CN105443132B - 浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，包括以下步骤：进行施工准备；按照施工设计要求对隧道超前支护及隧道轮廓线进行测量放线；采用物探超前地质预报与钻探超前地质预报相结合的方式进行超前地质预报；进行超前管棚注浆及超前帷幕注浆，并对注浆效果进行检查，注浆效果符合施工要求即则入下一工序，不符合施工要求则再次进行超前管棚及超前帷幕注浆；沿从上至下和从左至右的顺序逐个对施工区域进行开挖支护施工；完成一次隧道横端面的施工后，进行初支和临支封闭并进行监控量测；满足设计要求则重复上述步骤进行下一循环施工，不满足设计要求则进行加强支护，并调整开挖参数再进行开挖支护施工直至满足设计要求。

Description

浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法。

背景技术

随着我国交通建设的不断扩大和发展，地下暗挖工程呈埋深浅、地层岩性差、地下水丰富、周边环境复杂等趋势发展。浅埋暗挖法具有造价低、拆迁少、灵活多变、无需太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点而广泛应运于各类地下暗挖工程中。

近年来，为改善城市交通状况，节约用地，城市轨道交通建设如雨后春笋般快速发展。同时为选取最有利的运营路线及控制投资成本，地下轨道交通建设周边环境越来越复杂，地铁车站站后渡线隧道矿山法施工难度越来越大。尤其是沿海地区一二线城市，根据调查走访，目前地铁渡线隧道暗挖呈断面大，且有其独特的富水，上软下硬等地质特性，普遍存在隧道渗漏水量大、拱顶掉块冒顶等重大安全风险。如何有效的确保隧道安全可控，节省工程投资，缩短暗挖工期，成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，以解决目前隧道暗挖呈断面大，且有其独特的富水，上软下硬等地质特性，普遍存在隧道渗漏水量大、拱顶掉块冒顶等重大安全风险的技术问题。

本发明提供一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，包括以下步骤：a、进行施工准备，按设计的隧道横断面进行施工区域划分，将隧道横断面沿横向和竖向划分成多个施工区域；b、按照施工设计要求对隧道超前支护及隧道轮廓线进行测量放线，超前支护位置线需考虑隧道预留沉降量进行同等尺寸外放；c、采用物探超前地质预报与钻探超前地质预报相结合的方式进行超前地质预报；d、进行超前管棚注浆及超前帷幕注浆，并对注浆效果进行检查，注浆效果符合施工要求即则入下一工序，不符合施工要求则再次进行超前管棚及超前帷幕注浆；e、沿从上至下和从左至右的顺序逐个对施工区域进行开挖支护施工；f、完成一次隧道横端面的施工后，进行初支和临支封闭并进行监控量测；满足设计要求则重复步骤a-e进行下一循环施工，不满足设计要求则进行加强支护，并调整开挖参数再进行步骤e直至满足设计要求。

进一步地，步骤c中的物探超前地质预报采用地质雷达技术和红外探测技术；步骤c中的钻探超前地质预报采用超前地质钻孔技与超前管棚钻孔、超前帷幕注浆钻孔、超前炮孔相结合的技术；施工时超前地质钻孔需重叠3m以上。

进一步地，步骤d中的超前管棚注浆，具体步骤如下：采用多功能矿研钻机或潜孔钻机进行管棚孔钻设，外插角为1°-3°；管棚材料选用外径为90mm-120mm、壁厚为5mm-15mm的热轧无缝钢管，热轧无缝钢管前端呈尖锥状，尾部焊接加劲箍和法兰盘，管壁四周钻多排直径为8mm-12mm的压浆孔；采用间隔钻进、间隔注浆的原则；管棚分节顶进，内丝扣连接，连接长度大于150mm；管棚内插入多根直径为15mm-22mm的主筋钢筋笼作为补强，焊接法兰盘，灌注普通硅酸盐水泥砂浆，管棚的环向布置间距为350mm-450mm。

进一步地，步骤d中的超前帷幕注浆顺序总体原则为：由外到内、由下到上、先短孔后长孔、间隔跳孔，分三序孔施工；结合地质情况，超前帷幕注浆采用前进式分段注浆法对掌子面及开挖轮廓线以外2m-4m进行加固及堵水，采用多功能矿研钻机成孔，具体步骤为：

(1)、标定孔位，确定钻进外插角后，采用Φ100mm-150mm的钻头低速钻进至1.5m-2.5m，安设1m-3m的孔口管；

(2)、孔口管采用Φ90mm-120mm，δ＝2mm-6mm无缝钢管加工，管长1m-4m，孔口管外壁缠绕50cm-80cm长的麻丝成纺锤型，在孔口管外壁离法兰盘5cm-10cm的地方用Φ3mm-10mm的盘圆钢焊接一圈，防止麻丝滑动，采用钻机冲击到设计深度，并用锚固剂锚固，以保证孔口管安设牢固、不漏浆；

(3)、钻孔注浆施工过程，每次钻深3m-5m后，退钻进行注浆施工，注浆达到设计结束标准后，再钻进3m-5m，并进行注浆，如此循环直到钻注到设计深度，注浆采用从下到上，从外到内，间隔跳孔为原则；施工中可根据地质渗漏水情况适当调整钻注分段长。

进一步地，步骤e中施工区域设置为七块区域，分别为沿竖向分布于左侧的第一区和第二区、沿竖向分布于右侧的第三区和第四区、处于第二区下部的第五区、处于第四区下部的第六区以及处于第五区和第六区下部的第七区；其中，第一区与第三区施工步骤相同，第二区与第四区施工步骤相同，第五区与第六区施工步骤相同。

进一步地，第一区的开挖支护具体步骤如下：

(1)、开挖：采用人工环形开挖留核心土中间拉槽排水方式，核心土断面大于开挖断面的50％，每循环开挖小于等于0.5m；当遇到掌子面渗漏水，为避免拱脚泡水软化下沉，在第二区临时横撑下进行拉槽排水，槽宽小于1m，并挂网喷射砼封闭；开挖完成后，立即对掌子面进行初喷；

(2)、立架：格栅拱架主筋采用钢筋焊接而成，为使拱脚落垫实，需在拱架处下垫槽钢；

(3)、锁脚锚管及径向锚杆打设：在软弱围土中，锁脚锚管及径向锚杆采用风钻成孔，严禁水钻，避免掌子面失稳；

(4)、喷射混凝土施作：采用普通硅酸盐水泥干喷工艺，并添加速凝剂，为使初支喷锚密实，采用分层喷射工艺；分层喷射工艺即挂网后，立即对格栅拱架喷锚至格栅拱架厚度的一半，待下一循环喷锚时，对前一榀拱架剩余厚度进行挂网复喷至设计厚度；

(5)、回弹量的控制：控制砂石料含泥量，必要时对砂石料进行水洗；喷射时，喷嘴风压控制在0.1MPa-0.2MPa，喷嘴具掌子面距离为1m-1.5m。

进一步地，第一区的临时支撑支设，具体步骤为：在大断面软弱围土中，隧道两侧侧压力大于拱顶垂直正压力，为确保隧道安全，在上导洞增设临时横撑；临时横撑为直撑，加设间距为1m的纵向连接筋，不施作网喷砼，只在临时横撑上铺设木板，作为临时施工器具摆放平台，加快隧道掘进速度，同时改善隧道内安全文明施工环境。

进一步地，第五区开挖支护的具体步骤为：采用人工配合机械开挖，每次开挖长度控制在1m-2m，开挖完成后，立即进行立架锚喷支护。

进一步地，第七区开挖支护的具体步骤为：采用人工、机械和爆破相结合进行开挖，每次开外长度控制在2m-3m，开挖完成后立架；锚喷支护闭合成环。

进一步地，步骤e中，开挖依次进行，每个区域开挖前后错开间距5m-8m，临时仰拱加网喷混凝土并预留孔洞以方便出渣，同时喷射混凝土底板平整、并能减小上导坑进行机械扒渣，减小上导坑空间狭小时人工出渣工作量，提高工作效率。

本发明具有以下有益效果：

本发明浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，十字支护，安全可控，经过结构受力计算分析和多个工程实例应用，十字撑支护体系在控制隧道沉降及变形上安全可靠，可广泛应用。操作简单，质量易控，直型支撑加工及安装简单，便于施工质量控制。对等均分，快速成环，直型支撑将大跨对等均分成多个小洞室，有别于传统弧形支撑将大跨分割成大小不一洞室格局。均分后的小洞室，均可采用中小型机具施工，克服了原小洞室机械利用率不高、封闭成环速度慢等缺点。同时临时仰拱为直撑加网喷混凝土后平整直顺，便于施工机械行走，提高开挖及出土效率，缩短工期，节约刚性成本。直型支撑安装快速，减少支撑安设时间，可快速成环。适用于软弱围岩的大断面浅埋暗挖工程，尤其是限制地表沉降的城市地下工程的施工。

信息化动态调整临时横撑的安拆。在围岩极差，地下水丰富，监控量测异常时可在十字撑拱肩部位增加临时横撑，待对应导洞开挖，监控数据稳定后，可对临时横撑进行拆除。临时横撑采用纵向连接筋连接，不施作网喷砼，只在其上铺设木板，作为施工器具临时摆放及工人操作平台，改善隧道开挖环境。中间拉槽排水。富水土质隧道中，为避免掌子面及拱脚泡水，导致隧道失稳，在临时仰拱中部下面进行拉槽排水施工。排水槽宽度以适合挖机挖斗宽度控制，且网喷砼封闭。临时仰拱预留出渣孔洞。临时仰拱加网喷混凝土并预留孔洞以方便出渣，上导坑开挖渣土通过预留孔洞倒至下导坑，于下导坑进行机械扒渣，减小上导坑空间狭小且长距离运输渣土，提高工作效率。

回收利用，节约环保，临时支撑采用直型型钢不弯曲，与传统的弧形型钢有所区别，且具有可拆卸、可重复回收利用等特点，节约环保。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的浅埋暗挖十字横撑隧道施工的结构框图；

图2是本发明优选实施例的隧道横断面的结构示意图；

图3是本发明优选实施例的隧道沿施工方向的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的浅埋暗挖十字横撑隧道施工的结构框图；图2是本发明优选实施例的隧道横断面的结构示意图；图3是本发明优选实施例的隧道沿施工方向的结构示意图。

如图1所示，本实施例的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，包括以下步骤：a、进行施工准备，按设计的隧道横断面进行施工区域划分，将隧道横断面沿横向和竖向划分成多个施工区域；b、按照施工设计要求对隧道超前支护及隧道轮廓线进行测量放线，超前支护位置线需考虑隧道预留沉降量进行同等尺寸外放；c、采用物探超前地质预报与钻探超前地质预报相结合的方式进行超前地质预报；d、进行超前管棚注浆及超前帷幕注浆，并对注浆效果进行检查，注浆效果符合施工要求即则入下一工序，不符合施工要求则再次进行超前管棚及超前帷幕注浆；e、沿从上至下和从左至右的顺序逐个对施工区域进行开挖支护施工；f、完成一次隧道横端面的施工后，进行初支和临支封闭并进行监控量测；满足设计要求则重复步骤a-e进行下一循环施工，不满足设计要求则进行加强支护，并调整开挖参数再进行步骤e直至满足设计要求。

如图1所示，本实施例中，步骤c中的物探超前地质预报采用地质雷达技术和红外探测技术。步骤c中的钻探超前地质预报采用超前地质钻孔技与超前管棚钻孔、超前帷幕注浆钻孔、超前炮孔相结合的技术；施工时超前地质钻孔需重叠3m以上。

如图1所示，本实施例中，步骤d中的超前管棚注浆，具体步骤如下：采用多功能矿研钻机或潜孔钻机进行管棚孔钻设，外插角为1°-3°。管棚材料选用外径为90mm-120mm、壁厚为5mm-15mm的热轧无缝钢管，热轧无缝钢管前端呈尖锥状，尾部焊接加劲箍和法兰盘，管壁四周钻多排直径为8mm-12mm的压浆孔。采用间隔钻进、间隔注浆的原则；管棚分节顶进，内丝扣连接，连接长度大于150mm。管棚内插入多根直径为15mm-22mm的主筋钢筋笼作为补强，焊接法兰盘，灌注普通硅酸盐水泥砂浆，管棚的环向布置间距为350mm-450mm。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，步骤d中的超前帷幕注浆顺序总体原则为：由外到内、由下到上、先短孔后长孔、间隔跳孔，分三序孔施工。结合地质情况，超前帷幕注浆采用前进式分段注浆法对掌子面及开挖轮廓线以外2m-4m进行加固及堵水，采用多功能矿研钻机成孔，具体步骤为：(1)、标定孔位，确定钻进外插角后，采用Φ100mm-150mm的钻头低速钻进至1.5m-2.5m，安设1m-3m的孔口管。(2)、孔口管采用Φ90mm-120mm，δ＝2mm-6mm无缝钢管加工，管长1m-4m，孔口管外壁缠绕50cm-80cm长的麻丝成纺锤型，在孔口管外壁离法兰盘5cm-10cm的地方用Φ3mm-10mm的盘圆钢焊接一圈，防止麻丝滑动，采用钻机冲击到设计深度，并用锚固剂锚固，以保证孔口管安设牢固、不漏浆。(3)、钻孔注浆施工过程，每次钻深3m-5m后，退钻进行注浆施工，注浆达到设计结束标准后，再钻进3m-5m，并进行注浆，如此循环直到钻注到设计深度，注浆采用从下到上，从外到内，间隔跳孔为原则；施工中可根据地质渗漏水情况适当调整钻注分段长。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，步骤e中施工区域设置为七块区域，分别为沿竖向分布于左侧的第一区和第二区、沿竖向分布于右侧的第三区和第四区、处于第二区下部的第五区、处于第四区下部的第六区以及处于第五区和第六区下部的第七区。其中，第一区与第三区施工步骤相同，第二区与第四区施工步骤相同，第五区与第六区施工步骤相同。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，第一区的开挖支护具体步骤如下：(1)、开挖：采用人工环形开挖留核心土中间拉槽排水方式，核心土断面大于开挖断面的50％，每循环开挖小于等于0.5m。当遇到掌子面渗漏水，为避免拱脚泡水软化下沉，在第二区临时横撑下进行拉槽排水，槽宽小于1m，并挂网喷射砼封闭。开挖完成后，立即对掌子面进行初喷。(2)、立架：格栅拱架主筋采用钢筋焊接而成，为使拱脚落垫实，需在拱架处下垫槽钢。(3)、锁脚锚管及径向锚杆打设。在软弱围土中，锁脚锚管及径向锚杆采用风钻成孔，严禁水钻，避免掌子面失稳。(4)、喷射混凝土施作：采用普通硅酸盐水泥干喷工艺，并添加速凝剂，为使初支喷锚密实，采用分层喷射工艺。分层喷射工艺即挂网后，立即对格栅拱架喷锚至格栅拱架厚度的一半，待下一循环喷锚时，对前一榀拱架剩余厚度进行挂网复喷至设计厚度。(5)、回弹量的控制：控制砂石料含泥量，必要时对砂石料进行水洗。喷射时，喷嘴风压控制在0.1MPa-0.2MPa，喷嘴具掌子面距离为1m-1.5m。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，第一区的临时支撑支设，具体步骤为：在大断面软弱围土中，隧道两侧侧压力大于拱顶垂直正压力。为确保隧道安全，在上导洞增设临时横撑。临时横撑为直撑，加设间距为1m的纵向连接筋，不施作网喷砼，只在临时横撑上铺设木板，作为临时施工器具摆放平台，加快隧道掘进速度，同时改善隧道内安全文明施工环境。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，第五区开挖支护的具体步骤为：采用人工配合机械开挖，每次开挖长度控制在1m-2m，开挖完成后，立即进行立架锚喷支护。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，第七区开挖支护的具体步骤为：采用人工、机械和爆破相结合进行开挖，每次开外长度控制在2m-3m，开挖完成后立架。锚喷支护闭合成环。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，步骤e中，开挖依次进行，每个区域开挖前后错开间距5m-8m。临时仰拱加网喷混凝土并预留孔洞以方便出渣，同时喷射混凝土底板平整、并能减小上导坑进行机械扒渣，减小上导坑空间狭小时人工出渣工作量，提高工作效率。

实施时，以分部开挖法为基本理念，采用新奥尔法受力模型进行结构计算。将临时中柱支撑由曲型结构改为直型，支护刚度大且结构受力均匀，形变小。各洞室均可采用小型机具施工，封闭成环时间短，隧道安全易控。根据围岩地质、水文及现场环境实际情况，可与人工环形开挖预留核心土、超前台阶法、正台阶法、爆破开挖等工法组合应运。在城市地铁上软下硬、浅埋富水暗挖隧道中，可灵活调整各洞室开挖步序，上导坑左右洞室人工环形开挖预留核心土+台阶法快速推进，下导坑左右洞室人工+机械+浅孔松动爆破开挖快速成环。信息化动态施工。根据地质情况结合同步监控量测数据，适时调整临时横撑的安装及拆除。

施工操作要点：

1 测量放线

严格按设计图纸要求对隧道超前支护及隧道轮廓线进行测量放线，超前支护位置线需考虑隧道预留沉降量进行同等尺寸外放。

2 超前地质预报

超前地质预报采用“物探超前地质预报”及“钻探超前地质预报”相结合方式。物探超前地质预报采用“地质雷达”、“红外线探测”技术，钻探超前地质预报采用超前地质钻孔与超前管棚钻孔、超前帷幕注浆钻孔、超前炮孔技术相结合技术。严禁在无超前地质预报情况下开挖，施工时超前地质钻孔需重叠3m以上。

3 超前长大管棚施作

超前长大管棚预支护采用多功能矿研钻机RPD-180C或潜孔钻机CL569Y进行管棚孔钻设，外插角1～3°。材料选用外径φ108mm，壁厚8mm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊接加劲箍及法兰盘，管壁四周钻四排φ10mm压浆孔，梅花形布设。采用间隔钻进、间隔注浆的原则。管棚分节顶进，内丝扣连接，连接长度大于150mm。管内插入3跟Ф18主筋钢筋笼作为补强，焊接法兰盘，灌注42.5级普通硅酸盐水泥砂浆，其环向布置间距为400mm。

4 超前帷幕注浆

超前帷幕注浆顺序总体原则为：由外到内、由下到上、先短孔后长孔、间隔跳孔，分三序孔施工。

结合地质情况，帷幕注浆采用前进式分段注浆法对掌子面及开挖轮廓线以外3m进行加固及堵水，采用多功能矿研钻机RPD-180C成孔。

(1)标定孔位，确定钻进外插角后，采用Φ130mm钻头低速钻进至1.8m，安设2m的孔口管。

(2)孔口管采用Φ108mm，δ＝4mm无缝钢管加工，管长2.0m，孔口管外壁缠绕50～80cm长的麻丝成纺锤型，在孔口管外壁离法兰盘10cm左右的地方用Φ6mm盘圆钢焊接一圈，防止麻丝滑动，采用钻机冲击到设计深度，并用锚固剂锚固，以保证孔口管安设牢固、不漏浆。

(3)钻孔注浆施工过程，原则每次钻深3～5m后，退钻进行注浆施工，注浆达到设计结束标准后，再钻进3～5m，并进行注浆，如此循环直到钻注到设计深度，注浆采用从下到上，从外到内，间隔跳孔为原则。施工中可根据地质渗漏水情况适当调整钻注分段长。

5 一区超前小导管施作

超前小导管施作由常规的钻孔、布管、封面、注浆四道工序组成。采用气腿风钻成孔，外插角10～15°。选用φ42无缝钢管材，长3.5m，钢管前端做成尖楔状，便于打插入，在管身前部2.0m范围内钻φ10mm的注浆孔，梅花形布置，以便注浆。注浆以单液水泥浆为主，双液水泥——水玻璃浆封口。

关于7m超前小导管注浆创新工艺。若隧道受特殊地质条件及周边环境影响，在无超前管棚施作条件下，隧道开挖时，如若发生掌子面大量渗水及掌子面拱顶围岩很差时，对小导管进行加强设计施工。即加长小导管长度至7m，挂网锚喷掌子面后对小导管进行高压注浆，注浆压力2～3Mpa，不定量。

6 一区开挖支护

开挖初支施作包括开挖、立架、挂网、打设锁脚锚管及径向锚杆，喷射混凝土等工序。

(1)开挖：采用人工环形开挖留核心土中间拉槽排水方式，核心土断面应大于开挖断面的50％，每循环开挖0.5m，严禁超挖。若遇掌子面渗漏水情况，为避免拱脚泡水软化下沉，在2部临时横撑下进行拉槽排水，槽宽小于1m，并挂网喷射砼封闭。开挖完成后，立即对掌子面进行初喷。

(2)立架：格栅拱架主筋采用直径22mmHRB400级钢筋焊接而成，为使拱脚落垫实，需在拱架处下垫槽钢。

(3)锁脚锚管及径向锚杆打设：在软弱围土(岩)中，锁脚锚管及径向锚杆采用风钻成孔，严禁水钻，避免掌子面失稳。

(4)喷射混凝土施作：采用425级普通硅酸盐水泥干喷工艺，并添加速凝剂，为使初支喷锚密实，采用分层喷射工艺。即挂网立架后，立即对格栅拱架喷锚至其厚度一半，待下一循环喷锚时，对前一榀拱架剩余厚度进行挂网复喷至设计厚度。

回弹量的控制：1)严格控制砂石料含泥量，必要时对砂石料进行水洗。2)喷射时，喷嘴风压控制在0.1～0.2MPa，喷嘴距掌子面距离为1-1.5m。

7 一区临时支撑支设

在大断面软弱围土(岩)中，隧道两侧侧压力大于拱顶垂直正压力，为确保隧道安全，必要时在上导洞增设临时横撑。临时横撑为直撑，加设纵向连接筋，间距1m，不施作网喷砼，只在其上铺设木板，作为临时施工器具摆放平台，加快隧道掘进速度，同时改善隧道内安全文明施工环境。并施作工字钢临时中柱，采用直型形式，对隧道拱顶进行支撑。

8 五区开挖支护

采用人工配合机械开挖，每次开挖长度控制在1～2m，开挖完成后，立即进行立架锚喷支护。

9 七区开挖支护

采用人工+机械+爆破开挖，每次开挖长度控制在2～3m，开挖完成后，立架，锚喷支护闭合成环。

其余分部开挖依次进行，每部开挖前后错开间距5～8m，临时仰拱加网喷混凝土并预留孔洞以方便出渣，同时喷射混凝土底板平整、并能减小上导坑积水。上导坑开挖渣土通过预留孔洞倒至下导坑，于下导坑进行机械扒渣，减小上导坑空间狭小时人工出渣工作量，提高工作效率。

10 监控量测

本工法采用常规浅埋暗挖监控量测技术，监控量测项目和量测频率按设计图纸及《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999(2003版)第7.8节表7.8.1中内容进行。量测数据应准确可靠，并及时绘制时态曲线。若监控量测出现异常时，需立即分析原因，加强支护措施，调整开挖参数，必要时启动应急预案。

隧道开挖质量控制

1 施工前对导线网进行复测，隧道采用全站仪进行快速和高精度的中线控制、开挖轮廓控制和开挖成形效果、隧道净空检查反馈，以科学的检测手段确保隧道开挖质量。

2 严格进行材料、构配件检验、试验和工程试验。

3 加强质量检查，包括质量自检、互检、专业检查、工序交接检查、隐蔽工程验收检查、工程预检、基础和主体工程检查验收等，对关键工序实行旁站监察。

4 隧道施工视围岩地质状况确定施工方法和支护措施，施工中认真进行地质描述和观察，收集信息，及时反馈指导施工。

5 钢拱架及格栅拱架加工按设计放出加工大样。拱架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率及外放尺寸分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节拱架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于±30mm。拱架平放时，平面翘曲小于±20mm。各单元之间用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm；其倾斜度不大于2度，任何部位偏离铅垂面不宜大于50mm。

经济效益

1、材料回收、节约材料成本

较传统弧形支撑支护体系，此临时支撑的中柱、临时横撑均采用直型不弯曲，临时横撑不喷砼，待其拆除时，均可进行回收再利用，节约成本。

2、工期缩短、减少刚性成本

直型支撑将大断面对等均分成四小洞室，提高机械使用利用率，快速成环，缩短工期。鹿丹村站站后渡线隧道中左右线E断面采用十字横撑法施工，较双侧壁导坑法每延米提高进度1天计算，按50％工作面及3个洞室推进，每个洞室开挖支护人数按20人/循环计算，人均日工资按300元/天计算，折合成本1.8万元。

采用十字横撑法每延米合计节约成本1.34+1.8＝3.14万元。

社会效益

1、直型支撑拆卸接单，可回收持续利用，避免型材浪费，节约环保。

2、十字横撑法机械利用率高，支撑安装及拆除简单快速，可快速成环，加快施工进度。同时本工法在控制隧道沉降形变等方面安全可靠，具有广泛的应用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、进行施工准备，按设计的隧道横断面进行施工区域划分，将隧道横断面沿横向和竖向划分成多个施工区域；

b、按照施工设计要求对隧道超前支护及隧道轮廓线进行测量放线，超前支护位置线需考虑隧道预留沉降量进行同等尺寸外放；

c、采用物探超前地质预报与钻探超前地质预报相结合的方式进行超前地质预报；

d、进行超前管棚注浆及超前帷幕注浆，并对注浆效果进行检查，注浆效果符合施工要求即则入下一工序，不符合施工要求则再次进行超前管棚及超前帷幕注浆；

e、沿从上至下和从左至右的顺序逐个对施工区域进行开挖支护施工；

所述步骤e中施工区域设置为七块区域，分别为沿竖向分布于左侧的第一区和第二区、沿竖向分布于右侧的第三区和第四区、处于第二区下部的第五区、处于第四区下部的第六区以及处于第五区和第六区下部的第七区；

其中，第一区与第三区施工步骤相同，第二区与第四区施工步骤相同，第五区与第六区施工步骤相同；

f、完成一次隧道横端面的施工后，进行初支和临支封闭并进行监控量测；满足设计要求则重复步骤a-e进行下一循环施工，不满足设计要求则进行加强支护，并调整开挖参数再进行步骤e直至满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

所述步骤c中的物探超前地质预报采用地质雷达技术和红外探测技术；

所述步骤c中的钻探超前地质预报采用超前地质钻孔技与超前管棚钻孔、超前帷幕注浆钻孔、超前炮孔相结合的技术；施工时超前地质钻孔需重叠3m以上。

3.根据权利要求1所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

所述步骤d中的超前管棚注浆，具体步骤如下：

采用多功能矿研钻机或潜孔钻机进行管棚孔钻设，外插角为1°-3°；管棚材料选用外径为90mm-120mm、壁厚为5mm-15mm的热轧无缝钢管，热轧无缝钢管前端呈尖锥状，尾部焊接加劲箍和法兰盘，管壁四周钻多排直径为8mm-12mm的压浆孔；

采用间隔钻进、间隔注浆的原则；管棚分节顶进，内丝扣连接，连接长度大于150mm；管棚内插入多根直径为15mm-22mm的主筋钢筋笼作为补强，焊接法兰盘，灌注普通硅酸盐水泥砂浆，管棚的环向布置间距为350mm-450mm。

4.根据权利要求1所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

所述步骤d中的超前帷幕注浆顺序总体原则为：由外到内、由下到上、先短孔后长孔、间隔跳孔，分三序孔施工；结合地质情况，超前帷幕注浆采用前进式分段注浆法对掌子面及开挖轮廓线以外2m-4m进行加固及堵水，采用多功能矿研钻机成孔，具体步骤为：

(1)、标定孔位，确定钻进外插角后，采用Φ100mm-150mm的钻头低速钻进至1.5m-2.5m，安设1m-3m的孔口管；

(2)、孔口管采用Φ90mm-120mm，δ＝2mm-6mm无缝钢管加工，管长1m-4m，孔口管外壁缠绕50cm-80cm长的麻丝成纺锤型，在孔口管外壁离法兰盘5cm-10cm的地方用Φ3mm-10mm的盘圆钢焊接一圈，防止麻丝滑动，采用钻机冲击到设计深度，并用锚固剂锚固，以保证孔口管安设牢固、不漏浆；

(3)、钻孔注浆施工过程，每次钻深3m-5m后，退钻进行注浆施工，注浆达到设计结束标准后，再钻进3m-5m，并进行注浆，如此循环直到钻注到设计深度，注浆采用从下到上，从外到内，间隔跳孔为原则；施工中可根据地质渗漏水情况适当调整钻注分段长。

5.根据权利要求1所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

第一区的开挖支护具体步骤如下：

(1)、开挖：采用人工环形开挖留核心土中间拉槽排水方式，核心土断面大于开挖断面的50％，每循环开挖小于等于0.5m；当遇到掌子面渗漏水，为避免拱脚泡水软化下沉，在第二区临时横撑下进行拉槽排水，槽宽小于1m，并挂网喷射砼封闭；开挖完成后，立即对掌子面进行初喷；

(2)、立架：格栅拱架主筋采用钢筋焊接而成，为使拱脚落垫实，需在拱架处下垫槽钢；

(3)、锁脚锚管及径向锚杆打设：在软弱围土中，锁脚锚管及径向锚杆采用风钻成孔，严禁水钻，避免掌子面失稳；

(4)、喷射混凝土施作：采用普通硅酸盐水泥干喷工艺，并添加速凝剂，为使初支喷锚密实，采用分层喷射工艺；分层喷射工艺即挂网后，立即对格栅拱架喷锚至格栅拱架厚度的一半，待下一循环喷锚时，对前一榀拱架剩余厚度进行挂网复喷至设计厚度；

(5)、回弹量的控制：控制砂石料含泥量，必要时对砂石料进行水洗；喷射时，喷嘴风压控制在0.1MPa-0.2MPa，喷嘴具掌子面距离为1m-1.5m。

6.根据权利要求5所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

第一区的临时支撑支设，具体步骤为：在大断面软弱围土中，隧道两侧侧压力大于拱顶垂直正压力，为确保隧道安全，在上导洞增设临时横撑；

临时横撑为直撑，加设间距为1m的纵向连接筋，不施作网喷砼，只在临时横撑上铺设木板，作为临时施工器具摆放平台，加快隧道掘进速度，同时改善隧道内安全文明施工环境。

7.根据权利要求6所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

第五区开挖支护的具体步骤为：采用人工配合机械开挖，每次开挖长度控制在1m-2m，开挖完成后，立即进行立架锚喷支护。

8.根据权利要求7所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

第七区开挖支护的具体步骤为：采用人工、机械和爆破相结合进行开挖，每次开外长度控制在2m-3m，开挖完成后立架；锚喷支护闭合成环。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法，其特征在于，

步骤e中，开挖依次进行，每个区域开挖前后错开间距5m-8m，临时仰拱加网喷混凝土并预留孔洞以方便出渣，同时喷射混凝土底板平整、并能减小上导坑进行机械扒渣，减小上导坑空间狭小时人工出渣工作量，提高工作效率。