设置要求。
进一步的，在步骤（4）中，为确保梯形套拱上部的回填密实，在靠洞门一侧的回填坡面采用沙袋反压堆砌，在步骤（8）中结合洞门施工拆除沙袋后，再进行密实回填土层。
进一步的，在步骤（7）中，在斜交成洞面附近设置二次衬砌结构变形缝，以避免因围岩偏压造成二次衬砌结构出现开裂。
进一步的，在步骤（8）中，隧道洞门采用端墙式洞门或台阶式洞门，同时在地质条件较差时在洞口两侧设置沿隧道纵向布置的支挡结构，以共同抵抗围岩偏压。
进一步的，在步骤（9）中，绿色植物采用灌木、草或爬藤，禁止采用根系发育、外形高大的乔木，以避免对隧道结构的破坏。
进一步的，在隧道施工的全过程中，加强监控量测工作，根据监控量测信息及时调整施工组织。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用以梯形套拱大管棚作为预支护的斜交进洞的施工方法，有效降低了隧道洞口内侧的边仰坡高度，并满足隧道外侧拱肩围岩覆盖层厚度的暗挖施工要求，实现了隧道洞口与周边环境协调融合，保护了隧道洞口周边环境。其采用超前大管棚的预支护和隧道外侧的反压回填来改善隧道围岩和衬砌结构的偏压状态，为洞内的安全施工创造了有利条件。其采用了梯形套拱较好地解决了进洞成洞面斜交与钢支撑和洞门正交之间的不协调问题，降低了洞内暗挖施工的难度，保证了偏压隧道斜交进洞施工的安全性和可行性。其通过洞口绿化防护缓解了因隧道外侧反压回填造成隧道洞口与周边环境的不协调问题，实现了“绿色洞门”的工程理念。
附图说明
图1为本发明实例平面示意图
图2为本发明实例A-A剖面图
图3为本发明实例B-B剖面图
图4为本发明实例C-C剖面图
图中：1-大管棚梯形套拱，2-大管棚钢管，3-初期支护，4-二次衬砌，5-临时边坡，6-回填面，7-洞内暗挖围岩，8-明挖土层，9-回填片石混凝土，10-回填土层，11-系统锚杆，12-地面线，13-地形等高线，14-斜交成洞面，15-洞门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，包括以下步骤：
（1）根据隧道洞口的内侧边仰坡高度不能太高而外侧拱肩围岩覆盖层厚度又不能太薄的原则确定相适应的斜交进洞角度，根据隧道洞口地质条件确定洞口临时边坡坡率。然后，开始洞口施工，明挖土层8，形成斜交进洞成洞14和隧道左右侧临时边坡5。
（2）施工洞口超前大管棚，以形成超前预支护，首先施工大管棚梯形套拱1，再施工大管棚钢管2并进行注浆。
（3）在大管棚梯形套拱1的左右侧边墙的外侧回填片石混凝土9，以形成左右侧土体对梯形套拱的支护作用，片石混凝土回填面高于大管棚最低一根钢管，且回填高度大于5米。
（4）密实回填施工梯形套拱1上部的回填土层10，以便在隧道外侧形成反压，以抵抗围岩偏压。
（5）开始隧道内的施工，施工梯形套拱1范围内的隧道初期支护3，初期支护3中的钢支撑与路线中线呈正交布置，钢支撑顶紧梯形套拱1和斜交成洞面14，其拱脚设置在坚实的地基上，梯形套拱1范围内的系统锚杆取消。
（6）开始隧道内斜交成洞面14范围的施工。在梯形套拱大管棚作为预支护的保护下，采用台阶法分步开挖围岩7，并及时施作初期支护3和设置在拱脚的锁脚锚杆，初期支护3中的钢支撑与路线中线呈正交布置，并尽早施工仰拱，以形成封闭环。
（7）隧道内斜交成洞面14范围的施工完成后，洞内掌子面已经与路线中线呈正交布置，此时，隧道施工已进入洞口正常段施工状态，并尽早施工梯形套拱1影响范围内的二次衬砌4。
（8）及时施工隧道洞门15，隧道洞门与路线中线呈正交布置。
（9）对洞口回填面6和支挡结构面进行绿化防护，以形成“绿色洞门”。
进一步的，在步骤（1）中，隧道洞口开挖施工尽量避开雨季，在洞口开挖前做好洞口周边的截水和排水设施，斜交进洞成洞面和临时边坡形成后及时对坡面进行临时防护。
进一步的，在步骤（2）中，大管棚梯形套拱为钢筋混凝土永久结构，梯形套拱紧贴斜交进洞成洞面，梯形套拱的内净空需满足隧道初期支护和二次衬砌的设置要求。
进一步的，在步骤（4）中，为确保梯形套拱上部的回填密实，在靠洞门一侧的回填坡面采用沙袋反压堆砌，在步骤（8）中结合洞门施工拆除沙袋后，再进行密实回填土层。
进一步的，在步骤（7）中，在斜交成洞面附近设置二次衬砌结构变形缝，以避免因围岩偏压造成二次衬砌结构出现开裂。
进一步的，在步骤（8）中，隧道洞门采用端墙式洞门或台阶式洞门，同时在地质条件较差时在洞口左右两侧设置沿隧道纵向布置的支挡结构，以共同抵抗围岩偏压。
进一步的，在步骤（9）中，绿色植物采用灌木、草或爬藤，禁止采用根系发育、外形高大的乔木，以避免对隧道结构的破坏。
进一步的，在隧道施工的全过程中，加强监控量测工作，根据监控量测信息及时调整施工组织，进行动态设计和动态施工。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例子而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例子所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据隧道洞口的内侧边仰坡高度不能太高而外侧拱肩围岩覆盖层厚度又不能太薄的原则确定相适应的斜交进洞角度，根据隧道洞口地质条件确定洞口临时边坡坡率，进行洞口明挖施工，形成斜交进洞成洞面和临时边坡；
（2）施工洞口超前大管棚，以形成超前预支护，首先施工大管棚梯形套拱，再施工大管棚钢管并进行注浆；
（3）采用片石混凝土回填大管棚梯形套拱的左右侧边墙的外侧，以形成左右侧土体对梯形套拱的支护作用，片石混凝土回填面高于大管棚最低一根钢管，且回填高度大于5米；
（4）进行梯形套拱上部的密实回填施工，以便在隧道外侧形成反压，以抵抗围岩偏压；
（5）施工梯形套拱范围内的隧道初期支护，初期支护中的钢支撑与路线中线呈正交布置，钢支撑顶紧梯形套拱和斜交成洞面，其拱脚设置在坚实的地基上，梯形套拱范围内的系统锚杆取消；
（6）进行隧道内斜交成洞面范围的开挖施工，在大管棚梯形套拱作为预支护的保护下，采用台阶法分步开挖围岩，并及时施作初期支护和设置在拱脚的锁脚锚杆，初期支护中的钢支撑与路线中线呈正交布置，并尽早施工仰拱，以形成封闭环；
（7）隧道内斜交成洞面范围的施工完成后，洞内掌子面已经与路线中线呈正交布置，此时，隧道施工进入洞口正常段施工状态，并尽早施工梯形套拱影响范围内的二次衬砌；
（8）及时施工隧道洞门，隧道洞门与路线中线呈正交布置；
（9）对洞口回填土面和支挡结构面进行绿化防护，以形成绿色洞门。
2.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在步骤（1）中，隧道洞口开挖施工尽量避开雨季，在洞口开挖前做好洞口周边的截水和排水设施，斜交进洞成洞面和临时边坡形成后及时对坡面进行临时防护。
3.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在步骤（2）中，大管棚梯形套拱为钢筋混凝土永久结构，梯形套拱紧贴斜交进洞成洞面，梯形套拱的内净空需满足隧道初期支护和二次衬砌的设置要求。
4.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在步骤（4）中，为确保梯形套拱上部的回填密实，在靠洞门一侧的回填坡面采用沙袋反压堆砌，在步骤（8）中结合洞门施工拆除沙袋后，再进行密实回填土层。
5.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在步骤（7）中，在斜交成洞面附近设置二次衬砌结构变形缝，以避免因围岩偏压造成二次衬砌结构出现开裂。
6.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在步骤（8）中，隧道洞门采用端墙式洞门或台阶式洞门，同时在地质条件较差时在洞口两侧设置沿隧道纵向布置的支挡结构，以共同抵抗围岩偏压。
7.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在步骤（9）中，绿色植物采用灌木、草或爬藤，禁止采用根系发育、外形高大的乔木，以避免对隧道结构的破坏。
8.根据权利要求1所述的一种偏压隧道斜交进洞的施工方法，其特征在于：在隧道施工的全过程中，加强监控量测工作，根据监控量测信息及时调整施工组织。
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