CN108691546A - 一种大跨度变断面隧道交叉段施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度变断面隧道交叉段的施工方法，提出了“拱部高程渐变”、“边墙加宽断面”、“缩小开挖断面”、“弧形导洞结合门式拱架”等具有针对性的施工技术，形成了一整套大跨度变断面隧道交叉段施工技术。本发明解决了两交叉隧道拱顶高程不一致和交叉段钢拱架架设相互影响的施工难题；降低了大跨度开挖所面临的施工风险，实现了小断面隧道向大断面隧道的施工转换和顺利过渡。本发明广泛适用于跨度大、断面变化、节理裂隙发育、围岩强度低、自稳能力差的交叉隧道。按照本发明的施工方法，能够有效保证施工工期，确保大跨度变断面交叉隧道施工安全和整体稳定。
Description
技术领域
本发明公开了一种大跨度变断面隧道交叉段施工方法。
背景技术
随着我国城市化进程的发展，隧道建设工程也迎来了新的发展高峰期。隧道施工中为保证工期、场地，常常多条隧道同时施工，所以常出现大跨度、变断面及交叉隧道施工的情况。但由于围岩破碎节理发育，自稳能力差，且交叉隧道拱顶高程不一致，小断面隧道向大断面隧道施工转换困难，交叉段钢拱架架设时互相影响，易发生工程事故，影响工期。而国内现有的交叉隧道施工技术不成熟，尤其在大跨度变断面交叉隧道中。因此，为保证交叉隧道的稳定性，需合理安排施工顺序，研发适用于大跨度变断面交叉隧道的施工方法。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大跨度变断面隧道交叉段的施工方法。因此，提出了“拱部高程渐变”、“边墙加宽断面”、“缩小开挖断面”、“弧形导洞结合门式拱架”等具有针对性的施工技术，形成了一整套大跨度变断面隧道交叉段施工方法，控制交叉隧道围岩的沉降变形，能够加快施工进度并保障交叉段施工安全。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种大跨度变断面隧道交叉段施工方法，具体包括以下步骤：
步骤一，对第一隧道第一断面进行施工开挖及初期支护；
步骤二，在第一隧道的第一断面施工至交叉段前一段距离时，停止对该断面的施工，变更为第一隧道的第二断面施工，所述的第二断面采用两台阶法施工；该段为渐加高段，通过一定距离的渐变段加高至第二隧道直墙上部，同时第二断面较第一断面两侧同时加宽；
所述的第二断面位于第一断面的前方，第二断面更位于靠近隧道交叉点的位置。
步骤三，在第一隧道的第二断面施工到交叉段开挖线时，支护形式变更为临时支护，初期支护变更为门字型；门型拱架沿交叉段中第一隧道的施工断面初支外轮廓布设，形成初支体系；
步骤四，步骤三中的临时支护施工完毕，及时复核断面；
步骤五，去掉门型拱架靠近第二隧道一侧的拱脚部分，在第二隧道开挖方向上向隧道交叉段内扩挖一段距离；
步骤六，在步骤五中扩挖的距离范围内布设五榀断面拱架，作为步骤三中的切割后门型拱架的落脚支撑；然后进行交叉段第二隧道的断面施工；
步骤七，进行交叉段外第二隧道施工，第一隧道的断面向第二隧道的断面转换施工时，采用导洞法进入。
进一步的，所述的施工方法，其中所述步骤一中初期支护采用钢拱架挂网锚喷支护形式。
进一步的，所述的施工方法，其中所述步骤二中第二断面两台阶法施工时，控制循环进尺不大于1.5m。
进一步的，所述的施工方法，其中所述步骤三中临时支护缩小开挖断面至第一隧道第二断面的三分之二，保证开挖支护施工安全。
进一步的，第二隧道的断面采用三台阶法开挖支护。
进一步的，所述的施工方法，其中交叉段中在第二隧道方向上的断面及其左右侧各5m范围、以及第二隧道的断面拱架初期支护采用大锁脚形式进行加强。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种大跨度变断面隧道交叉段施工方法，提出了“拱部高程渐变”、“边墙加宽断面”、“缩小开挖断面”、“弧形导洞结合门式拱架”等具有针对性的施工技术，形成了一整套大跨度变断面隧道交叉段施工技术。解决了两交叉隧道拱顶高程不一致和交叉段钢拱架架设相互影响的施工难题；加快了施工进度，具有良好的技术和经济效益；降低了大跨度开挖所面临的施工风险，实现了小断面隧道向大断面隧道的施工转换和顺利过渡，解决了V级破碎软弱围岩复杂条件下变断面交叉口的施工难题，对类似工程具有借鉴和指导意义，具有良好的推广应用价值。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1.交叉隧道整体平面示意图；
图2.本发明第一隧道2-2断面加高平面示意图；
图3.本发明第一隧道2-2断面加高加宽三维示意图；
图4.本发明4-4门型拱架及斜撑示意图；
图5.本发明大锁脚打设示意图。
图例说明：1—第一隧道；2—交叉段；3—第一隧道加高段；4—第一隧道加宽段；5—斜撑；6—锁脚锚杆，7-第二隧道。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
本发明提出了一种大跨度变断面隧道交叉段的施工方法，包括“拱部高程渐变”、“边墙加宽断面”、“缩小开挖断面”、“弧形导洞结合门式拱架”等具有针对性的施工技术。为使本发明的技术方案及效果更加清楚，下面结合附图对本发明进行详细说明。
下面所述的断面1-1与发明内容部分所描述的第一断面是指同一个断面，所述的断面2-2与发明内容部分所描述的第二断面是指同一个断面；前面所述的“交叉段第二隧道的断面”与下面所述的断面5-5是指同一个断面；前面所述的“交叉段外第二隧道施工”是指下面所述的断面6-6。
本发明提供了一种大跨度变断面隧道交叉段施工方法，具体的包括以下步骤：
如图1所示，先施工开挖第一隧道1的断面1-1，并进行初期支护，所述初期支护采用钢拱架挂网锚喷支护形式。断面1-1施工至交叉口前5m时，变更为断面2-2施工，断面2-2采用两台阶法施工，控制循环进尺不大于1.5m。
该段为渐加高段，通过5m渐变段加高至第二隧道直墙上部，同时断面2-2较断面1-1两侧同时加宽，如图3所示。“拱部高程渐变”技术解决了两交叉隧道拱顶高程不一致的施工难题，同时“边墙加宽断面”技术为后续断面钢拱架的架设预留了施工空间和落脚点。渐加高过渡段施工参数采用“双层钢筋网片+钢拱架+连接钢筋+系统锚杆+锁脚锚杆+双层超前小导管+喷射混凝土”的联合支护形式。其中双排超前小导管采用φ42热轧无缝钢花管，每3榀钢拱架打设，外插角度为20°～25°、25°～30°环向间距0.4m；钢支撑采用I22b工字钢制作，间距0.5m；钢架采用φ22定位筋定位，环间距1.0m；钢架间采用φ22连接筋连接，环向间距1.0m，内外交错布置，与每榀钢拱架焊接牢固；锁脚锚杆采用φ25砂浆锚杆；系统锚杆为φ25砂浆锚杆，间排距1*1m；双层钢筋网采用Φ8@20*20cm的钢筋网片，满铺；喷射砼厚度为40cm。
断面2-2施工到隧道交叉口开挖线时，支护形式变更为临时支护4-4，为保证开挖支护施工安全，临时支护4-4缩小开挖断面至第一隧道1的断面2-2的三分之二，初期支护变更为门字型，如图4所示。“缩小开挖断面”技术降低了破碎软弱围岩条件下大跨度交叉口开挖所面临的大变形和塌方风险，同时“弧形导洞结合门式拱架”技术实现了小断面隧道向大断面隧道的施工转换和顺利过渡，保证了大断面隧道的施工进度。临时支护4-4采用“双层钢筋网片+钢拱架+连接钢筋+连接槽钢+系统锚杆+锁脚锚杆+双排超前小导管+喷射混凝土”的联合支护形式。其中双排超前小导管采用φ42热轧无缝钢花管，每3榀钢拱架打设，环向间距0.4m；钢支撑采用I22b工字钢制作，间距0.5m；工字钢内侧顶部直角位置均设置I22工字钢加强角撑，以减少矩型交点处断面的应力集中，工字钢横向和竖向的连接位置采用法兰盘螺栓连接；钢架采用φ22定位筋定位，环间距1.0m；钢架间采用φ22连接筋连接，中心间距1.0m，内外交错布置，与每榀钢拱架焊接牢固；钢架间增加连接槽钢[16，环向间距1.0m；锁脚锚杆采用φ25砂浆锚杆；系统锚杆为φ25砂浆锚杆，间排距1*1m；双层钢筋网采用Φ8@20*20cm的钢筋网片，满铺；喷射砼厚度为40cm。施工至正洞右边墙位置，完成临时支护4-4施工；断面临时支护4-4施工完毕，及时复核断面。
施工时，割掉门型拱架靠近第二隧道一侧的拱脚部分，且临时支护4-4左侧向隧道交叉口内扩挖1.5m，断面6-6采用三台阶法开挖支护。在扩挖1.5m段范围内布设五榀6-6断面拱架，作为切割后门型拱架的落脚支撑，然后进行断面5-5施工。5-5断面采用“双层钢筋网片+钢拱架+连接钢筋+系统锚杆+锁脚锚杆+双排超前小导管+喷射混凝土”的联合支护形式。其中双排超前小导管采用φ42热轧无缝钢花管，每3榀钢拱架打设，外插角度为5°～10°、10°～15°环向间距0.4m；钢支撑采用I22b工字钢制作，间距0.5m；钢架采用φ22定位筋定位，环间距1.0m；钢架间采用φ22连接筋连接，环向间距1.0m，内外交错布置，与每榀钢拱架焊接牢固；锁脚锚杆采用φ25砂浆锚杆；系统锚杆为φ25砂浆锚杆，间排距1*1m；双层钢筋网采用Φ8@20*20cm的钢筋网片，满铺；喷射砼厚度为40cm。
由于交叉口断面转换频繁，断面面积变化较大，受力复杂，需对初支进行补强。对断面5-5及其左右侧各5m范围、断面6-6拱脚初支采用大锁脚形式进行加强，如图5所示。该范围两侧直墙部位初支施工时，直墙两侧环向交叉布置分别2排，纵向间距1m，预埋φ140PVC管，喷射砼完成后，潜孔钻从预埋PVC管处打设φ108*6大锁脚，下插角度20-40°,对初支进行补强注浆,浆液为水灰比1:2单液浆。
第一隧道1的断面1-1向第二隧道7的断面6-6转换施工时，采用导洞法进入。
以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例。应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代，明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (6)
1.一种大跨度变断面隧道交叉段施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，对第一隧道第一断面进行施工开挖及初期支护；
步骤二，在第一隧道的第一断面施工至交叉段前一段距离时，停止对该断面的施工，变更为第一隧道的第二断面施工，所述的第二断面位于第一断面的前方，第二断面更位于靠近隧道交叉点的位置；所述的第二断面采用两台阶法施工，该段为渐加高段，通过一定距离的渐变段加高至第二隧道直墙上部，同时第二断面较第一断面两侧同时加宽；
步骤三，在第一隧道的第二断面施工到交叉段开挖线时，支护形式变更为临时支护，初期支护变更为门字型；门型拱架沿交叉段中第一隧道的施工断面初支外轮廓布设，形成初支体系；
步骤四，步骤三中的临时支护施工完毕，及时复核断面；
步骤五，去掉门型拱架靠近第二隧道一侧的拱脚部分，在第二隧道开挖方向上向隧道交叉段内扩挖一段距离；
步骤六，在步骤五中扩挖的距离范围内布设五榀断面拱架，作为步骤三中的切割后门型拱架的落脚支撑；然后进行交叉段第二隧道的断面施工；
步骤七，进行交叉段外第二隧道施工，第一隧道的断面向第二隧道的断面转换施工时，采用导洞法进入。
2.如权利要求1所述的大跨度变断面隧道交叉段施工方法，其特征在于，其中所述步骤一中初期支护采用钢拱架挂网锚喷支护形式。
3.如权利要求1所述的大跨度变断面隧道交叉段施工方法，其特征在于，所述步骤二中第二断面两台阶法施工时，控制循环进尺不大于1.5m。
4.如权利要求1所述的大跨度变断面隧道交叉段施工方法，其特征在于，所述的施工方法，其中所述步骤三中临时支护缩小开挖断面至第一隧道第二断面的三分之二，保证开挖支护施工安全。
5.如权利要求1所述的大跨度变断面隧道交叉段施工方法，其特征在于，第二隧道的断面采用三台阶法开挖支护。
6.如权利要求1所述的大跨度变断面隧道交叉段施工方法，其特征在于，所述的施工方法，其中交叉段中在第二隧道方向上的断面及其该断面的左右侧各5m范围、以及第二隧道的断面拱架初期支护采用大锁脚形式进行加强。
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