CN108301841A - 公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法 - Google Patents

公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法,适用于12m以上公路大断面隧道,具备一定自稳条件的Ⅲ、Ⅳ级围岩地段隧道的施工。测量放样后,在隧道开挖过程中,分上台阶、中台阶和下台阶三个台阶,以前后多个不同的位置相互错开开挖,其中上台阶与中台阶中部岩土同时开挖,中台阶预留侧边土,各分部及时支护,形成支护整体,缩短作业循环时间,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。本发明公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法对现有的工法进行创新改进,配套相应的设备改进措施,可以更好地发挥快速施工潜力,达到安全可靠、快速施工的目的。

Description

公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法
技术领域
[0001] 本发明涉及隧道施工方法技术领域,具体涉及一种公路大断面隧道中导超前预留 侧边土的施工工法。
背景技术
[0002] 公路大断面隧道施工中,常用的施工方法有双侧壁导坑法、CD法、CRD法、三台阶七 步流水法等,这些施工方法都是针对不同地质、不同断面大小的隧道进行先择不同的施工 方法,存在一定的局限性。目前大断面隧道建设越来越多,地质越来越复杂,隧道建设的长 度也在增加,施工中,更加体现出工期的紧迫性。因此,在保证安全的情况,根据地质情况设 计一种能加快施工进度的方法非常必要。
发明内容
[0003] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施 工工法。
[0004] 为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种公路大断面隧道中导超前预留 侧边土的施工工法,按照以下步骤进行,步骤一:作业台车就位,利用台车提供的工作面在 拱部进行超前支护;超前支护完毕后再次利用台车提供的工作面按爆破设计在上台阶、中 台阶打设钻孔,钻孔后进行装药、起爆;开挖循环进尺小于或者等于1.5m,爆破后上台阶和 中台阶同时出渣;出渣完毕进行喷、锚、网系统支护,钢架架设在钢架拱脚以上30cm高度处, 紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设 计厚度。
[0005] 步骤二、步骤三:中导坑的左侧预留侧边土和右侧预留侧边土开挖,开挖进尺根据 初期支护钢架间距确定,最大不超过1.5m,开挖高度为2〜2.5m;左侧预留侧边土和右侧预 留侧边土错开2〜3m,开挖后立即初喷3〜5cm混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢 架,在钢架墙脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆 与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
[0006] 步骤四、步骤五:下台阶的左侧台阶和右侧台阶开挖,下台阶和中导坑之间的距离 控制在20m;开挖进尺根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m;下台阶左侧和下台 阶右侧错开2〜3m,开挖后立即初喷3〜5cm混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架, 在钢架墙脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢 架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
[0007] 步骤六:开挖下台阶预留核心土,开挖进尺与各台阶循环进尺相一致,同时封闭仰 拱。
[0008] 进一步的,在步骤一中,钻孔时,周边眼加密布置,控制在35〜40cm之间,掏槽眼采 用楔形掏槽。
[0009] 进一步的,在步骤一中,装药时,周边眼采用间隔装药方式。
[0010] 进一步的,在步骤一中,按掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼的顺序起爆。
[0011] 本发明的有益效果在于:本发明公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法 对现有的工法进行创新改进,配套相应的设备改进措施,可以更好地发挥快速施工潜力,达 到安全可靠、快速施工的目的。
附图说明
[0012] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行 说明: 图1为本发明公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法开挖三维透视图。
[0013] 图2为发明公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法施工步序图。
[0014] 图3为发明公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法施工流程框图。
[0015]图中,1为上台阶,2为中导坑,3为左侧预留侧边土,4为右侧预留侧边土,5为左侧 台阶,6为右侧台阶,7为下台阶。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以 更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0017] 本发明一种公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法适用于12m以上公路 大断面隧道,具备一定自稳条件的m、iv级围岩地段隧道的施工。测量放样后,在隧道开挖 过程中,分上台阶、中台阶和下台阶三个台阶,以前后多个不同的位置相互错开开挖,其中 上台阶与中台阶中部岩土同时开挖,中台阶预留侧边土,各分部及时支护,形成支护整体, 缩短作业循环时间,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
[0018] 具体而言,按照以下步骤进行,步骤一:作业台车就位,利用台车提供的工作面在 拱部进行超前支护;超前支护完毕后再次利用台车提供的工作面按爆破设计在上台阶、中 台阶打设钻孔,钻孔后进行装药、起爆;开挖循环进尺小于或者等于1.5m,爆破后上台阶和 中台阶同时出渣;出渣完毕进行喷、锚、网系统支护,钢架架设在钢架拱脚以上30cm高度处, 紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接;复喷混凝土至设 计厚度。即完成上、中导开挖,施作初期支护。利用中导超前,使上台阶部分的渣土直接滑落 到下台阶,减少了扒碴工作量;另外将开挖台车设有悬臂伸缩平台与中导超前充分结合,为 上台阶开挖时提供工作面,解决了中导超前作业面小的施工难题。
[0019] 步骤二、步骤三:中导坑的左侧预留侧边土和右侧预留侧边土开挖,即步骤二为中 导坑的左侧预留侧边土开挖,然后进行中导坑的右侧预留侧边土开挖。在中导坑的左侧预 留侧边土和右侧预留侧边土开挖过程中,开挖进尺根据初期支护钢架间距确定,最大不超 过1.5m,开挖高度为2〜2.5m;左侧预留侧边土和右侧预留侧边土之间前后错开2〜3m,开挖 后立即初喷3〜5cm混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架墙脚以上30cm高 度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝 土至设计厚度。预留侧边土可以有效防止周边收敛与钢拱架下沉,保证开挖工作面及拱顶 的稳定。
[0020] 步骤四、步骤五:下台阶的左侧台阶和右侧台阶开挖,即步骤四为下台阶的左侧台 阶开挖,然后进行步骤五右侧台阶开挖。在下台阶的左侧台阶和右侧台阶开挖过程中,下台 阶和中导坑之间的距离控制在20m;开挖进尺根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过 1.5m;下台阶左侧和下台阶右侧之间前后错开2〜3m,开挖后立即初喷3〜5cm混凝土,及时 进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架墙脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾 角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
[0021] 步骤六:开挖下台阶预留核心土,开挖进尺与各台阶循环进尺相一致,同时封闭仰 拱。最后填充仰拱。
[0022] 在步骤一中,钻孔时,钻眼时严格按爆破设计布孔,由于上台阶拱脚处易出现欠挖 或超挖,该处周边眼加密布置,间距控制在35cm〜40cm之间,掏槽眼采用楔形掏槽。
[0023] 在步骤一中,钻孔时,为控制超欠挖,应按光面爆破控制装药量,周边眼采用间隔 装药方式。
[0024] 在步骤一中,按掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼的顺序起爆,底板眼较常规装药量 大,目的是起到抛碴作用。
[0025] 为保证钢拱架受力均匀,钢架应与初支表面全面接触,拱架与隧道纵向成垂直角 度。
[0026] 采用大断面中导超前预留侧边土法施工时,上台阶和中台阶平行推行,为防止中 台阶开挖后,上一循环上台阶已施作的初期支护产生掉拱现象,锁脚锚杆及系统锚杆必须 严格按设计施工。同时,左右侧边土应至少错开两榀拱架保证钢架在中台阶开挖后不形成 悬空,在施工中必须严格控制中台阶的开挖进尺。
[0027] 公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法的工作原理为:由中导超前开挖 工法衍变而来,利用一个开挖台架完成上中导坑钻眼、装药,同时起爆、同时出碴,以此缩短 工序间的衔接时间差,同时给后续工序施工提供更大的空间,缩小了掌子面与仰拱之间的 距离;预留侧边土左右错开一方面保证上台阶钢拱架稳定,一方面提供侧向压力减小周边 收敛。此工艺保证了隧道工序安全步距满足相关强制性规定要求,保障了隧道施工安全和 进度。
[0028] 通过采用公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法开挖,缩小各工序衔接 时间差,加快施工进度,减少了人员、设备窝工、减少炸药单耗。节约了单位产值的劳动力和 机械成本,较传统三台阶七步法节约成本1366元/m。各工序与传统三台阶七步法工序耗时 对比如下表(以4b型衬砌断面为例)。
Figure CN108301841AD00051
[0029] 采用大断中导超前预留侧边土法开挖隧道,也可给后续工序创造更多的作业空 间,仰拱距掌子面的安全距离完全可控,安全管理、文明施工等都得到极大的提高。
[0030] 本发明的有益效果在于:本发明公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法 对现有的工法进行创新改进,配套相应的设备改进措施,可以更好地发挥快速施工潜力,达 到安全可靠、快速施工的目的。
[0031] 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范 围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明 的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1. 一种公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法,其特征在于,按照以下步骤 进行: 步骤一:作业台车就位,利用台车提供的工作面在拱部进行超前支护;超前支护完毕后 再次利用台车提供的工作面按爆破设计在上台阶、中台阶打设钻孔,钻孔后进行装药、起 爆;开挖循环进尺小于或者等于1.5m,爆破后上台阶和中台阶同时出渣;出渣完毕进行喷、 锚、网系统支护,钢架架设在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打 设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度; 步骤二、步骤三:中导坑的左侧预留侧边土和右侧预留侧边土开挖,开挖进尺最大不超 过1.5m,开挖高度为2〜2.5m;左侧预留侧边土和右侧预留侧边土错开2〜3m,开挖后立即初 喷3〜5cm混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架墙脚以上30cm高度处,紧 贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计 厚度; 步骤四、步骤五:下台阶的左侧台阶和右侧台阶开挖,下台阶和中导坑之间的距离控制 在20m;开挖进尺最大间距不超过1.5m;下台阶左侧和下台阶右侧错开2〜3m,开挖后立即初 喷3〜5cm混凝土,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架墙脚以上30cm高度处,紧 贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计 厚度; 步骤六:开挖下台阶预留核心土,开挖进尺与各台阶循环进尺相一致,同时封闭仰拱。
2. 根据权利要求1所述的公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法,其特征在 于,在步骤一中,钻孔时,周边眼加密布置,控制在35〜40cm之间,掏槽眼采用楔形掏槽。
3. 根据权利要求1所述的公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法,其特征在 于,在步骤一中,装药时,周边眼采用间隔装药方式。
4. 根据权利要求1所述的公路大断面隧道中导超前预留侧边土的施工工法,其特征在 于,在步骤一中,按掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼的顺序起爆。
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