CN104405399A - 一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法 - Google Patents

一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法 Download PDF

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徐润泽
宋战平
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Abstract

本发明涉及一种穿越流沙地层隧道开挖支护工法,采用在拱部钢架外侧及掌子面,设置薄木板插板,拱部利用超前小导管,在小导管外侧进行插板;掌子面插板,核心土周边打设导管,在拱部超前与核心土导管上,贴近掌子面焊钢筋,间距适合挡住薄木板,插板与围岩面满铺,预留好核心土等其他相关措施;在开挖工程中,将隧道掌子面分上、中、下三台阶,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进,快速建立支护体系结构。本施工方法能够有效防范砂层流沙的危险,施工安全性高。

Description

一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道施工领域,尤其涉及一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法。

背景技术

[0002] 当今社会,交通系统的发展直接制约着国家综合实力的发展。在我国复杂的地形中存在大量流沙地层,流沙地层不同于一般软岩、土的特性,其具有流变性,造成该地层隧道成洞困难,稳定性差,支护难度大。目前国内外针对该地层隧道施工进度慢,稳定性差,施工安全性低。

[0003] 鉴于上述缺陷,本发明作者经过长时间的研究和实践获取了本创作。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,用以克服上述技术缺陷。

[0005] 为实现上述目的,本发明提供一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,该具体过程为:

[0006] 步骤a,施作超前支护,进行掌子面核心土的插钢管作业;

[0007] 步骤b,开挖上台阶,在拱部和掌子面设置薄木板插板,施作上台阶导坑周边的永久初期支护;

[0008] 步骤c,施作锁脚锚杆、系统锚杆,安装临时横撑钢架;

[0009] 步骤d,开挖中台阶,施作中台阶导坑周边的永久初期支护和临时仰拱支护;

[0010] 步骤e,开挖下台阶,施作下台阶导坑周边的永久初期支护;

[0011] 步骤f.,开挖隧底,施作隧底初期支护,初期支护封闭成环;

[0012] 步骤g,仰拱初期支护、二衬和填充。

[0013] 进一步地,在上述步骤a中,该具体过程为:

[0014] 步骤al,超前支护:利用上一循环架立的钢架进行施作超前小导管注浆支护,形成顶部孤形护顶;选用L = 2.6m, Φ42小导管进行预注浆,隧道拱顶左侧小导管环向间距为10cm,拱顶右侧小导管环向间距为30cm,注浆浆液采用水灰比为1:1的水泥单液浆;

[0015] 步骤a2,掌子面核心土插钢管作业。

[0016] 进一步地,在上述步骤b中,该具体过程为:

[0017] 步骤bl,开挖上台阶:环形开挖上台阶,每循环进尺0.4m,预留核心土 ;

[0018] 步骤b2,在拱部设置薄木板插板:拱部利用超前小导管,在小导管外侧进行插板,插板厚度为3mm,宽度为20〜30cm ;

[0019] 步骤b3,在所述的掌子面设置薄木板插板:在掌子面设置薄木板插板,插板厚度为3mm,宽度为20〜30cm,长度为0.4〜0.6m ;在所述的拱部超前与核心土导管上,贴近掌子面焊钢筋,间距适合挡住薄木板,插板与围岩面满铺;

[0020] 步骤b4,施作上台阶导坑周边的永久初期支护及临时仰拱:铺设钢筋网、架立钢架,并施作上台阶导坑周边的永久初期支护的径向系统锚杆、超前支护、喷混凝土 ;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/榀,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侧;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。

[0021] 进一步地,在上述步骤c中,该具体过程为:

[0022] 步骤cl,施作锁脚锚杆和系统锚杆:每棍!施作两根系统锚杆,锁脚锚管以上Im,左右侧各施作2根锁脚锚杆;

[0023] 步骤c2,临时横撑钢架安装:因上台阶要留2〜3m核心土,故临时横撑在掌子面后2〜3m处安装,随掌子面进尺,后方超过3m的核心土挖除,紧跟安装临时横撑,并喷射混凝土。

[0024] 根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤d中,该具体过程为:

[0025] 步骤dl,开挖中台阶:上台阶施工至适当距离后,开挖中台阶,利用上一循环架立的钢架支护,开挖中台阶,每循环进尺0.4m;中台阶施工时,需与上台阶拉开距离,控制在5〜6m左右;

[0026] 步骤d2,施作中台阶导坑周边的永久初期支护和临时仰拱支护:铺设钢筋网、架立钢架、打设锁脚锚杆左右各2根、锁脚锚管左右各2根,喷射混凝土 ;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/榀,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侦牝远离围岩侧;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。

[0027] 进一步地,在上述步骤f中,该具体过程为:

[0028] 步骤Π,开挖下台阶:利用上一循环架立的钢架支护,开挖下台阶,每循环进尺

0.6m ;下台阶施工时,需与中台阶拉开距离,控制在5〜6m左右;

[0029] 步骤f2,施作下台阶导坑周边的永久初期支护及临时仰拱:铺设钢筋网、架立钢架、打设锁脚锚杆左右各2根、锁脚锚管左右各2根,喷混凝土 ;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/福,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侦牝;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。

[0030] 进一步地,在上述步骤g中,该具体过程为:

[0031] 步骤gl,仰拱初期支护:每循环开挖长度为3m,开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护循环后,及时施作仰拱,仰拱分段长度为6m ;

[0032] 步骤g2,仰拱二衬:每6m施工一次,仰拱二衬超前仰拱填充6m ;

[0033] 步骤g3,仰拱填充,每6m施工一次。

[0034] 与现有技术相比本发明的有益效果为,本工法工艺简单,针对流沙地层能够起到

[0035] 有效的支护效果,提高了作业安全性。

附图说明

[0036] 图1为本发明穿越流沙地层隧道开挖支护体工法的流程示意图;

[0037] 图2为本发明三台阶临时仰拱施工工序纵断面图。

具体实施方式

[0038] 以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

[0039] 本发明穿越流沙地层隧道开挖支护体系法的工艺原理是:在拱部钢架外侧及掌子面,设置薄木板插板,拱部利用超前小导管,在小导管外侧进行插板;掌子面插板,核心土周边打设导管,在拱部超前与核心土导管上,贴近掌子面焊钢筋,间距适合挡住薄木板,插板与围岩面满铺,预留好核心土等其他相关措施。在开挖工程中,将隧道掌子面分上、中、下三台阶,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进,快速建立支护体系结构,确保工程质量和施工安全。

[0040] 请参阅图1所示,其为本发明穿越流沙地层隧道开挖支护体系法的流程示意图,图2为本发明三台阶临时仰拱施工工序纵断面图,图中,系统径向锚杆1,拱部超前支护2、喷射混凝土 3、钢架4、拱墙衬砌5、隧底填充6、仰拱7,本工法按照开挖①部、②部、③部的工序先后开挖。

[0041] 该具体过程为:

[0042] 步骤a,施作超前支护2,进行掌子面核心土的插钢管作业;

[0043] 步骤b,开挖上台阶,在拱部和掌子面设置薄木板插板,施作上台阶导坑周边的

[0044] 永久初期支护;

[0045] 步骤c,施作锁脚锚杆、系统锚杆1,安装临时横撑钢架;

[0046] 步骤d,开挖中台阶,施作中台阶导坑周边的永久初期支护和临时仰拱支护;

[0047] 步骤e,开挖下台阶,施作下台阶导坑周边的永久初期支护;

[0048] 步骤f,开挖隧底,施作隧底初期支护,初期支护封闭成环;

[0049] 步骤g,仰拱初期支护、二衬和填充。

[0050] 其中在步骤a中,包括:

[0051] 步骤al,超前支护:步骤al,超前支护:利用上一循环架立的钢架进行施作超前小导管注浆支护,形成顶部孤形护顶;选用L = 2.6m,Φ42小导管进行预注浆,隧道拱顶左侧小导管环向间距为10cm,拱顶右侧小导管环向间距为30cm,注浆浆液采用水灰比为1:1的水泥单液浆;

[0052] 步骤a2,掌子面核心土插钢管作业。

[0053] 在步骤b中,包括:

[0054] 步骤bl,开挖上台阶:环形开挖上台阶,每循环进尺0.4m,预留核心土 ;

[0055] 步骤b2,在拱部设置薄木板插板:拱部利用超前小导管,在小导管外侧进行插板,插板厚度为3mm,宽度为20〜30cm ;

[0056] 步骤b3,在掌子面设置薄木板插板:在掌子面设置薄木板插板,插板厚度为3_,宽度为20〜30cm,长度为0.4〜0.6m。在拱部超前与核心土导管上,贴近掌子面焊钢筋,间距适合挡住薄木板,插板与围岩面满铺;

[0057] 步骤b4,施作上台阶导坑周边的永久初期支护及临时仰拱:铺设钢筋网、架立钢架,并施作上台阶导坑周边的永久初期支护的径向系统锚杆、超前支护、喷混凝土;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/榀,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侧;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。

[0058] 在步骤c中,包括:

[0059] 步骤Cl,施作锁脚锚杆和系统锚杆:每榀施作两根系统锚杆,锁脚锚管以上lm,左右侧各施作2根锁脚锚杆;

[0060] 步骤c2,临时横撑钢架安装:因上台阶要留2〜3m核心土,故临时横撑在掌子面后2〜3m处安装,随掌子面进尺,后方超过3m的核心土挖除,紧跟安装临时横撑,并喷射混凝土。

[0061] 在步骤d中,包括:

[0062] 步骤dl,开挖中台阶:上台阶施工至适当距离后,开挖中台阶台阶,利用上一循环架立的钢架支护,开挖中台阶,每循环进尺0.4m;中台阶施工时,需与上台阶拉开距离,控制在5〜6m左右;

[0063] 步骤d2,施作中台阶导坑周边的永久初期支护和临时仰拱支护:;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/榀,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侧;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。

[0064] 在步骤f中,包括:

[0065] 步骤Π,开挖下台阶:利用上一循环架立的钢架支护,开挖下台阶,每循环进尺

0.6m ;下台阶施工时,需与中台阶拉开距离,控制在5〜6m左右;

[0066] 步骤f2,施作下台阶导坑周边的永久初期支护及临时仰拱:铺设钢筋网、架立钢架、打设锁脚锚杆左右各2根、锁脚锚管左右各2根,喷混凝土 ;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/福,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侦牝;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。

[0067] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,对发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,该具体过程为: 步骤^施作超前支护,进行掌子面核心土的插钢管作业; 步骤I开挖上台阶,在拱部和掌子面设置薄木板插板,施作上台阶导坑周边的永久初期支护; 步骤0,施作锁脚锚杆、系统锚杆,安装临时横撑钢架; 步骤山开挖中台阶,施作中台阶导坑周边的永久初期支护和临时仰拱支护; 步骤6,开挖下台阶,施作下台阶导坑周边的永久初期支护; 步骤?,开挖隧底,施作隧底初期支护,初期支护封闭成环; 步骤8,仰拱初期支护、二衬和填充。
2.根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤3中,该具体过程为: 步骤31,超前支护:利用上一循环架立的钢架进行施作超前小导管注浆支护,形成顶部孤形护顶;选用[=2.6% 042小导管进行预注浆,隧道拱顶左侧小导管环向间距为10(3111,拱顶右侧小导管环向间距为30(3111,注浆浆液采用水灰比为1: 1的水泥单液浆; 步骤…,掌子面核心土插钢管作业。
3.根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤6中,该具体过程为: 步骤化,开挖上台阶:环形开挖上台阶,每循环进尺0.細,预留核心土 ; 步骤62,在拱部设置薄木板插板:拱部利用超前小导管,在小导管外侧进行插板,插板厚度为3111111,宽度为20〜30。111 ; 步骤旧,在所述的掌子面设置薄木板插板:在掌子面设置薄木板插板,插板厚度为3111111,宽度为20〜30(3111,长度为0.4〜0.6111 ;在所述的拱部超前与核心土导管上,贴近掌子面焊钢筋,间距适合挡住薄木板,插板与围岩面满铺; 步骤64,施作上台阶导坑周边的永久初期支护及临时仰拱:铺设钢筋网、架立钢架,并施作上台阶导坑周边的永久初期支护的径向系统锚杆、超前支护、喷混凝土 ;钢架支撑选用120¾工字钢,间距为0.4/榀,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4臟,宽度为20(^1,长度为0.4-0.6111 ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5%设置在钢拱架内侧,远离围岩侧;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25(^1的020喷射混凝土。
4.根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤0中,该具体过程为: 步骤。1,施作锁脚锚杆和系统锚杆:每棍I施作两根系统锚杆,锁脚锚管以上加,左右侧各施作2根锁脚锚杆; 步骤02,临时横撑钢架安装:因上台阶要留2〜30核心土,故临时横撑在掌子面后2〜30处安装,随掌子面进尺,后方超过30的核心土挖除,紧跟安装临时横撑,并喷射混凝土。
5.根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤(1中,该具体过程为: 步骤也,开挖中台阶:上台阶施工至适当距离后,开挖中台阶,利用上一循环架立的钢架支护,开挖中台阶,每循环进尺0.4111 ;中台阶施工时,需与上台阶拉开距离,控制在5〜6111左右; 步骤d2,施作中台阶导坑周边的永久初期支护和临时仰拱支护:铺设钢筋网、架立钢架、打设锁脚锚杆左右各2根、锁脚锚管左右各2根,喷射混凝土 ;钢架支撑选用120b工字钢,间距为0.4/亂左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侧;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。
6.根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤f中,该具体过程为: 步骤fl,开挖下台阶:利用上一循环架立的钢架支护,开挖下台阶,每循环进尺0.6m ;下台阶施工时,需与中台阶拉开距离,控制在5〜6m左右; 步骤f2,施作下台阶导坑周边的永久初期支护及临时仰拱:铺设钢筋网、架立钢架、打设锁脚锚杆左右各2根、锁脚锚管左右各2根,喷混凝土 ;钢架支撑选用I20b工字钢,间距为0.4/福,左侧拱部均在钢架外侧,靠近围岩侧,设置木插板,插板厚度为4mm,宽度为20cm,长度为0.4-0.6m ;钢拱架纵向连接筋环向间距为0.5m,设置在钢拱架内侧,远离围岩侦牝;临时仰拱采用118工字钢、厚度为25cm的C20喷射混凝土。
7.根据权利要求1所述的穿越流沙地层隧道开挖支护体工法,其特征在于,在上述步骤g中,该具体过程为: 步骤gl,仰拱初期支护:每循环开挖长度为3m,开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护循环后,及时施作仰拱,仰拱分段长度为6m ; 步骤g2,仰拱二衬:每6m施工一次,仰拱二衬超前仰拱填充6m ; 步骤g3,仰拱填充,每6m施工一次。
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