CN106917628B - 小净距隧道施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小净距隧道施工工艺。所述小净距隧道施工工艺包括如下步骤:步骤一、设计先行洞与后行洞及其步距;步骤二、减震开挖;步骤三、机械开挖;步骤四、支护加强措施。本发明提供的一种小净距隧道施工工艺特别适合地质情况:岩性为千枚岩,软弱,产状陡倾,走向与线路小角度相交,岩层呈薄层片状结构,节理发育,岩体破碎。

Description

小净距隧道施工工艺
技术领域
本发明属于建设施工工程领域,尤其涉及一种小净距隧道施工结构的工艺。
背景技术
我国进行着大规模的交通设施建设,小净距隧道工程层出不穷。国内外对小净距隧道施工进行了卓有成效的研究实践工作,确保了大量复杂工程的顺利完成,也形成了较为统一的认识和施工方法;不足的是大部分施工技术成果仍重在个案,虽对类似工程有借鉴意义,但缺乏系统的指导意义,对于确定的小净距隧道工程,工程处置措施也不同。
目前常规矿山法施工技术,不适应于小净距隧道施工,存在许多不足:1、常规矿山法爆破施工对先行洞及中间岩柱影响大。2、中间岩柱采用普通锚杆注浆加强措施不适应。3、常规的安全步距控制不适用于小净距隧道左右线施工步距及安全步距控制。
发明内容
为解决现有矿山法爆破施工对先行洞及中间岩柱影响大,采用普通锚杆注浆加强措施不适应,常规的安全步距控制不适用于小净距隧道左右线施工步距及安全步距控制的技术问题,本发明提供一种对先行洞及中间岩柱影响不大,加强措施适应,安全步距控制适用的小净距隧道施工工艺。
本发明提供的小净距隧道施工工艺包括如下步骤:
步骤一、设计先行洞与后行洞及其步距:所述先行洞包括先行洞掌子面及先行洞二衬端头,所述先行洞掌子面设于所述先行洞一端,所述先行洞二衬端头设于所述先行洞相对里侧,所述后行洞包括后行洞掌子面及后行洞二衬端头,所述后行洞掌子面设于所述后行洞一端,所述后行洞二衬端头设于所述后行洞相对里侧,所述后行洞掌子面设于所述先行洞掌子面与所述先行洞二衬端头之间位置的对应位置,所述先行洞还包括先行洞初支闭环,所述先行洞初支闭环设于所述先行洞掌子面及先行洞二衬端头之间,所述后行洞还包括后行洞初支闭环,所述后行洞初支闭环设于所述后行洞掌子面及后行洞二衬端头之间,所述后行洞初支闭环设于所述先行洞二衬端头与所述先行洞掌子面之间位置的对应位置,控制后行洞掌子面位于先行洞掌子面及先行洞二衬端头之间,且后行洞掌子面设于所述先行洞掌子面后面30m~40m;
步骤二、减震开挖:先行洞采用预裂减震爆破,先行洞掏槽位置适当远离中岩柱;具体为,先行洞长采用预裂减震爆破,爆破设计优化减少同一段位的炸药用量,增加段位,降低爆破时的震动速度,将先行洞掏槽位置适当远离中岩柱,降低爆破时对中岩柱的扰动,保护中岩柱围岩,采用工程爆破智能检测仪对隧道两栋中岩柱侧初支边墙、仰拱及二衬等部位进行震动监测;
步骤三、机械开挖:后行洞采用掘进机开挖,掘进作业时采用电动切割头对掌子面围岩进行切割;具体为,后行洞采用隧道掘进机开挖,掘进作业时采用电动切割头对掌子面围岩进行切割,减少对周边围岩扰动,上台阶高度7m,下台阶和仰拱同时开挖,高度4m,上台阶长度30m,下台阶和仰拱初支随开挖跟进;
步骤四、支护加强措施:调整前支护及后支护类型和工法,对前支护采用复合加强衬砌,台阶法开挖,并调整前支护,对后支护采用大变形衬砌结构,加强支护,同时对二衬进行加强;
调整前支护类型和工法具体为:采用Ⅳ级复合加强衬砌,台阶法开挖;拱墙预留变形量为6~8cm,拱墙格栅钢架,间距1.2m,拱墙C30喷砼厚23cm,钢筋网φ6@200×200mm,拱部采用3m长组合中空锚杆,边墙采用3m长的砂浆锚杆,纵环间距1.2m,二衬采用C35素砼,厚40cm;
调整后支护类型和工法具体为:采用大变形Ⅱ型衬砌结构:加强支护,加大型钢尺寸,加密间距,加长边墙系统锚杆,优化初支内轮廓,加大边墙预留变形量,同时对二衬进行加强;
具体参数如下:台阶法加临时横撑法开挖;拱墙预留变形量为20~35cm,全环HW175型钢钢架,间距0.8m,C30喷砼厚25cm,钢筋网φ8@200×200mm,拱部90°范围采用3m长φ25树脂药包锚杆,边墙采用6m长的φ22砂浆锚杆,间距纵×环为0.8m×1.2m,二衬采用C35钢筋砼,厚45cm,增设φ42小导管注浆超前支护;
先行洞及后行洞间距小于5m时,增加中岩柱加固措施,先行洞中岩柱侧除拱部90°范围外的拱墙系统锚杆采用玻璃纤维锚杆,长6m;第一层初期支护完成后采用φ42小导管对初支背后进行注浆回填密实,小导管长1m,间距环×纵为1.2m×1.6m,后行洞初支完成后采用Φ22全螺纹锚杆加固中岩柱,锚杆设置范围为内轨顶面至内轨以上6m范围,间距环×纵为1.0×0.8m,对拉锚杆两端均设置加强锚杆垫板,垫板尺寸为250mm×250mm×18mm,锚垫板应与初支表面密贴,锚杆长度根据布置位置实际截取。
本发明的小净距隧道施工工艺具有如下有益效果:
采用的非爆开挖(机械开挖)法有效的控制后行洞对先行洞的结构及中间岩柱的扰动;对拉锚杆及注浆措施有效的加强中间岩柱的自稳性;小净距隧道左右线施工步距的控制有效的减少了左右线间施工的相互影响,适用于岩性为千枚岩,软弱,产状陡倾,走向与线路小角度相交,岩层呈薄层片状结构,节理发育,岩体破碎的特殊地质情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述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发明的一些实施例,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它的附图,其中:
图1是本发明提供的小净距隧道施工结构一较佳实施例的结构示意图;
图2是应用图1所示的小净距隧道施工工艺一较佳实施例的工艺流程图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1是本发明提供的小净距隧道施工结构一较佳实施例的结构示意图。
所述小净距隧道施工结构1包括先行洞11及后行洞12。所述先行洞11与所述后行洞12并列设置。
所述先行洞11包括先行洞掌子面111、先行洞二衬端头112及先行洞初支闭环113。所述先行洞掌子面111设于所述先行洞11一端,所述先行洞二衬端头112设于所述先行洞11相对里侧。所述先行洞初支闭环113设于所述先行洞掌子面111及先行洞二衬端头112之间。
所述后行洞12包括后行洞掌子面121、后行洞二衬端头122及后行洞初支闭环123。所述后行洞掌子面121设于所述后行洞12一端,所述后行洞二衬端头122设于所述后行洞12相对里侧,所述后行洞掌子面121设于所述先行洞掌子面111与所述先行洞二衬端头112之间位置的对应位置。所述后行洞初支闭环123设于所述后行洞掌子面121及后行洞二衬端头122之间。所述后行洞初支闭环123设于所述先行洞二衬端头112与所述先行洞掌子面111之间位置的对应位置。
所述后行洞掌子面121置于所述先行洞掌子面111和所述先行洞二衬端头112之间,所述后行洞掌子面121设于所述先行洞掌子面111后面30m~40m。
请参阅图2,是应用图1所示的小净距隧道施工工艺一较佳实施例的工艺流程图。
所述的小净距隧道施工工艺S1,包括如下步骤:
步骤S11、设计先行洞与后行洞步距:控制后行洞掌子面位于先行洞掌子面及先行洞二衬端头之间;
步骤S12、减震开挖:先行洞采用预裂减震爆破,先行洞掏槽位置适当远离中岩柱;具体地,先行洞长采用预裂减震爆破,爆破设计优化减少同一段位的炸药用量,增加段位,降低爆破时的震动速度,将先行洞掏槽位置适当远离中岩柱,降低爆破时对中岩柱的扰动,保护中岩柱围岩,采用工程爆破智能检测仪对隧道两栋中岩柱侧初支边墙、仰拱及二衬等部位进行震动监测;
步骤S13、机械开挖:后行洞采用掘进机开挖,掘进作业时采用电动切割头对掌子面围岩进行切割;具体地,后行洞采用隧道掘进机开挖,掘进作业时采用电动切割头对掌子面围岩进行切割,减少对周边围岩扰动,上台阶高度7m,下台阶和仰拱同时开挖,高度4m,上台阶长度30m,下台阶和仰拱初支随开挖跟进;
步骤S14、支护加强措施:调整前支护及后支护类型和工法,对前支护采用复合加强衬砌,台阶法开挖,并调整前支护,对后支护采用大变形衬砌结构,加强支护,同时对二衬进行加强;
具体地,调整前支护类型和工法具体为:采用Ⅳ级复合加强衬砌,台阶法开挖;拱墙预留变形量为6~8cm,拱墙格栅钢架,间距1.2m,拱墙C30喷砼厚23cm,钢筋网φ6@200×200mm,拱部采用3m长组合中空锚杆,边墙采用3m长的砂浆锚杆,纵环间距1.2m,二衬采用C35素砼,厚40cm;调整后支护类型和工法具体为:采用大变形Ⅱ型衬砌结构:加强支护,加大型钢尺寸,加密间距,加长边墙系统锚杆,优化初支内轮廓,加大边墙预留变形量,同时对二衬进行加强,具体参数如下:台阶法加临时横撑法开挖;拱墙预留变形量为20~35cm,全环HW175型钢钢架,间距0.8m,C30喷砼厚25cm,钢筋网φ8@200×200mm,拱部90°范围采用3m长φ25树脂药包锚杆,边墙采用6m长的φ22砂浆锚杆,间距纵×环为0.8m×1.2m,二衬采用C35钢筋砼,厚45cm,增设φ42小导管注浆超前支护;先行洞及后行洞间距小于5m时,增加中岩柱加固措施,先行洞中岩柱侧除拱部90°范围外的拱墙系统锚杆采用玻璃纤维锚杆,长6m;第一层初期支护完成后采用φ42小导管对初支背后进行注浆回填密实,小导管长1m,间距环×纵为1.2m×1.6m,后行洞初支完成后采用Φ22全螺纹锚杆加固中岩柱,锚杆设置范围为内轨顶面至内轨以上6m范围,间距环×纵为1.0×0.8m,对拉锚杆两端均设置加强锚杆垫板,垫板尺寸为250mm×250mm×18mm,锚垫板应与初支表面密贴,锚杆长度根据布置位置实际截取。
本发明的小净距隧道施工结构的工艺1具有如下有益效果:
采用的非爆开挖(机械开挖)法有效的控制后行洞对先行洞的结构及中间岩柱的扰动;对拉锚杆及注浆措施有效的加强中间岩柱的自稳性;小净距隧道左右线施工步距的控制有效的减少了左右线间施工的相互影响,适用于岩性为千枚岩,软弱,产状陡倾,走向与线路小角度相交,岩层呈薄层片状结构,节理发育,岩体破碎的特殊地质情况。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种小净距隧道施工工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、设计先行洞与后行洞及其步距:所述先行洞包括先行洞掌子面及先行洞二衬端头,所述先行洞掌子面设于所述先行洞一端,所述先行洞二衬端头设于所述先行洞相对里侧,所述后行洞包括后行洞掌子面及后行洞二衬端头,所述后行洞掌子面设于所述后行洞一端,所述后行洞二衬端头设于所述后行洞相对里侧,所述后行洞掌子面设于所述先行洞掌子面与所述先行洞二衬端头之间位置的对应位置,所述先行洞还包括先行洞初支闭环,所述先行洞初支闭环设于所述先行洞掌子面及先行洞二衬端头之间,所述后行洞还包括后行洞初支闭环,所述后行洞初支闭环设于所述后行洞掌子面及后行洞二衬端头之间,所述后行洞初支闭环设于所述先行洞二衬端头与所述先行洞掌子面之间位置的对应位置,控制后行洞掌子面位于先行洞掌子面及先行洞二衬端头之间,且后行洞掌子面设于所述先行洞掌子面后面30m~40m;
步骤二、减震开挖:先行洞采用预裂减震爆破,先行洞掏槽位置适当远离中岩柱;具体为,先行洞长采用预裂减震爆破,爆破设计优化减少同一段位的炸药用量,增加段位,降低爆破时的震动速度,将先行洞掏槽位置适当远离中岩柱,降低爆破时对中岩柱的扰动,保护中岩柱围岩,采用工程爆破智能检测仪对隧道两栋中岩柱侧初支边墙、仰拱及二衬部位进行震动监测;
步骤三、机械开挖:后行洞采用掘进机开挖,掘进作业时采用电动切割头对掌子面围岩进行切割;具体为,后行洞采用隧道掘进机开挖,掘进作业时采用电动切割头对掌子面围岩进行切割,减少对周边围岩扰动,上台阶高度7m,下台阶和仰拱同时开挖,高度4m,上台阶长度30m,下台阶和仰拱初支随开挖跟进;
步骤四、支护加强措施:调整前支护及后支护类型和工法,对前支护采用复合加强衬砌,台阶法开挖,并调整前支护,对后支护采用大变形衬砌结构,加强支护,同时对二衬进行加强;
调整前支护类型和工法具体为:采用Ⅳ级复合加强衬砌,台阶法开挖;拱墙预留变形量为6~8cm,拱墙格栅钢架,间距1.2m,拱墙C30喷砼厚23cm,钢筋网φ6@200×200mm,拱部采用3m长组合中空锚杆,边墙采用3m长的砂浆锚杆,纵环间距1.2m,二衬采用C35素砼,厚40cm;
调整后支护类型和工法具体为:采用大变形Ⅱ型衬砌结构:加强支护,加大型钢尺寸,加密间距,加长边墙系统锚杆,优化初支内轮廓,加大边墙预留变形量,同时对二衬进行加强;
具体参数如下:台阶法加临时横撑法开挖;拱墙预留变形量为20~35cm,全环HW175型钢钢架,间距0.8m,C30喷砼厚25cm,钢筋网φ8@200×200mm,拱部90°范围采用3m长φ25树脂药包锚杆,边墙采用6m长的φ22砂浆锚杆,间距纵×环为0.8m×1.2m,二衬采用C35钢筋砼,厚45cm,增设φ42小导管注浆超前支护;
先行洞及后行洞间距小于5m时,增加中岩柱加固措施,先行洞中岩柱侧除拱部90°范围外的拱墙系统锚杆采用玻璃纤维锚杆,长6m;第一层初期支护完成后采用φ42小导管对初支背后进行注浆回填密实,小导管长1m,间距环×纵为1.2m×1.6m,后行洞初支完成后采用Φ22全螺纹锚杆加固中岩柱,锚杆设置范围为内轨顶面至内轨以上6m范围,间距环×纵为1.0×0.8m,对拉锚杆两端均设置加强锚杆垫板,垫板尺寸为250mm×250mm×18mm,锚垫板应与初支表面密贴,锚杆长度根据布置位置实际截取。
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