CN108222951A - 穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，先施作洞外竖直高压旋喷桩；再开挖隧道断面顶部弧形导坑，开挖完毕及时施作初期支护；再进行左右侧中台阶开挖，开挖完毕及时施作初期支护；再进行左右侧下台阶开挖，开挖完毕及时施作初期支护；再进行上中下台阶预留核心土开挖；最后进行隧底开挖，及时安装仰拱钢架，喷射C25混凝土，使整个隧道初期支护尽早形成闭合环。本发明的洞外地表高压旋喷加固暗挖法进洞穿越细砂层施工方法能有效控制沙层危害和拱顶下沉，适用于隧道洞口穿越沙层段的进洞开挖施工。

Description

穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及隧道洞口穿越细砂层的施工技术领域。
背景技术
隧道洞口施工是隧道施工的难点，尤其大断面隧道，隧道断面越大，洞口施工难度也大，再加上大多数隧道存在软弱围岩、复杂地质、浅埋、偏压的特点，洞口施工更加困难。
沙层对隧道施工危害更大，尤其隧道洞口段遇到沙层，若是处理不当极易造成隧道拱顶脱空甚至塌方冒顶，给进洞施工造成极大危害。
公开号为CN102071947B，发明名称为“大跨度隧道洞口软弱围岩段施工方法”的中国发明专利公开了大跨度隧道洞口软弱围岩段施工方法，该方法解决了当隧道跨度很大时，地表沉陷要求严格，围岩条件较差，拱顶下沉大，周边收敛大、施工进度慢等问题。但还是无法解决前述细砂层段隧道进洞施工易造成隧道拱顶脱空甚至塌方冒顶的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其在隧道洞口遇到沙层时，能很好的解决沙层段隧道进洞困难的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)先于隧道洞口上方施作若干竖直的高压旋喷桩，该高压旋喷桩由上而下地贯穿至隧道开挖轮廓线以内；
(2)在完成洞外高压旋喷桩作业后，按隧道开挖轮廓线，先开挖隧道断面的顶部弧形导坑，开挖完毕后及时施作初期支护；
(3)在顶部弧形导坑开挖超前2.0-2.5米后，进行左右侧中台阶同时开挖，开挖完毕及时施作初期支护；
(4)在左右侧中台阶开挖超前2.0-2.5米后，进行左右侧下台阶同时开挖，开挖完毕及时施作初期支护；
(5)在顶部弧形导坑、左右侧中、下台阶开挖超前3m后，进行预留核心土开挖；
(6)完成预留核心土开挖后进行隧底开挖，及时安装仰拱钢架，喷射C25混凝土，使整个隧道初期支护尽早形成闭合环。
所述的步骤(1)中，高压旋喷桩采用相切式排列。
所述的步骤(1)中，高压旋喷桩顶标高为开挖轮廓线以外至少3米。
所述的步骤(1)中，对应隧道范围内高压旋喷桩底标高至少为开挖轮廓线以内1.5米。
所述的步骤(1)中，隧道两侧的高压旋喷桩底标高为贯穿细砂层，伸入到下层岩土至少30cm。
所述的步骤(1)中，隧道两侧的开挖轮廓线以外至少3米范围内均施作有高压旋喷桩。
所述隧道沿纵向具有细砂层分布的段落上方均施作有高压旋喷桩。
所述的步骤(2)、(3)、(4)的开挖采用人工开挖，每循环进尺0.5米开挖完毕及时施作初期支护。
各所述步骤开挖的出渣由人工装渣，出渣安排人工配合小四轮翻斗车进行运输作业。
所述初期支护包括安装钢拱架和钢筋网、打设锁脚锚杆或超前小导管、喷射C25混凝土。
本发明的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法是在隧道三台阶预留核心土法的基础上，考虑传统三台阶预留核心土法施工无法解决隧道开挖轮廓线内外细砂层影响而造成的塌方冒顶等问题而提出的施工方法，它具有如下优点：通过高压旋喷桩固结顶部细砂层，避免施工中因沙涌而产生塌方冒顶；再结合三台阶预留核心土法缩小开挖断面，尽量减少对细砂层的扰动，保证施工安全。本发明的洞外地表高压旋喷加固暗挖法进洞穿越细砂层施工方法能有效控制沙层危害和拱顶下沉，适用于隧道洞口穿越沙层段的进洞开挖施工。
附图说明
图1是本发明施工开挖顺序示意图；
图2是本发明施做洞外高压旋喷桩的结构示意图；
图3是本发明高压旋喷桩横截面的局部示意图；
图4是本发明第(2)步到第(6)步的开挖示意图；
图5是本发明各阶段的施工顺序立面图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的施工顺序：
本发明包含6个作业面，其各作业面施工顺序详见图1，其中，首先在洞外施做高压旋喷桩1，然后按顶部弧形导坑2、左右侧中台阶3、左右侧下台阶4、预留核心土5、隧底6的按顺序开挖，各分部作业方法如下：
(1)如图2所示，施做洞外高压旋喷桩1：先于隧道洞口上方施作若干竖直的高压旋喷桩1，该高压旋喷桩1由上而下地贯穿至隧道开挖轮廓线以内。优选的，洞外竖直的高压旋喷桩1采用相切式排列(如图3所示)，其既能最大限度的固结细砂层，又能降低成本。为进一步能增加围岩的稳定性，保证施工安全，结合地质条件，优选的，高压旋喷桩1顶标高为隧道开挖轮廓线以外至少3米的范围；优选的，对应隧道范围内的高压旋喷桩1底标高至少为开挖轮廓线以内1.5米；优选的，隧道两侧的开挖轮廓线以外至少3米范围内均施作有高压旋喷桩1；优选的，隧道两侧的高压旋喷桩1底标高为贯穿细砂层，伸入到下层岩土至少30cm，根据现场地质情况，具体长度根据实际细砂层厚度来现场判定。其余采用空钻至地面标高。如图5所示，优选的，高压旋喷桩的横向厚度根据隧道顶部细砂层的分布情况来确定，即不仅仅在进洞处，沿整个隧道纵向只要有细砂层分布的段落，均优选在在该段落开挖前施作高压旋喷桩。
(2)在完成洞外高压旋喷桩1作业后，按隧道开挖轮廓线，先开挖隧道断面的顶部弧形导坑2，开挖完毕后及时施作初期支护。顶部弧形导坑2开挖采用人工，如丁字镐、风镐，开挖。优选的，每循环进尺为0.5米，此为钢拱架的距离。导坑出渣由人工装渣，开挖完毕及时施作初期支护21。初期支护21的具体做法为：安装钢拱架和钢筋网，打设锁脚锚杆22，喷射C25混凝土。见图4所示。此时，由于隧道洞口的开挖轮廓线以外的垂直高压旋喷桩1已经将砂层固结，因此能够确保避免产生塌方冒顶的事故。
(3)在顶部弧形导坑2开挖超前2.0-2.5m后，进行左右侧中台阶3同时开挖，开挖完毕及时施作初期支护。开挖方法同样采用人工(丁字镐、风镐)开挖，优选每循环进尺0.5米。左右台阶错开2米。出渣安排人工配合小四轮翻斗车进行运输作业；开挖完毕及时施作初期支护31。初期支护31的具体做法为：安装锚杆支护、钢拱架和钢筋网，打设锁脚锚杆32，喷射C25混凝土。见图4所示。
(4)在左右侧中台阶3开挖超前2.0-2.5米后，进行左右侧下台阶4同时开挖，开挖完毕及时施作初期支护。优选每循环进尺0.5米。左右台阶错开2米。开挖完毕及时施作初期支护41；初期支护41的具体做法为：安装锚杆支护、钢拱架和钢筋网，打设锁脚锚杆42，喷射C25混凝土。见图4所示。
(5)在顶部弧形导坑2、左右侧中台阶3、左右侧下台阶4开挖超前3米后，进行预留核心土5开挖；
(6)完成预留核心土5开挖后进行隧底6开挖，及时安装仰拱钢架，喷射C25混凝土，使整个隧道初期支护尽早形成闭合环，确保隧道施工安全，如图4所示。
各所述步骤开挖的出渣由人工装渣，出渣安排人工配合小四轮翻斗车进行运输作业。上述步骤的初期支护包括安装钢拱架和钢筋网、打设锁脚锚杆或超前小导管、喷射C25混凝土。
按步开挖隧道断面各部分，严格控制仰拱、二衬、掌子面的间距，短进尺、早封闭、及支护、勤量测原则，循环开挖确保施工安全。
如图5所示，为开挖工序的立面图。横向表示的是隧道洞口开挖的水平方向的深度，纵向表示的是隧道洞口的高度。未开挖前首先施做洞外高压旋喷桩1，然后按顺序依次开挖顶部弧形导坑2、左右侧中台阶3、左右侧下台阶4、预留核心土5、隧底6，并形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个阶段。其中，Ⅰ表示最前方的隧道洞口处于顶部弧形导坑2的开挖阶段，Ⅱ表示其后的隧道洞口处于左右侧中台阶3的开挖阶段，Ⅲ表示该阶段处于左右侧下台阶4及预留核心土5的开挖阶段。Ⅳ表示该阶段整个隧道已形成初期支护闭合环，其中，仰拱初期支护61、仰拱二衬及填充混凝土62、拱墙二衬混凝土63，在完成闭合环后在不影响前方施工的基础上进行施工。

Claims (10)

1.一种穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)先于隧道洞口上方施作若干竖直的高压旋喷桩，该高压旋喷桩由上而下地贯穿至隧道开挖轮廓线以内；
(2)在完成洞外高压旋喷桩作业后，按隧道开挖轮廓线，先开挖隧道断面的顶部弧形导坑，开挖完毕后及时施作初期支护；
(3)在顶部弧形导坑开挖超前2.0-2.5米后，进行左右侧中台阶同时开挖，开挖完毕及时施作初期支护；
(4)在左右侧中台阶开挖超前2.0-2.5米后，进行左右侧下台阶同时开挖，开挖完毕及时施作初期支护；
(5)在顶部弧形导坑、左右侧中、下台阶开挖超前3m后，进行预留核心土开挖；
(6)完成预留核心土开挖后进行隧底开挖，及时安装仰拱钢架，喷射C25混凝土，使整个隧道初期支护尽早形成闭合环。
2.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，高压旋喷桩采用相切式排列。
3.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，高压旋喷桩顶标高为开挖轮廓线以外至少3米。
4.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，对应隧道范围内高压旋喷桩底标高至少为开挖轮廓线以内1.5米。
5.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，隧道两侧的高压旋喷桩底标高为贯穿细砂层，伸入到下层岩土至少30cm。
6.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，隧道两侧的开挖轮廓线以外至少3米范围内均施作有高压旋喷桩。
7.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述隧道沿纵向具有细砂层分布的段落上方均施作有高压旋喷桩。
8.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述的步骤(2)、(3)、(4)的开挖采用人工开挖，每循环进尺0.5米开挖完毕及时施作初期支护。
9.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：各所述步骤开挖的出渣由人工装渣，出渣安排人工配合小四轮翻斗车进行运输作业。
10.根据权利要求1所述的穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法，其特征在于：所述初期支护包括安装钢拱架和钢筋网、打设锁脚锚杆或超前小导管、喷射C25混凝土。
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