CN107288652A - 一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法 - Google Patents

一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107288652A
CN107288652A CN201710725457.2A CN201710725457A CN107288652A CN 107288652 A CN107288652 A CN 107288652A CN 201710725457 A CN201710725457 A CN 201710725457A CN 107288652 A CN107288652 A CN 107288652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
predicament
embarrassing situation
slag
top bar
support system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710725457.2A
Other languages
English (en)
Inventor
何志敏
何志平
刘玉府
黄勇
邓理游
唐明秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Fifth Engineering Co Ltd of China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Original Assignee
China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Fifth Engineering Co Ltd of China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd, Fifth Engineering Co Ltd of China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd filed Critical China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Priority to CN201710725457.2A priority Critical patent/CN107288652A/zh
Publication of CN107288652A publication Critical patent/CN107288652A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/12—Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F13/00—Transport specially adapted to underground conditions
    • E21F13/04—Transport of mined material in gravity inclines; in staple or inclined shafts

Abstract

本发明公开了一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，包括以下步骤：一、上台阶一次性钻爆开挖成型，中、下台阶视围岩情况确保左右台阶错口5m以上；二、上台阶翻渣，中下台阶出渣；三、上中台阶立工字钢挂网喷浆，下台阶出渣；四、上台阶施做超前管棚，中台阶翻渣，下台阶立工字钢、挂网喷浆；五、通过隧道正洞和斜井连续出渣。本发明针对大坡度长斜井水利隧洞软弱围岩、断层富水的不利地质条件以及隧洞开挖过程中出渣工序作为施工进度关键控制性工序的特点，分解了开挖作业面增加了作业空间，细化了作业时间的平行作业区间，实现了连续出渣攻克了出渣时间长工序循环周期长的难题，保证施工质量和安全的前提下加快了施工进度。

Description

一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法
技术领域
本发明涉及一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法。
背景技术
软弱、断层在中小断面隧道施工一直制约着隧道施工进度甚至制约整个工程的运营。国内现修建这种隧道时，在Ⅴ类围岩及断层等不良地质洞段主要采用全断面法或减少临空面的顺序作业上下台阶工法，这类工法由于受工序布置、有轨运输设备和作业区域狭窄限制，不能很好地控制应力释放，及时支护及作业灵活性差，且单工序时间长、需严格顺序作业，上道工序直接制约下一工序的实施，施工进度慢、不机动、不灵活。上下台阶虽能相对较好的控制应力释放和及时支护，但由于有轨运输设备笨重自身动力系统限制不灵活不机动，上台阶施工纯人工作业循环时间极长，不利于掌子面的及时封闭，对作业安全又较大隐患。因此目前对中小断面隧洞在不良地质洞段没有一套较系统、安全、快速的施工方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够快速穿越软弱及不良地质隧洞的开挖支护施工方法，以克服现有技术存在的工序时间长、施工组织松散、施工进度慢、成本高、围岩变形大和掌子面不能及时封闭、隧洞运输不连续、施工设备不灵活机动等不足。
本发明的技术方案：一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，包括以下步骤：
一、上台阶一次性钻爆开挖成型，中台阶视围岩情况确保左右台阶错口5m以上，一次性开挖进尺不大于三榀拱架，下台阶施做方法同中台阶；
二、上台阶翻渣，中下台阶出渣，控制上台阶长度不大于15m，先将下台阶渣体垫成坡段将中上台阶的渣体出完，再出下台阶；
三、上中台阶立工字钢挂网喷浆，下台阶出渣；
四、上台阶施做超前管棚，中台阶翻渣，下台阶立工字钢、挂网喷浆；
五、通过正洞布设渣仓、斜井有轨、正洞无轨达到隧道正洞和斜井连续出渣。
断层及软弱围岩开挖前实施超前预测、超前固结、超前排水、超前支护。
超前预测根据围岩碎裂程度、地下水位线高度、埋深确定最大灌浆压力选择，压力Pmax= 0.01H+0.008h;式中H:为埋深（m），h:为水位线距地面线高度（m）。
超前排水孔外插角5~8°，采用水平地质钻施做，施做在起拱线向内1m及拱顶下1m，共设有三个并穿越固结扩散范围，口径110mm，采用反滤材料做回填。
上台阶翻渣过程中掌子面按照适合人站立的高度预留核心土，确保拱顶最高处不大于1.5m。
结合断层和围岩的情况可选择大小管棚组合及双层小管棚的组合方式，小管棚外插角大于大管棚，长度为大管棚的三分之一为宜。
在步骤一中，中下台阶的开挖如果没有及时跟上上台阶则选择竖向临空面，错开5m距离错位开挖。
在步骤一中，中下台阶的开挖如果没有及时跟上上台阶则选择竖向临空面，错开5m距离错位开挖。
在步骤五中，隧洞正洞通过汽车出渣，斜井通过轨道出渣，正洞内每300m设置一处渣仓，容积400m³。
本发明的有益效果：基于空间换时间的理论，针对大坡度长斜井水利隧洞软弱围岩、断层富水的不利地质条件以及隧洞开挖过程中出渣工序作为施工进度关键控制性工序的特点，分解了开挖作业面增加了作业空间，细化了作业时间的平行作业区间。
通过不同的探测方法相结合分析比较得到较为准确的地质资料，使得施工方案的制定更具针对性；超前支护、超前排水、超前固结系统的支护方式确保了施工安全；通过分解后的开挖作业面支护更及时，作业工序得到平行作业，增加了工作面优化了施工空间；特别是实现了连续出渣攻克了出渣时间长工序循环周期长的难题，保证施工质量和安全的前提下加快了施工进度。
附图及说明
图1为本发明的施工台阶布置示意图，即上台阶预留核心土，中下台阶错口开挖。
图2为本发明的施工顺序纵剖面布置示意图。
图3为本发明的施工洞内渣仓设置示意图。
具体实施方式
实施例：本实施例是针对软弱地质及断层等不良地质隧洞的施工方法，采用三台阶五部（五部分）开挖支护，在开挖前，采用高密度电法、高频电磁测深法及超前钻探相结合的方式全方位多参数相结合的可得到软弱围岩及断层较为准确的特性参数；结合超前探测评价分析结果进行超前固结最大压力进行选取，压力Pmax= 0.01H+0.008h;式中H:为埋深（m），h:为水位线距地面线高度（m）。固结灌浆完毕后采用水平地质钻穿过固结灌浆进行超前排水孔施做实现外水集中排放引流，超前排水孔设置外插角，采用水平地质钻施做，施做在起拱线向内1m及拱顶下1m，共设有三个并穿越固结扩散范围，口径110mm，采用反滤材料做回填。最后结合岩层破碎程度选取大小管棚组合或者双层小管棚组合的方式进行超前支护，结合断层和围岩的情况可选择大小管棚组合及双层小管棚的组合方式。四超前完成后隧道开挖分上台阶一次开挖成型，中台阶2、中台阶3和下台阶4、下台阶5左右错口开挖，并确保三个台阶在工序上实现平行作业，具体包括以下步骤：
步骤一，上台阶一次性钻爆开挖成型，翻渣过程中掌子面按照适合人站立的高度预留核心土，确保拱顶最高处不大于1.5m，掌子面立设工字钢时不需要搭设台阶或台车；中台阶视围岩情况确保左中台阶2和右中台阶3错口5m以上，一次性开挖进尺不大于三榀拱架；下台阶施做方法同中台阶，左下台阶4和右下台阶5错口5m以上；所有的施工确保工人定孔，按区域划分进行人员定岗。开挖进尺不大于三榀，高度不大于3榀，中下台阶的挖进如果没有及时跟上上台阶则可以选择竖向临空面，错开5m距离错位开挖。
步骤二，上台阶翻渣，中下台阶出渣上台阶爆破完成后及时组织挖掘机进行翻渣，严格控制上台阶长度不大于15m,确保渣体在1.5小时内翻倒完成大于15m后严重制约挖掘机功效；中台阶由于采用的是装载机倒运至渣仓功效是挖掘机的数倍，先将下台阶渣体垫成坡段将中上台阶的渣体出完，再出下台阶。
步骤三，上中台阶立工字钢挂网喷浆，下台阶出渣。为了保证喷浆与下台阶出渣的干扰可采取在中下台阶间备喷浆料。保证上中台阶的喷浆干扰，可选择两台喷浆机同时作业。
步骤四，上台阶施做超前管棚，中台阶翻渣，下台阶立工字钢、挂网喷浆，由于下台阶在立工字钢、挂网喷浆为了确保翻渣的安全和相互间免干扰可在两侧掏槽1m中间通道正常预留给中台阶翻倒剩余渣体，上台阶管棚施做的送风采用软管从下台阶前接入。
步骤五，通过组织和布置隧洞正洞无轨运输和斜井有轨运输实现连续出渣。正洞内每300m设置一处渣仓，容积400m³，正洞无轨运输通过掌子面挖掘机，渣仓与掌子面间装载机，渣仓与斜井脚汽车运输，斜井同轴异步绞车双轨运输的组合方式组织运输，确保掌子面出渣的灵活机动、不受坡度限制，正洞渣仓的存储能力和汽车的连续运输，斜井脚渣仓的倒运确保斜井运输连续的最大运输能力。

Claims (9)

1.一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：
一、上台阶一次性钻爆开挖成型，中台阶视围岩情况确保左右台阶错口5m以上，一次性开挖进尺不大于三榀拱架，下台阶施做方法同中台阶；
二、上台阶翻渣，中下台阶出渣，控制上台阶长度不大于15m，先将下台阶渣体垫成坡段将中上台阶的渣体出完，再出下台阶；
三、上中台阶立工字钢挂网喷浆，下台阶出渣；
四、上台阶施做超前管棚，中台阶翻渣，下台阶立工字钢、挂网喷浆；
五、通过隧道正洞和斜井连续出渣。
2.根据权利要求1所述的小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：断层及软弱围岩开挖前实施超前预测、超前固结、超前排水、超前支护。
3.根据权利要求2所述的一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：超前预测根据围岩碎裂程度、地下水位线高度、埋深确定最大灌浆压力选择，压力Pmax= 0.01H+0.008h;式中H:为埋深（m），h:为水位线距地面线高度（m）。
4.根据权利要求2所述的小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：超前排水孔外插角5~8°，采用水平地质钻施做，施做在起拱线向内1m及拱顶下1m，共设有三个并穿越固结扩散范围，口径110mm，采用反滤材料做回填。
5.根据权利要求2所述的小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：结合断层和围岩的情况可选择大小管棚组合及双层小管棚的组合方式，小管棚的长度选择3m，外插角3~5°，搭接长度1.5m；大管棚外插脚4~7°，长度9m或12m,搭接长度3m。
6.根据权利要求2所述的小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：在步骤一中，中下台阶的开挖如果没有及时跟上上台阶则选择竖向临空面，错开5m距离错位开挖。
7.根据权利要求2所述的小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：上台阶翻渣过程中掌子面按照适合人站立的高度预留核心土，确保拱顶最高处不大于1.5m。
8.根据权利要求2所述的小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：在步骤一中，中下台阶的开挖如果没有及时跟上上台阶则选择竖向临空面，错开5m距离错位开挖。
9.根据权利要求2所述的一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法，其特征在于：在步骤五中，隧洞正洞通过汽车出渣，斜井通过轨道出渣，正洞内每300m设置一处渣仓，容积400m³。
CN201710725457.2A 2017-08-22 2017-08-22 一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法 Pending CN107288652A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710725457.2A CN107288652A (zh) 2017-08-22 2017-08-22 一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710725457.2A CN107288652A (zh) 2017-08-22 2017-08-22 一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107288652A true CN107288652A (zh) 2017-10-24

Family

ID=60106727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710725457.2A Pending CN107288652A (zh) 2017-08-22 2017-08-22 一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107288652A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109184701A (zh) * 2018-09-05 2019-01-11 中交航局第三工程有限公司 软弱围岩隧道短台阶开挖快速施工工法
CN109372519A (zh) * 2018-10-10 2019-02-22 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司 一种巷道六边形断面掘进施工方法
CN112855176A (zh) * 2021-03-19 2021-05-28 中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司 一种深挖方大倾角小口径隧道锚快速开挖方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101725358A (zh) * 2008-10-31 2010-06-09 中铁四局集团有限公司 隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法
CN102562074A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 中铁四局集团第二工程有限公司 大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法
CN102562075A (zh) * 2012-03-09 2012-07-11 中交第二公路工程局有限公司 一种大断面软弱围岩隧道三台阶六部短距施工方法
CN103277106A (zh) * 2013-06-21 2013-09-04 云南云岭高速公路桥梁工程有限公司 公路隧道三台阶五步开挖施工方法
JP5308116B2 (ja) * 2008-10-08 2013-10-09 大成建設株式会社 トンネルの構築方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5308116B2 (ja) * 2008-10-08 2013-10-09 大成建設株式会社 トンネルの構築方法
CN101725358A (zh) * 2008-10-31 2010-06-09 中铁四局集团有限公司 隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法
CN102562074A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 中铁四局集团第二工程有限公司 大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法
CN102562075A (zh) * 2012-03-09 2012-07-11 中交第二公路工程局有限公司 一种大断面软弱围岩隧道三台阶六部短距施工方法
CN103277106A (zh) * 2013-06-21 2013-09-04 云南云岭高速公路桥梁工程有限公司 公路隧道三台阶五步开挖施工方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109184701A (zh) * 2018-09-05 2019-01-11 中交航局第三工程有限公司 软弱围岩隧道短台阶开挖快速施工工法
CN109372519A (zh) * 2018-10-10 2019-02-22 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司 一种巷道六边形断面掘进施工方法
CN109372519B (zh) * 2018-10-10 2020-08-11 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司 一种巷道六边形断面掘进施工方法
CN112855176A (zh) * 2021-03-19 2021-05-28 中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司 一种深挖方大倾角小口径隧道锚快速开挖方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102182466B (zh) 隧道双侧壁导坑结合拱部跳挖开挖方法
CN105888703B (zh) 微导洞内施做横向棚盖下超浅埋暗挖地铁车站修建方法
CN103089275B (zh) 富水极破碎围岩隧道塌方段围岩控制方法
CN110219654B (zh) 泥岩连拱隧道侧导洞先行施工方法
CN106761778B (zh) 一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺
CN109209391A (zh) 适用于大断面隧道ⅳ-ⅴ级围岩的微小台阶开挖方法
CN102808628B (zh) 大断面巷道过导水断层的施工方法
CN106246193A (zh) 强岩溶高富水城市浅埋隧道悬臂掘进机施工工法
CN106567717A (zh) 一种利用地铁出入口兼作施工斜通道结构及施工方法
CN103306687A (zh) 软岩隧道长悬臂水平旋喷变形控制施工方法
CN102071947A (zh) 大跨度隧道洞口软弱围岩段施工方法
CN111206944B (zh) 下穿地铁车站变形缝差异沉降控制预支顶开挖构筑方法
CN105201518B (zh) 一种大直径泥水平衡盾构洞内接收解体方法
CN107288652A (zh) 一种小断面软弱围岩隧道三台阶五部开挖施工方法
CN106869969A (zh) 一种软岩超大断面隧道的开挖支护施工方法
CN109209392A (zh) 适用于大断面隧道ⅳ-ⅴ级围岩的全环开挖方法
CN107288642A (zh) Pba施工工艺
CN102678126A (zh) 山岭隧道软弱围岩破碎带或浅埋偏压地段的开挖方法
CN107503755A (zh) 一种用免扣拱平顶洞桩法建造地铁车站的施工方法
CN101566064A (zh) 一种大断面隧道施工方法
CN102562087B (zh) 水钻跟进管棚施工方法
CN109736811A (zh) 一种竖井机械掘进施工方法
CN108978676A (zh) 一种基坑群和基础桩群的施工方法
CN115163084A (zh) 一种超大断面隧道双侧壁导坑法机械化施工方法
CN206888992U (zh) 一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171024