CN104329098A - 一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法 - Google Patents

一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法 Download PDF

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李庚许
徐志平
曲炳武
马双来
曹乾桂
张西磊
刘金佐
柴聪斌
陈宾
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Abstract

本发明公开了一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,包括以下步骤:1)施工准备;2)施作小导洞超前支护;3)小导洞超前支护完成后,分两步开挖小导洞;4)小导洞开挖完成后,采用钢架、系统锚杆、钢筋网、混凝土联合支护;5)小导洞施工至正洞另一侧拱脚外边线时,及时施作正洞的上部初期支护;6)进行正洞中部、下部的开挖支护。本发明的有益效果:确保辅助坑道安全、快速进入正洞,减小、规避了在软弱围岩地质段施工交叉口时隧道顶部易坍塌的风险,节省临时支撑费用,加快施工进度。

Description

一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道施工领域,具体来说,涉及一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法。

背景技术

[0002] 在隧道施工时,经常会遇到合同段长度大于5km的隧道,为了增加工作面,加快隧道施工进度,改善隧道施工期间的排水及通风条件,均设置了辅助坑道(斜井)。辅助坑道与正洞相交的交叉口相对于隧道其它段落,因其断面空间更大而使施工安全环节变得比较薄弱,且交叉口多处于成岩较差、断层及地质构造影响严重的破碎带等围岩强度较低的软弱围岩地质段。按常规采用从下向上的挑顶方法进入正洞,将会增加造成拱顶坍塌、拱顶下沉大变形等安全事故的机率,安全风险极高。且为了安全需要,还要进行繁琐、大量的临时支护。

[0003] 针对上述相关技术中常规从下向上的挑顶方法不适用于软弱围岩条件下的正洞挑顶的问题,目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0004] 针对上述相关技术中常规从下向上的挑顶方法不适用于软弱围岩条件下的正洞挑顶的问题,本发明提出一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,能够规避在软弱围岩地质段施工交叉口时隧道顶部易坍塌的风险,并且不需要大量的临时支护,降低了成本。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的:

一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,包括以下步骤:

步骤1:施工准备;

步骤2:采用超前小导管注浆,施作小导洞超前支护;

步骤3:小导洞超前支护完成后,分两步开挖小导洞,第一步沿垂直隧道中线方向上坡开挖至正洞隧中,第二步平坡开挖至正洞另一侧;

步骤4:小导洞开挖完成后,采用钢架、系统锚杆、钢筋网、混凝土联合支护;

步骤5:小导洞施工至正洞另一侧拱脚外边线时,及时施作正洞的上部初期支护;

步骤6:正洞上部初期支护施作完毕后,沿正洞中心线分别向进出口方向施作正洞上部开挖支护、中部边墙初期支护、正洞中部开挖支护以及正洞下部开挖支护。

[0006] 进一步的,所述步骤I具体包括以下步骤:

步骤1-1:调整辅助坑道平坡段的纵向中心线与正洞的相交角度;

步骤1-2:确定小导洞的位置;

步骤1-3:根据小导洞初始断面顶面标高,确定辅助坑道与最近的正洞相交断面的顶面标闻;

步骤1-4:辅助坑道开挖至与正洞相交的交叉口时,及时施作交叉口支护。

[0007] 进一步的,在所述步骤1-1中,辅助坑道平坡段的纵向中心线与正洞中线成90°角或位于交叉口所在正洞曲线的法线方向上。

[0008] 进一步的,在所述步骤1-2中,具体包括以下步骤:

步骤1-2-1:确定小导洞顶面标高;

步骤1-2-2:拟定小导洞断面尺寸:小导洞采用矩形断面,宽度值为正洞设计钢架间距的整倍数;高度与正洞三台阶工法中的上台阶高度相适应。

[0009] 进一步的,在所述步骤1-2-1中,所述小导洞顶面标高根据以下因素进行确定: 正洞设计拱部内顶标高、正洞二衬厚度、正洞初期支护厚度、小导洞支护厚度、预留围岩沉落量。

[0010] 进一步的,在所述步骤1-4中,所述交叉口支护由双120a钢架、40cm厚C30混凝土构成,并且,所述交叉口支护处的软弱围岩通过小导管超前注浆加固。

[0011] 进一步的,在所述步骤3中,采用全断面开挖,单循环进尺控制在0.6m。

[0012] 进一步的,在所述步骤4中,所述钢架为118门式钢架,间距小于或等于80cm;所述喷混凝土为C25喷射混凝土,厚度为22cm。

[0013] 进一步的,在所述步骤5中,所述上部初期支护由I20b型钢钢架和厚度为27cm的C25混凝土构成,其中,所述I20b型钢钢架的拱脚落在交叉口双I20a钢架上,并连接牢固,同时每侧拱脚设置锁脚钢管。

[0014] 进一步的,在所述步骤6中,在正洞中部开挖支护5m后,进行下部的开挖支护。

[0015] 本发明的有益效果:

1)采用从上向下的挑顶方法进入正洞,进入正洞后直接形成正洞的上台阶,完成进入正洞的施工,加快软弱围岩地质段辅助坑道进入正洞的施工进度;

2)进入正洞直接形成永久的拱部初期支护结构,为正洞下部施工作业提供一个较为安全可靠的施工环境;

3)确保辅助坑道安全、减小、规避了在软弱围岩地质段施工交叉口时隧道顶部易坍塌的风险;

4)节省了临时支撑费用。

附图说明

[0016] 下面为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0017] 图1为本发明实施例提供的一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法的流程图。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

[0019] 如图1所示,本发明实施例所述的一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,包括以下步骤:

步骤1:施工准备,具体包括:

步骤1-1:调整辅助坑道平坡段与正洞的相交角度,使其纵向中心线与正洞中线成90°角或位于交叉口所在正洞曲线的法线方向上;

步骤1-2:确定小导洞的位置,具体包括:

步骤1-2-1:确定小导洞顶面标高;

步骤1-2-2:拟定小导洞断面尺寸:小导洞采用矩形断面,宽度值为正洞设计钢架间距的整倍数,一般不大于4m ;高度与正洞三台阶工法中的上台阶高度相适应,一般为2.5〜3.5m ;

步骤1-3:根据小导洞初始断面顶面标高确定辅助坑道与最近的正洞相交断面的顶面标闻;

步骤1-4:辅助坑道开挖至与正洞相交的交叉口时,及时施作交叉口支护,其中,所述交叉口支护由双I20a钢架、40cm厚C30混凝土构成,并且,所述交叉口支护处的软弱围岩通过小导管超前注浆加固。

[0020] 步骤2:采用超前小导管注浆,施作小导洞超前支护,在导洞的拱部和边墙利用上一循环架立的钢架施作Φ42Χ3.5mm超前注浆小导管,环向间距20cm,长度3m,纵向间距1.2米/环;

步骤3:小导洞超前支护完成后,分两步开挖小导洞,第一步沿垂直隧道中线方向上坡开挖至正洞隧中,第二步平坡开挖至正洞另一侧,采用全断面开挖,单循环进尺控制在0.6m ;

步骤4:小导洞开挖完成后,采用钢架、系统锚杆、钢筋网、喷混凝土联合支护,所述钢架为118门式钢架,间距小于或等于80cm ;所述喷混凝土为C25喷射混凝土,厚度为22cm。

[0021] 步骤5:小导洞施工至正洞另一侧拱脚外边线时,及时施作正洞的拱部初期支护,其中,所述上部初期支护由I20b型钢钢架和厚度为27cm的C25混凝土构成,其中,所述I20b型钢钢架的拱脚落在交叉口双I20a钢架上,并连接牢固,同时每侧拱脚设置锁脚钢管。其中在进行步骤5之前,要进行端面检测,如果检测结果表明不合格则重复步骤3-4直到检测合格;如果合格则重复步骤2-4,直至整个小导洞施工完成后进行步骤5 ;

步骤6:正洞上部初期支护施作完毕后,沿正洞中心线分别向进出口方向施作正洞上部开挖支护、中部边墙初期支护、正洞中部开挖支护以及正洞下部开挖支护。其中,正洞中部开挖支护5m后,进行下部的开挖支护。

[0022] 综上所述,借助于本发明的上述技术方案,通过采用从上向下的挑顶方法进入正洞,进入正洞后直接形成正洞的上台阶,完成进入正洞的施工,加快软弱围岩地质段辅助坑道进入正洞的施工进度;并且进入正洞直接形成永久的拱部初期支护结构,为正洞下部施工作业提供一个较为安全可靠的施工环境;并且确保了辅助坑道安全、减小、规避了在软弱围岩地质段施工交叉口时隧道顶部易坍塌的风险;而且进入正洞后,所采用的临时支撑只是对原设计正洞初支结构的适当加强,节省了临时支撑费用。

[0023] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:施工准备; 步骤2:采用超前小导管注浆,施作小导洞超前支护; 步骤3:小导洞超前支护完成后,分两步开挖小导洞,第一步沿垂直隧道中线方向上坡开挖至正洞隧中,第二步平坡开挖至正洞另一侧; 步骤4:小导洞开挖完成后,采用钢架、系统锚杆、钢筋网、混凝土联合支护; 步骤5:小导洞施工至正洞另一侧拱脚外边线时,及时施作正洞的上部初期支护; 步骤6:正洞上部初期支护施作完毕后,沿正洞中心线分别向进出口方向施作正洞上部开挖支护、中部边墙初期支护、正洞中部开挖支护以及正洞下部开挖支护。
2.根据权利要求1所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:所述步骤I具体包括以下步骤: 步骤1-1:调整辅助坑道平坡段的纵向中心线与正洞的相交角度; 步骤1-2:确定小导洞的位置; 步骤1-3:根据小导洞初始断面顶面标高,确定辅助坑道与最近的正洞相交断面的顶面标闻; 步骤1-4:辅助坑道开挖至与正洞相交的交叉口时,及时施作交叉口支护。
3.根据权利要求2所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤1-1中,辅助坑道平坡段的纵向中心线与正洞中线成90°角或位于交叉口所在正洞曲线的法线方向上。
4.根据权利要求2所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤1-2中,具体包括以下步骤: 步骤1-2-1:确定小导洞顶面标高; 步骤1-2-2:拟定小导洞断面尺寸:小导洞采用矩形断面,宽度值为正洞设计钢架间距的整倍数;高度与正洞三台阶工法中的上台阶高度相适应。
5.根据权利要求4所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法:在所述步骤1-2-1中,所述小导洞顶面标高根据以下因素进行确定: 正洞设计拱部内顶标高、正洞二衬厚度、正洞初期支护厚度、小导洞支护厚度、预留围岩沉落量。
6.根据权利要求2所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤1-4中,所述交叉口支护由双I20a钢架、40cm厚C30混凝土构成,并且,所述交叉口支护处的软弱围岩通过小导管超前注浆加固。
7.根据权利要求1所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤3中,采用全断面开挖,单循环进尺控制在0.6m。
8.根据权利要求1所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤4中,所述钢架为118门式钢架,间距小于或等于80cm ;所述喷混凝土为C25喷射混凝土,厚度为22cm。
9.根据权利要求1所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤5中,所述上部初期支护由I20b型钢钢架和厚度为27cm的C25混凝土构成,其中,所述I20b型钢钢架的拱脚落在交叉口双I20a钢架上,并连接牢固,同时每侧拱脚设置锁脚钢管。
10.根据权利要求1所述的软弱围岩辅助坑道小导洞横穿正洞挑顶施工方法,其特征在于:在所述步骤6中,在正洞中部开挖支护5m后,进行下部的开挖支护。
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