CN107060771A - 中短隧道单向出洞开挖方法 - Google Patents

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陈杰
徐鸣
徐一鸣
邓百洪
雷鸣
夏兼
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广东省长大公路工程有限公司
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
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    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries

Abstract

本发明公开了一种中短隧道单向出洞开挖方法,包括以下步骤:对隧道的先行上台阶进行导洞开挖;先行上台阶导洞初期支护;后行上台阶进行导洞开挖;后行上台阶导洞初期支护;先行上台阶段的下台阶部分进行开挖;先行上台阶段的下台阶部分的初期支护;后行上台阶段的下台阶部分进行开挖;后行上台阶段的下台阶部分的初期支护;对中隔墙支撑部分进行开挖;初级支护封闭成环;全断面二次衬砌。本发明减少了仰坡开挖防护面积,减少了出洞口场地布设,节约了永久用地和临时用地,节省了工程造价;大大减少了洞口仰坡的临时防护,保护了原生的植被,体现了环保的施工理念。

Description

中短隧道单向出洞开挖方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种隧道开挖方法,具体是一种中短隧道的开挖方法。
[0003]
背景技术广佛肇高速公路起于四会大沙镇沙沥村,经过鼎湖区、端州区、高要市、 德庆县、封开县至于省界,是贯通广东省东西走向的又一条高速公路通道。项目路线全长 174 • 885km,主线上共设隧道19467.37/16座,其中特长隧道4275m/l座,浅埋(明挖)隧道 1659.74m/2座,中短隧道4617m/7座。这些中短隧道施工图设计与长隧道设计一致,均采用 双向进洞方案。(1)隧道两侧各设临时场地、临时设施、临时便道等,破坏环境且工程投资 大,易造成工程浪费;(2)需进行管棚和洞口边仰坡设计,易造成设计浪费。蛇咀1号隧道位 于封开县江口镇,隧道左线进口桩号ZK169+860,出口桩号ZK180+182,隧道长322m,隧道最 大埋深约63 • 23m。右线进口粧号K169+862,出口粧号K172+185,隧道长323m,隧道最大埋深 约66.27m。属短隧道;蛇咀1号隧道间距约为13tn,为较小净距隧道。左洞纵坡为2.0%,右洞纵 坡为1.5%。隧道左右洞进出口均为削竹式洞门。 发明内容
[0004] 为了克服上述之不足,本发明提供一种节约了永久用地和临时用地,节省了工程 造价的中短隧道单向出洞开挖方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明所采用以下的技术方案: 一种中短隧道单向出洞开挖方法,包括以下步骤: (1) 对隧道的先行上台阶进行导洞开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开 挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支 护; (2) 先行上台阶导洞初期支护:对上述导洞段的中隔墙初期支护以及先行上台阶的拱 顶和边墙围岩的初期支护,拱顶和边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对拱顶和边墙围岩打 锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成拱顶和边墙围岩的初期支护; (3) 对隧道的后行上台阶进行导洞开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开 挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支 护; (4) 后行上台阶导洞初期支护:按照步骤(¾的方法,完成中隔墙边墙围岩以及拱顶的 初期支护; (5) 对隧道的先行上台阶段的下台阶部分进行开挖:将下台阶分为先行上台阶的下台 阶部分、中隔墙支撑部分、后行上台阶的下台阶部分,首先开挖先行上台阶的下台阶部分, 以挖掘机的开挖方式,必要时辅助以爆破的方式,开挖一段距离后,立即对边墙围岩进行喷 射混凝土防护; (6) 先行上台阶段的下台阶部分的初期支护:对边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对边 墙围岩进行打锚杆注浆,完成先行上台阶段的下台阶部分的初期支护; (7) 对隧道的后行上台阶段的下台阶部分进行开挖:在开挖后行上台阶段的下台阶部 分一段距离后,立即对边墙围岩进行喷射混凝土防护; (8) 后行上台阶段的下台阶部分的初期支护:对边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对边 墙围岩进行打锚杆注浆,完成后行上台阶段的下台阶部分的初期支护,在完成后行上台阶 段的下台阶部分的初期支护前,拆除中隔墙; (9) 对中隔墙支撑部分进行开挖,并对地面的仰拱部分进行开挖; (10) 初级支护封闭成环:对地面的开挖部分进行打锚杆注浆,完成地面部分的初期支 护,使前述的所有初级支护封闭成环; (11) 分次施工仰拱和填充; (12) 全断面二次衬砌; (13) 然后再返回到步骤(5),继续下一段的开挖,按上述工序逐步向前推进,直到单向 出洞开挖完成。
[0006] 进一步地,所述步骤(1)中,所述的中隔墙的根基处以向外倾斜45°的方式向下嵌 入锁脚锚杆,2根锁脚锚杆为一组,沿洞深方向间隔分布有多组。
[0007] 进一步地,所述步骤(1)中,所述锁脚锚杆为022的药卷锁脚锚杆。
[0008] 进一步地,所述步骤(2)中,中隔墙初期支护的具体步骤为:A、在中隔墙面上嵌入0 42的超前注将小导管;B、在中隔墙面上嵌入042早强药卷锚杆,纵向间距为55cm;C、在中隔 墙面铺设06的钢筋网;D、安装钢拱架,所述钢拱架为116型钢拱架。
[0009]进一步地,所述步骤(2)和步骤(4)中,拱顶的防护采用双层设计,一层是由40cm间 隔分布的多个超前注浆小导管组成,每个超前注浆小导管的倾斜角度为12°,另一层是由 40cm间隔分布的多个超前注浆小导管组成,每个超前注浆小导管的倾斜角度为45°。
[0010]进一步地,所述步骤(5)和步骤(7)中,是进行交错开挖的,错开距离为3〜5m。
[0011]进一步地,所述步骤(1)中,先行上台阶进行导洞开挖的起始点距出洞洞口的距离 为100米以下。
[0012] 本发明的有益效果在于: 单向CD法出洞方法较原设计具有明显优势,具体表现在:①减少了仰坡开挖防护面积, 从原设计的约660平米降低到15〇平米,同时,减少了出洞口场地布设,节约了永久用地和临 时用地,节省了工程造价;②大大减少了洞口仰坡的临时防护,保护了原生的植被,体现了 环保的施工理念;③节省了施工费用:单向CD挑梁法出洞方案较施工图设计减少了便道临 时用地和便道施工费用,隧道洞口临时设施(如:临时驻地、钢筋棚、拌合站、高山水池、风 站、便道、配电房等)配置费用;④节省了设计费用,提升了隧道设计水平及施工技术水平; 由于拱顶采用双层设计和及相关的布置方式,大大提高了隧道的牢固性。
附图说明
[0013]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明: 图1为本发明的施工示意图; 图2为图1所示的中隔墙的施工示意图; 图3为图1所示的沿洞深方向的剖视图。
[0014]图中:1、先行上台阶;2、后行上台阶;3、先行上台阶的下台阶部分;4、后行上台阶 的下台阶部分;5、中隔墙支撑部分;6、中隔墙;7、锁脚锚杆;8、早强药卷锚杆;9、042的超前 注将小导管;10、钢拱架;11、超前注浆小导管;12、超前注浆小导管;13、先行上台阶的拱顶 和边墙围岩的初期支护;14、后行上台阶的拱顶和边墙围岩的初期支护;15、先行上台阶段 的下台阶部分的初期支护;16、后行上台阶段的下台阶部分的初期支护;17、仰拱;18、全断 面二次衬砌;19、拱顶。
具体实施方式
[0015]如图1所示,一种中短隧道单向出洞开挖方法,将中短隧道的开挖断面划分为上台 阶区和下台阶台区,其中上台阶区分为左右两部分,其中一部分为先行上台阶1,另一部分 为后行上台阶2;将下台阶区分为左中右三部分,三部分为:先行上台阶的下台阶部分3、中 隔墙支撑部分5、后行上台阶的下台阶部分4,具体的开挖步骤如下: (1)对隧道的先行上台阶1进行导洞开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式, 开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚 支护;所述步骤(1)中,所述的中隔墙6的根基处以向外倾斜45°的方式向下嵌入锁脚锚杆7, 2根锁脚锚杆为一组,沿洞深方向间隔分布有多组,所述步骤(1)中,所述锁脚锚杆为022的 药卷锁脚锚杆;先行上台阶进行导洞开挖的起始点距出洞洞口的距离为30米。
[0016] (2)先行上台阶1的导洞初期支护:对上述导洞段的中隔墙6初期支护以及先行上 台阶的拱顶和边墙围岩的初期支护13,拱顶和边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对拱顶19 和边墙围岩打锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成拱顶和边墙围岩的初期支护13;具体来 说,如图2所示,中隔墙6初期支护的具体步骤为:A、在中隔墙面上嵌入042的超前注将小导 管9;B、在中隔墙面上嵌入0似早强药卷锚杆,纵向间距为55cm;C、在中隔墙面铺设06的钢筋 网;D、安装钢拱架10,所述钢拱架为116型钢拱架。如图3所示,拱顶19的防护采用双层设计, 一层是由40 cm间隔分布的多个超前注楽小导管11组成,每个超前注衆小导管11的倾斜角度 为12°,另一层是由40cm间隔分布的多个超前注浆小导管I2组成,每个超前注浆小导管12的 倾斜角度为45°。
[0017] (3)对隧道的后行上台阶2进行导洞开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方 式,开挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷 锚支护; (4)后行上台阶2的导洞初期支护:按照步骤(2)的方法,完成中隔墙初期支护以及后行 上台阶的拱顶和边墙围岩的初期支护14;拱顶的防护采用双层设计,一层是由4〇cm间隔分 布的多个超前注浆小导管组成,每个超前注浆小导管的倾斜角度为12°,另一层是由40cm间 隔分布的多个超前注浆小导管组成,每个超前注浆小导管的倾斜角度为45°。
[0018] (5)对隧道的先行上台阶段的下台阶部分3进行开挖:用挖掘机的开挖方式,必要 时辅助以爆破的方式,开挖一段距离后,立即对边墙围岩进行喷射混凝土防护; (6) 先行上台阶段的下台阶部分3的初期支护:对边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对 边墙围岩进行打锚杆注浆,完成先行上台阶段的下台阶部分的初期支护15; ' (7) 对隧道的后行上台阶段的下台阶部分4进行开挖:在开挖后行上台阶段的下台阶部 分一段距离后,立即对边墙围岩进行喷射混凝土防护,并且与步骤(5)中的先行上台阶段的 下台阶部分3的开挖是交错进行的,在开挖过程中,两部分的开挖点错开距离为3〜5m; (8) 后行上台阶段的下台阶部分4的初期支护:对边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对 边墙围岩进行打锚杆注浆,完成后行上台阶段的下台阶部分的初期支护16,在完成后行上 台阶段的下台阶部分的初期支护前,拆除中隔墙6; (9) 对中隔墙支撑部分5进行开挖,并对地面的仰拱部分进行开挖; (10) 初级支护封闭成环:对地面的开挖部分进行打铺杆注衆,构建仰拱17完成地面部 分的初期支护,使仰拱I7与先行上台阶的拱顶和边墙围岩的初期支护13、后行上台阶的拱 顶和边墙围岩的初期支护14、先行上台阶段的下台阶部分的初期支护m、后行上台阶段的 下台阶部分的初期支护I6—起封闭成环; (11) 分次施工仰拱I7和填充; ’ (12) 全断面二次衬砌18; 出、、同然后再返回到步骤(5),继续下一段的开挖,按上述工序逐步向前推进,直到单向

Claims (7)

1.一种中短隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:包括以下步骤: (1) 对隧道的先行上台阶进行导洞开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开 挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支 护; (2) 先行上台阶导洞初期支护:对上述导洞段的中隔墙初期支护以及先行上台阶的拱 顶和边墙围岩的初期支护,拱顶和边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对拱顶和边墙围岩打 锚杆注浆,喷射钢纤维混凝土,完成拱顶和边墙围岩的初期支护; (3) 对隧道的后行上台阶进行导洞开挖:以挖掘机为主并配合人工开挖的开挖方式,开 挖一段距离后,立即对掌子面及边墙围岩进行喷射混凝土防护,然后对中隔墙进行喷锚支 护; (4) 后行上台阶导洞初期支护:按照步骤(2)的方法,完成中隔墙边墙围岩以及拱顶的 初期支护; (5) 对隧道的先行上台阶段的下台阶部分进行开挖:将下台阶分为先行上台阶的下台 阶部分、中隔墙支撑部分、后行上台阶的下台阶部分,首先开挖先行上台阶的下台阶部分, 以挖掘机的开挖方式,必要时辅助以爆破的方式,开挖一段距离后,立即对边墙围岩进行喷 射混凝土防护; (6) 先行上台阶段的下台阶部分的初期支护:对边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对边 墙围岩进行打锚杆注浆,完成先行上台阶段的下台阶部分的初期支护; (7) 对隧道的后行上台阶段的下台阶部分进行开挖:在开挖后行上台阶段的下台阶部 分一段距离后,立即对边墙围岩进行喷射混凝土防护; (8) 后行上台阶段的下台阶部分的初期支护:对边墙围岩进行钢拱架的安装,然后对边 墙围岩进行打锚杆注浆,完成后行上台阶段的下台阶部分的初期支护,在完成后行上台阶 段的下台阶部分的初期支护前,拆除中隔墙; (9) 对中隔墙支撑部分进行开挖,并对地面的仰拱部分进行开挖; (10) 初级支护封闭成环:对地面的开挖部分进行打锚杆注浆,完成地面部分的初期支 护,使前述的所有初级支护封闭成环; (11) 分次施工仰拱和填充; (12) 全断面二次衬砌; (13) 然后再返回到步骤(5),继续下一段的开挖,按上述工序逐步向前推进,直到单向 出洞开挖完成。
2. 根据权利要求1所述的中短隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所 述的中隔墙的根基处以向外倾斜45 °的方式向下嵌入锁脚锚杆,2根锁脚锚杆为一组,沿洞 深方向间隔分布有多组。
3. 根据权利要求2所述的中短隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所 述锁脚锚杆为022的药卷锁脚锚杆。
4. 根据权利要求1所述的中短隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:所述步骤(2)中,中 隔墙初期支护的具体步骤为:A、在中隔墙面上嵌入042的超前注将小导管;B、在中隔墙面上 嵌入042早强药卷锚杆,纵向间距为55cm; C、在中隔墙面铺设06的钢筋网;D、安装钢拱架,所 述钢拱架为116型钢拱架。 山人T_」文小,鄕抑班隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:所述步骤⑵ 骤(4)4^〒纖防J户米用双层设计,—层是由‘。⑽间隔分布的多个超前注楽小导管组成 每个超前體^、导管_爾触为丨2。,另—层是由仙⑽剛分補多个超雌楽小导替 组成,每个超前注楽小导管的倾斜角度为45。。
6.根据权利要求1所述的中短隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:所述步骤(5)和 骤(7)中,是进行交错开挖的,错开距离为3〜5m。 , _ 7 •根据权利要求1所述的中短隧道单向出洞开挖方法,其特征在于:所述步骤(1)中, 行上台阶进行导洞开挖的起始点距出洞洞口的距离为丨00米以下。
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