CN106401591B - 小角度下穿高速网格隧道施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小角度下穿高速网格隧道施工方法,对隧道的截面进行分区,按照上、下方向及左、右方向分为左上区域、左下区域、中上区域、中下区域、右上区域、及右下区域;上述区域的挖掘施工时,首先对隧道的中间区域进行挖掘施工,在中间区域挖掘施工之前;在隧道的中间区域进行挖掘施工一段距离后,开始挖掘隧道的两侧区域,隧道的两侧区域的挖掘施工由上至下进行;上述区域的挖掘施工时,每个洞室挖掘过程中的掌子面错开距离为3~5m,每次循环开挖进尺为0.5m,采用本方法对小角度下穿高速隧道施工,可确保高速正常通行及路面沉降满足设计要求,现场施工安全、质量及工期目标可控,该施工方法可应用在机场高速等繁忙路段。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,具体涉及一种小角度下穿高速网格隧道施工方法。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展,城市的建设规模迅速扩大,近年来以暗挖隧道形式下穿高速公路及铁路的工程逐渐增多。在运营繁忙的高速公路、铁路和有建筑物等结构物下面修建隧道或下穿通道等地下工程时,多采用浅埋暗挖法进行施工。浅埋暗挖隧道施工过程中,不仅要受到地层和自身永久荷载的作用,而且还会受列车(汽车)动载作用。隧道近距离下穿既有道路或其他构筑物时,因施工措施不当、地质水文灾害等原因引起路面大量沉降甚至坍塌,将造成交通中断,导致巨大的经济损失和社会影响。当隧道与高速公路呈现小角度夹角时,此时的隧道与高速公路的重合面比较大,如若采用传统的浅埋暗挖隧道的施工方式,可能会产生路面大量的沉降甚至坍塌,而且当要求隧道的掌子面距离地面的距离较小时,上述施工方法产生路面沉降的可能性大大增加。
发明内容
本发明的目的就是提供一种小角度下穿高速网格隧道施工方法,确保施工过程中高速正常通行、路面沉降满足设计要求。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种小角度下穿高速隧道施工方法,施工方法包括如下步骤,
A、对隧道的截面进行分区,按照上、下方向及左、右方向分为左上区域、左下区域、中上区域、中下区域、右上区域、及右下区域;
B、上述6个区域的挖掘施工时,首先对隧道的中间区域进行挖掘施工,在中间区域挖掘施工之前,在隧道的截面轮廓周边设置门式及径向超前预支护,隧道的中间区域的挖掘施工由上至下进行;
C、在隧道的中间区域进行挖掘施工一段距离后,开始挖掘隧道的两侧区域,隧道10的两侧区域的挖掘施工由上至下进行;
D、上述6个区域的挖掘施工时,每个洞室挖掘过程中的掌子面错开距离为3~5m,每次循环开挖进尺为0.5m。
本方法发明还存在以下技术特征:
所述步骤B中,中上区域挖掘进入高速公路的下方时,中上区域和中下区域的间距控制在2.5~3m,在中下区域内设置初期支护,使得中下区域形成封闭环。
所述步骤C中,左上区域挖掘距离高速公路下方3m位置处时,停止对左上区域、左下区域的挖掘施工,并对左上区域、左下区域的掌子面喷混凝土封闭。
待中下区域挖掘距离高速公路下方距离大于5m位置处时,开始继续进行左上区域、左下区域的挖掘施工。
所述中上区域、左上区域、右上区域挖掘施工依次进入高速公路下方。
隧道的截面轮廓超前预支护时,采用直径为180mm的大棚管、直径为42mm的导管及全段面注浆进行超前预支护;其中左上、左下、右上及右下区域超前支护采用径向注浆方式进行施工。
上述6个区域的挖掘施工时,中上区域、左上区域、右上区域采用人工进行挖掘施工,左下区域、中下区域、右下区域采用人工配合掘进机进行施工,初期支护施工过程中,在拱部范围内预埋直径为42mm的钢花管作为注浆管,当初期支护闭合环长度大于5m后,对初支背后进行注浆。
在距离中上区域掌子面3m位置预留出土口,在中下区域掌子面预留溜土凹槽。
与现有技术相比,本发明具备的技术效果为:通过将隧道断面分割为“网格状”断面型式,实现暗挖隧道断面型式“化大为小”目的,隧道施工过程中通过不断调整各区域施工顺序,实现浅埋暗挖隧道以小角度下穿高速并顺利贯通目的,采用本方法进行浅埋暗挖矩形大断面隧道小角度下穿高速施工,可确保高速正常通行及路面沉降满足设计要求,现场施工安全、质量及工期目标可控,该施工方法可应用在机场高速等繁忙路段。
附图说明
图1为本方法“网格状”隧道横断面图及三维示意图;
图2为本方法各导洞进入机场高速施工顺序示意图;
图3为本方法的中上区域开挖、支护施工示意图;
图4为本方法的中下区域开挖、支护施工示意图;
图5为本方法的左上区域开挖、支护施工示意图;
图6为本方法的左下区域开挖、支护施工示意图;
图7为本方法的右上区域开挖、支护施工示意图;
图8为本方法的右下区域开挖、支护施工示意图;
图9为本方法的出土口及溜土凹槽预留纵断面图;
图10为本方法出土口及溜土凹槽预留平面图。
具体实施方式
结合图1至图10,对本发明作进一步地说明:
一种小角度下穿高速隧道施工方法,施工方法包括如下步骤,
A、对隧道10的截面进行分区,按照上、下方向及左、右方向分为左上区域13、左下区域14、中上区域11、中下区域12、右上区域15、及右下区域16;
B、上述6个区域的挖掘施工时,首先对隧道10的中间区域进行挖掘施工,在中间区域挖掘施工之前,在隧道10的截面轮廓周边设置超前预支护,隧道10的中间区域的挖掘施工由上至下进行;
C、在隧道10的中间区域进行挖掘施工一段距离后,开始挖掘隧道10的两侧区域,隧道10的两侧区域的挖掘施工由上至下进行;
D、上述6个区域的挖掘施工时,每个洞室挖掘过程中的掌子面错开距离为3~5m,每次循环开挖进尺为0.5m。
通过将隧道10断面分割为“网格状”断面型式,实现暗挖隧道10断面型式“化大为小”目的,隧道10施工过程中通过不断调整各区域施工顺序,实现浅埋暗挖隧道以小角度下穿高速并顺利贯通目的,采用本方法进行浅埋暗挖矩形大断面隧道10小角度下穿高速施工,可确保高速正常通行及路面沉降满足设计要求,现场施工安全、质量及工期目标可控,该施工方法可应用在机场高速等繁忙路段。
所述步骤B中,中上区域11挖掘进入高速公路的下方时,中上区域11和中下区域12的间距控制在2.5~3m,在中下区域12内设置初期支护,使得中下区域12形成封闭环,其中初期支护采用I20工字钢及C25网喷混凝土施工,支护厚度30cm。
所述步骤C中,左上区域13挖掘距离高速公路下方3m位置处时,停止对左上区域13、左下区域14的挖掘施工,并对左上区域13、左下区域14的掌子面喷混凝土封闭,喷混凝土厚度为8cm,必要时设置钢筋网片。
待中下区域12挖掘距离高速公路下方距离大于5m位置处时,开始继续进行左上区域13、左下区域14的挖掘施工。
所述中上区域11、左上区域13、右上区域15挖掘施工依次进入高速公路下方,采用此方式施工,高速公路沉降小于设计控制值30mm。
为确保暗挖隧道开挖支护施工前掌子面前方及周边土体稳定,隧道10的截面轮廓超前预支护时,采用直径为180mm的大棚管、直径为42mm的导管及全段面注浆进行超前预支护,确保暗挖隧道开挖支护施工前掌子面及前方土体稳定,保证施工安全,其中直径为180mm的超长大棚管间距0.3m,单根施工长度85m;直径为42mm的导管每根施工长度3m,纵向间距2.0m,环向间距0.3m;全断面注浆采用直径为45mm导管施工,导管1*1m梅花形布置,每次施工长度20m,搭接5m。
上述6个区域的挖掘施工时,中上区域11、左上区域13、右上区域15采用人工进行挖掘施工,左下区域12、中下区域14、右下区域16采用人工及掘进机配合进行施工,初期支护施工过程中,在拱部范围内预埋直径为42mm的钢花管作为注浆管,当初期支护闭合环长度大于5m后,对初支背后进行注浆,确保初支背后无空洞。
为确保上导洞土方快速运至下导洞,在距离中上区域13掌子面3m位置预留出土口131,在中下区域14掌子面预留溜土凹槽141,溜土凹槽141边距上导洞拱脚边至少保留1m距离,确保上导洞拱架安全。
Claims (7)
1.一种小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:施工方法包括如下步骤,A、对隧道(10)的截面进行分区,按照上、下方向及左、右方向分为左上区域(13)、左下区域(14)、中上区域(11)、中下区域(12)、右上区域(15)、及右下区域(16);
B、上述6个区域的挖掘施工时,首先对隧道(10)的中间区域进行挖掘施工,在中间区域挖掘施工之前,在隧道(10)的截面轮廓周边设置超前预支护,隧道(10)的中间区域的挖掘施工由上至下进行;
C、在隧道(10)的中间区域进行挖掘施工一段距离后,开始挖掘隧道(10)的两侧区域,隧道(10)的两侧区域的挖掘施工由上至下进行;
D、隧道小角度下穿高速时,先暂停隧道(10)的左上区域(13)、左下区域(14)、右上区域(15)及右下区域(16)部开挖,掌子面进行喷混凝土封闭,待隧道(10)的中下区域(12)进入主道5m后,再行开挖隧道左上区域(13)、左下区域(14)、右上区域(15)及右下区域(16)部;
E、上述6个区域的挖掘施工时,每个洞室挖掘过程中的掌子面错开距离为3~5m,每次循环开挖进尺为0.5m。
2.根据权利要求1所述的小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:所述步骤C中,左上区域(13)挖掘距离高速公路下方3m位置处时,停止对左上区域(13)、左下区域(14)的挖掘施工,并对左上区域(13)、左下区域(14)的掌子面喷混凝土封闭。
3.根据权利要求2所述的小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:待中下区域(12)挖掘进入高速公路下方距离大于5m位置处时,开始继续进行左上区域(13)、左下区域(14)的挖掘施工。
4.根据权利要求1所述的小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:所述中上区域(11)、左上区域(13)、右上区域(15)挖掘施工依次进入高速公路下方。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:隧道(10)的截面轮廓超前预支护时,采用直径为180mm的大管棚、直径为42mm的导管及全段面注浆进行超前预支护。
6.根据权利要求5所述的小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:上述6个区域的挖掘施工时,中上区域(11)、左上区域(13)、右上区域(15)采用人工进行挖掘施工,左下区域(14)、中下区域(12)、右下区域(16)采用人工配合掘进机进行施工,初期支护施工过程中,在拱部范围内预埋直径为42mm的钢花管作为注浆管,当初期支护闭合环长度大于5m后,对初期支护背后进行注浆。
7.根据权利要求5所述的小角度下穿高速网格隧道施工方法,其特征在于:在距离中上区域(11)掌子面3m位置预留出土口(111),在中下区域(12)掌子面预留溜土凹槽(121)。
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