CN107130969B - 一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,通过在斜井施工至主洞交界后分步扩挖,逐渐形成主洞标准断面,如附图2和3所示。本发明能够缩短施工时间、减少施工成本,提高施工安全性,经济效益显著。斜井施工至主洞交界的第二断面后,延伸轴线和开挖断面进入主洞,同时抬高拱顶沿主洞开挖轮廓线上坡开挖至主洞拱顶;接着沿主洞开挖轮廓线下坡开挖至起拱线(第三断面);然后以斜井拱顶为主洞开挖轮廓线(第二断面至第三断面之间段)并延长至第一断面,分别向主洞两端扩挖形成主洞标准断面;完毕后对主洞的第三断面至第四断面之间区域进行扩挖形成主洞标准断面,至此整个主洞标准断面形成。

Description

一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域,特别是涉及一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法。

背景技术

软弱破碎地层结构面交错,裂隙发育,抗压强度低,斜井与主洞交叉口扩挖施工时危险性大。通常斜井与主洞交叉口扩挖采用:1.直接挑顶法,在斜井开挖到接近与正洞相交时,逐渐抬高斜井拱顶高程。从正洞与斜井相交里程开始,采用小导坑进入正洞洞身开挖,于正洞中线处达到正洞拱顶高程。但是施工中需要施作临时棚架,预留变形沉落量和临时支护厚度,且安全风险大、风险高、进度慢。2.转体扩挖法,斜井施工至与正洞交界后,以圆曲线形式转体进入正洞,同时上坡开挖至正洞拱顶高程,并继续沿相同方向掘进一定距离;形成作业空间后,转向相反方向施工,扩挖临时支护达到正洞标准断面。但工程量大,斜井圆曲线施工时工艺复杂,工期较长,安全风险大。出于以上考虑,本发明推出一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,它能够简化施工工艺,加快软弱围岩斜井与主洞交叉口的施工速度,大大降低施工风险,满足安全、经济、快速的施工要求。

发明内容

根据现有技术存在的问题,本发明公开了一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法。

其采用如下技术方案:一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,包括以下步骤:

S1:斜井至第二断面的隧道施工,由斜井开始,按上下台阶法开挖至第二断面,进入所述第二断面之前的上台阶设置短台阶;

S2:斜井由第二断面延伸第一断面的隧道施工,斜井施工至所述第二断面后,开始向主洞延伸施工,以斜井轴线和所述第二断面向前施工,同时抬高拱顶高程沿主洞开挖轮廓线上坡至主洞拱顶,然后下坡开挖至第三断面;

S3:所述第一断面至所述第三断面的隧道扩挖,斜井延伸至所述第三断面后,开始对所述第一断面至所述第三断面之间的隧道进行扩挖,分别向主洞两端进行扩挖,所述第二断面至所述第三断面之间之间的隧道以斜井拱顶为主洞开挖轮廓线进行扩挖,所述第一断面至所述第三断面之间的隧道按主洞放样轮廓线进行扩挖,循环逐渐挖进,按主洞支护参数进行支护完毕后,再进行下一循环施工;

S4:所述第三断面至第四断面之间的主洞扩挖,主洞所述第一断面至所述第三断面的隧道扩挖完毕后进行所述第三断面至所述第四断面之间的主洞扩挖,分两次进行扩挖形成主洞标准表面,对形成主洞标准表面部位进行支护;

S5:主洞下台阶施工,主洞上台阶分别向两端施工,然后进行主洞下台阶开挖施工,由斜井交叉口向主洞开挖形成主洞标准断面,然后进行主洞支护。

进一步的,在上述技术方案中,所述步骤S1在距斜井与主洞交界处10m处开始施工,所述上台阶高5m,上台阶与下台阶步距10m,开挖进尺2m,所述上台阶的短台阶高2m长3m;

所述步骤S3所述第一断面至所述第三断面之间的隧道进行扩挖,分别向主洞两端进行扩挖5m,所述第一断面至所述第三断面之间的隧道按主洞放样轮廓线进行扩挖,循环进尺1m;

所述步骤S5,主洞上台阶分别向两端施工10m以上。

进一步的,在上述技术方案中,所述步骤S1还包括:采用光爆法进行开挖,完毕后及时按设计要求施作锚杆、钢筋网和喷射砼,下台阶施工至第一断面后暂停开挖,待主洞上台阶扩挖完毕向主洞两端各开挖10m后,再进行主洞下台阶施工。

进一步的,在上述技术方案中,所述步骤S2还包括;同样采用光爆法进行开挖,完毕后进行支护施工,支护结构的厚度为1m。

进一步的,在上述技术方案中,包括相互交叉的主洞和斜井,下台阶由所述斜井下部延伸至所述主洞下部,上台阶位于所述下台阶上,所述上台阶靠近所述斜井一侧设有短台阶,所述短台阶与所述斜井交界处为第一断面,所述短台阶与所述上台阶交界处为第二断面,所述第二断面相对于所述主洞的中垂线对称位置为第三断面,所述主洞距离所述斜井最远端为第四断面,所述斜井顶部为斜井拱顶,所述主洞顶部为主洞拱顶,所述主洞拱顶水平线为主洞放样轮廓线,所述主洞拱顶边缘线为主洞开挖轮廓线;

所述第一断面与所述第二断面之间的所述短台阶和所述第二断面与所述第三断面之间的所述上台阶为第一扩挖区,所述主洞上方两侧的所述主洞放样轮廓线与所述主洞开挖轮廓线之间的区域为第二扩挖区,所述主洞内的下台阶上方的所述第三断面与所述第四断面之间的区域为第三扩挖区,所述下台阶为第四扩挖区。

进一步的,在上述技术方案中,隧道施工依次挖掘第一扩挖区、第二扩挖区、第三扩挖区和第四扩挖区。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)本发明的一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,它能够简化施工工艺,加快软弱围岩斜井与主洞交叉口的施工速度;

(2)本发明的一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,大大降低施工风险,满足安全、经济、快速的施工要求;

(3)本发明的一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,缩短施工时间、减少施工成本,提高施工安全性,经济效益显著。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例,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他的附图;

图1为本发明所述斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法的流程图;

图2为本发明所述斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法的结构示意图;

图3为本发明所述斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法的A-A剖视结构示意图。

图中:1、第一断面,2、第二断面,3、第三断面,4、第四断面,5、斜井,6、主洞,7、第一扩挖区,8、第二扩挖区,9、第三扩挖区,10、第四扩挖区,21、上台阶,22、下台阶,23、短台阶,51、斜井拱顶,61、主洞开挖轮廓线,62、主洞放样轮廓线,63、主洞拱顶。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面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的描述。

实施例1

如图1至3所示,一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,包括以下步骤:

S1:斜井5至第二断面2的隧道施工,由斜井5开始,按上下台阶22法开挖至第二断面2,进入所述第二断面2之前的上台阶21设置短台阶23;

S2:斜井5由第二断面2延伸第一断面1的隧道施工,斜井5施工至所述第二断面2后,开始向主洞6延伸施工,以斜井5轴线和所述第二断面2向前施工,同时抬高拱顶高程沿主洞开挖轮廓线61上坡至主洞拱顶63,然后下坡开挖至第三断面3;

S3:所述第一断面1至所述第三断面3的隧道扩挖,斜井5延伸至所述第三断面3后,开始对所述第一断面1至所述第三断面3之间的隧道进行扩挖,分别向主洞6两端进行扩挖,所述第二断面2至所述第三断面3之间之间的隧道以斜井拱顶51为主洞开挖轮廓线61进行扩挖,所述第一断面1至所述第三断面3之间的隧道按主洞放样轮廓线62进行扩挖,循环逐渐挖进,按主洞6支护参数进行支护完毕后,再进行下一循环施工;

S4:所述第三断面3至第四断面4之间的主洞6扩挖,主洞6所述第一断面1至所述第三断面3的隧道扩挖完毕后进行所述第三断面3至所述第四断面4之间的主洞6扩挖,分两次进行扩挖形成主洞6标准表面,对形成主洞6标准表面部位进行支护;

S5:主洞下台阶22施工,主洞6上台阶21分别向两端施工,然后进行主洞下台阶22开挖施工,由斜井5交叉口向主洞6开挖形成主洞6标准断面,然后进行主洞6支护。

进一步的,在上述技术方案中,所述步骤S1在距斜井5与主洞6交界处10m处开始施工,所述上台阶21高5m,上台阶21与下台阶22步距10m,开挖进尺2m,所述上台阶21的短台阶23高2m长3m;

所述步骤S3所述第一断面1至所述第三断面3之间的隧道进行扩挖,分别向主洞6两端进行扩挖5m,所述第一断面1至所述第三断面3之间的隧道按主洞放样轮廓线62进行扩挖,循环进尺1m;

所述步骤S5,主洞6上台阶21分别向两端施工10m以上。

进一步的,在上述技术方案中,所述步骤S1还包括:采用光爆法进行开挖,完毕后及时按设计要求施作锚杆、钢筋网和喷射砼,下台阶22施工至第一断面后暂停开挖,待主洞6上台阶21扩挖完毕向主洞6两端各开挖10m后,再进行主洞下台阶22施工。

进一步的,在上述技术方案中,所述步骤S2还包括;同样采用光爆法进行开挖,完毕后进行支护施工,支护结构的厚度为1m。

进一步的,在上述技术方案中,包括相互交叉的主洞6和斜井5,下台阶22由所述斜井5下部延伸至所述主洞6下部,上台阶21位于所述下台阶22上,所述上台阶21靠近所述斜井5一侧设有短台阶23,所述短台阶23与所述斜井5交界处为第一断面1,所述短台阶23与所述上台阶21交界处为第二断面2,所述第二断面2相对于所述主洞6的中垂线对称位置为第三断面3,所述主洞6距离所述斜井5最远端为第四断面4,所述斜井5顶部为斜井拱顶51,所述主洞6顶部为主洞拱顶63,所述主洞拱顶63水平线为主洞放样轮廓线62,所述主洞拱顶63边缘线为主洞开挖轮廓线61;

所述第一断面1与所述第二断面2之间的所述短台阶23和所述第二断面2与所述第三断面3之间的所述上台阶21为第一扩挖区7,所述主洞6上方两侧的所述主洞放样轮廓线62与所述主洞开挖轮廓线61之间的区域为第二扩挖区8,所述主洞6内的下台阶22上方的所述第三断面3与所述第四断面4之间的区域为第三扩挖区9,所述下台阶22为第四扩挖区10。

进一步的,在上述技术方案中,隧道施工依次挖掘第一扩挖区7、第二扩挖区8、第三扩挖区9和第四扩挖区10。

实施例2

一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,通过在斜井施工至主洞交界后分步扩挖,逐渐形成主洞标准断面,如附图2和3所示。本发明能够缩短施工时间、减少施工成本,提高施工安全性,经济效益显著。斜井施工至主洞交界的第二断面后,延伸轴线和开挖断面进入主洞,同时抬高拱顶沿主洞开挖轮廓线上坡开挖至主洞拱顶;接着沿主洞开挖轮廓线下坡开挖至起拱线(第三断面);然后以斜井拱顶为主洞开挖轮廓线(第二断面至第三断面之间段)并延长至第一断面,分别向主洞两端扩挖形成主洞标准断面;完毕后对主洞的第三断面至第四断面之间区域进行扩挖形成主洞标准断面,至此整个主洞标准断面形成。

由于采用了上述技术方案,本发明提供的一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,它能够简化施工工艺,加快软弱围岩斜井与主洞交叉口的施工速度,大大降低施工风险,满足安全、经济、快速的施工要求,缩短施工时间、减少施工成本,提高施工安全性,经济效益显著。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,其特征在于,
包括相互交叉的主洞和斜井,下台阶由所述斜井下部延伸至所述主洞下部,上台阶位于所述下台阶上,所述上台阶靠近所述斜井一侧设有短台阶,所述短台阶与所述斜井交界处为第一断面,所述短台阶与所述上台阶交界处为第二断面,所述第二断面相对于所述主洞的中垂线对称位置为第三断面,所述主洞距离所述斜井最远端为第四断面,所述斜井顶部为斜井拱顶,所述主洞顶部为主洞拱顶,所述主洞拱顶水平线为主洞放样轮廓线,所述主洞拱顶边缘线为主洞开挖轮廓线;
所述第一断面与所述第二断面之间的所述短台阶和所述第二断面与所述第三断面之间的所述上台阶为第一扩挖区,所述主洞上方两侧的所述主洞放样轮廓线与所述主洞开挖轮廓线之间的区域为第二扩挖区,所述主洞内的下台阶上方的所述第三断面与所述第四断面之间的区域为第三扩挖区,所述下台阶为第四扩挖区;
施工方法包括以下步骤:
S1:斜井至第二断面的隧道施工,由斜井开始,按上下台阶法开挖至第二断面,进入所述第二断面之前的上台阶设置短台阶;
S2:斜井由第二断面延伸第一断面的隧道施工,斜井施工至所述第二断面后,开始向主洞延伸施工,以斜井轴线和所述第二断面向前施工,同时抬高拱顶高程沿主洞开挖轮廓线上坡至主洞拱顶,然后下坡开挖至第三断面;
S3:所述第一断面至所述第三断面的隧道扩挖,斜井延伸至所述第三断面后,开始对所述第一断面至所述第三断面之间的隧道进行扩挖,分别向主洞两端进行扩挖,所述第二断面至所述第三断面之间之间的隧道以斜井拱顶为主洞开挖轮廓线进行扩挖,所述第一断面至所述第三断面之间的隧道按主洞放样轮廓线进行扩挖,循环逐渐挖进,按主洞支护参数进行支护完毕后,再进行下一循环施工;
S4:所述第三断面至第四断面之间的主洞扩挖,主洞所述第一断面至所述第三断面的隧道扩挖完毕后进行所述第三断面至所述第四断面之间的主洞扩挖,分两次进行扩挖形成主洞标准表面,对形成主洞标准表面部位进行支护;
S5:主洞下台阶施工,主洞上台阶分别向两端施工,然后进行主洞下台阶开挖施工,由斜井交叉口向主洞开挖形成主洞标准断面,然后进行主洞支护。
2.根据权利要求1所述的斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,其特征在于:所述步骤S1在距斜井与主洞交界处10m处开始施工,所述上台阶高5m,上台阶与下台阶步距10m,开挖进尺2m,所述上台阶的短台阶高2m长3m;
所述步骤S3所述第一断面至所述第三断面之间的隧道进行扩挖,分别向主洞两端进行扩挖5m,所述第一断面至所述第三断面之间的隧道按主洞放样轮廓线进行扩挖,循环进尺1m;
所述步骤S5,主洞上台阶分别向两端施工10m以上。
3.根据权利要求1所述的斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,其特征在于:所述步骤S1还包括:采用光爆法进行开挖,完毕后及时按设计要求施作锚杆、钢筋网和喷射砼,下台阶施工至第一断面后暂停开挖,待主洞上台阶扩挖完毕向主洞两端各开挖10m后,再进行主洞下台阶施工。
4.根据权利要求1所述的斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,其特征在于:所述步骤S2还包括;同样采用光爆法进行开挖,完毕后进行支护施工,支护结构的厚度为1m。
5.根据权利要求1所述的斜井与主洞交叉口分步扩挖施工方法,其特征在于:隧道施工依次挖掘第一扩挖区、第二扩挖区、第三扩挖区和第四扩挖区。
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