CN108756897B - 一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其包括以下步骤：在施工前安放双排超前小导管，随后按照三台阶法开挖修建隧道；安放定位筋，按照定位筋定位的区域放置钢拱架，并在钢架间采用连接筋进行连接，形成初步的支护体系；接着打系统锚杆与锁脚锚杆；到新修隧道与已开挖隧道交叉段施工时，新修隧道断面初期支护上台阶两侧拱脚置于已开挖隧道拱顶支护面；在拱脚落脚两侧相交位置设置加强段以增强稳定性；将新隧道断面下方已开挖隧道的初期支护拆除进行二衬施工。本发明广泛适用于覆盖浅、岩体碎裂、沉降控制严的大断面交叉隧道，可以有效的对碎裂岩体沉降变形进行控制，确保在新旧隧道交叉口处的施工安全和整体稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法。
技术背景
近些年来随着我国经济的迅速腾飞，与人民生活息息相关的交通运输行业也迎来了发展的春天。在地下空间利用方面，不仅仅修建满足出行的公路、铁路隧道，地下商场、人防隧道也同时修建。在修建人防隧道的过程中，为了满足节约用地、减少工期、以及保护古建筑等等条件，修建时有可能会穿越已经修建好的隧道。在穿越已建隧道的过程中，新修建的隧道可能会对已有隧道的结构与围岩产生影响，严重时可能会导致已有隧道的失稳破坏。特别是在破碎岩体的条件下穿越已有隧道，断面的形状较为复杂，在拐角的部分区域特别容易产生应力集中，在施工的过程中可能会造成表面塌陷等问题。因此，在地质条件非常差的情况下施工时，需要保证整个交叉隧道结构的稳定性，分析周围围岩与交叉隧道的相互作用，将施工顺序合理的安排。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，提高施工效率，确保交叉隧道的施工安全。
为了解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其包括以下步骤：
步骤一，在新建隧道施工前，安放双排超前小导管，随后按照台阶法开挖施工新建隧道；
步骤二，在开挖之后的区域随即安放定位筋进行定位；按照定位筋定位的区域放置钢拱架，并在钢拱架间采用连接筋进行连接，形成初步的支护体系；
步骤四，安装系统锚杆，且随即放置钢筋网，使得钢筋网沿着内壁铺满；然后喷射混凝土，初次支护基本完成；
步骤五，在施工断面拱脚处采用大锁脚的形式进行加强，大锁脚在隧道直墙两侧环向交叉布置；具体的，喷射混凝土完成后，潜孔钻打设大锁脚，随后对初支进行补强注浆；
步骤六，到新修隧道与已有隧道交叉段施工时，新修隧道断面初期支护上台阶两侧拱脚置于已有隧道拱顶支护面；
步骤七，在拱脚落脚两侧相交位置设置加强段，即在拱脚落脚处已有隧道再多设置几榀钢拱架，钢拱架间增加槽钢以增强稳定性；
步骤八，新建隧道拱脚内侧，已有隧道的断面处设置环向通缝，然后继续施工将交叉位置多余的土挖除，将新建隧道断面下方已有隧道的初期支护拆除；
步骤九，进行二衬施工，采用扣件式脚手架配合型钢、钢管支撑的体系进行施工，浇筑方法为地泵泵送、模筑。
进一步的，所述的施工方法中，步骤一中的双排超前小导管采用热轧无缝钢花管。
进一步的，所述的施工方法中，步骤三中的钢拱架为工字钢制作，连接筋内外交错布置，与每榀钢拱架焊接牢固，以增强结构的稳定性。
进一步的，所述的施工方法中，步骤四中的系统锚杆为砂浆锚杆，钢筋网为双层网片。
进一步的，所述的施工方法中，步骤五中的布置大锁脚时，直墙两侧预埋PVC管，喷射混凝土完成后，潜孔钻从预埋PVC管处打设大锁脚。
进一步的，所述的施工方法中，步骤七中的加强段同样采用工字钢。
进一步的，所述的施工方法中，步骤九二衬施工的工序可以总结为：底板及管道层施工、脚手架搭设、铺设防水板、纵环向排水管挂设、被复钢筋绑扎、止水带安装、模板拼装及预埋件安装、混凝土浇筑、模板及脚手架拆除。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，形成了一套大跨度变断面人防隧道交叉段施工工艺，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，实现了新建隧道向已有隧道施工的顺利过渡，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为交叉隧道整体的平面图；
图2为本发明所述新建台阶法施工隧道的正面示意图；
图3为本发明所述新建隧道侧面示意图；
图4(1)、图4(2)为本发明所述大锁脚示意图；
图5为本发明所述新已有隧道交叉口处整体示意图；
图6为本发明所述交叉口处剖面图；
图7为本发明所述交叉口拆除已有隧道支护之后的示意图；
图8为二衬施工的流程图；
图例说明：1-新修隧道；2-已有隧道；3-新修隧道钢拱架；4-连接筋；5-台阶法施工示意；6-锁脚锚杆；7-已有隧道钢拱架；8-加强段；9-槽钢。
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；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中在穿越已建隧道的过程中，新修建的隧道可能会对已有隧道的结构与围岩产生影响，严重时可能会导致已有隧道的失稳破坏。特别是在破碎岩体的条件下穿越已有隧道，断面的形状较为复杂，在拐角的部分区域特别容易产生应力集中，在施工的过程中可能会造成表面塌陷等问题。因此，在地质条件非常差的情况下施工时，需要保证整个交叉隧道结构的稳定性，分析周围围岩与交叉隧道的相互作用，将施工顺序合理的安排。
为了解决如上的技术问题，本发明提供了一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，新修隧道1开挖跨度大，围岩破碎，采用一般的三台阶法施工，具体的见图3中的台阶法施工示意5；在施工前安放双排超前小导管，随后按照台阶法开挖；
步骤二，开挖之后的区域随即安放定位筋进行定位，便于随后钢拱架的安置。
步骤三，按照定位筋定位的区域放置钢拱架，并在钢架间采用连接筋4进行连接，形成初步的支护体系；
步骤四，打系统锚杆，随即放置钢筋网，沿着内壁铺满，之后喷射混凝土，初次支户基本完成；
步骤五，断面拱脚处采用大锁脚的形式进行加强，大锁脚在隧道直墙两侧环向交叉布置；具体的，喷射混凝土完成后，潜孔钻打设大锁脚，随后对初支进行补强注浆；
步骤六，到新修隧道1与已有隧道2交叉段施工时，新修隧道断面初期支护上台阶两侧拱脚置于已有隧道拱顶支护面；
步骤七，在拱脚落脚两侧相交位置设置加强段8，也就是在拱脚落脚处已有隧道再多设置几榀钢拱架，钢拱架间增加槽钢9以增强稳定性；
步骤八，新建隧道1拱脚内侧，已有隧道2的断面处设置环向通缝，然后继续施工将交叉位置多余的土挖除，将新建隧道1断面下方已有隧道的初期支护拆除，人工配合机械进行拆除，减少对初支整体扰动。
步骤九，进行二衬施工，采用扣件式脚手架配合型钢、钢管支撑的体系进行施工，浇筑方法为地泵泵送、模筑。
如图1-图7所示，具体的步骤如下所示：
新建隧道的截面为1-1，围岩破碎采用三台阶法施工，支护方式为“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。
新建隧道施工方案：
(1)超前支护：台阶法开挖前先打入双排超前小导管，采用φ42，壁厚4mm的热轧无缝钢花管，长度为3.5m，每3榀钢拱架打设，外插角度为5°～10°、10°～15°环向间距0.4m；
(2)三台阶开挖：上台阶施工一段距离形成作业空间后，随即上台阶施工，进行中台阶开挖与支护，把上台阶拱架接至中台阶。中台阶施工距上台阶一定距离时，暂停中台阶施工，进行下台阶开挖、支护，把钢拱架接至下台阶，形成三台阶法施工。
(3)开挖之后支护：钢拱架采用I22b工字钢制作，间距0.5m，在安放钢拱架之前先采用φ22定位筋定位，安放钢拱架之后在钢拱架间采用φ22连接筋4连接，环向间距1.0m，内外交错布置，与每榀钢拱架焊接牢固以保证整体的稳定性。
(4)完善支护：钢拱架放置好以后打系统锚杆与锁脚锚杆6，锁脚锚杆6采用长度4m的φ25砂浆锚杆，系统锚杆为长4m的φ25砂浆锚杆，间排距1*1m。随后放置双层钢筋网，双层钢筋网采用Φ8@20*20cm的钢筋网片，满铺隧道内壁。最后，喷射混凝土，厚度为40m。
交叉口处施工方案，结合图1进行说明：
(1)交叉支护：断面2-2与断面3-3交叉段施工时，先行断面3-3开挖支护，断面2-2初期支护上台阶两侧拱脚置于断面3-3拱顶支护面，其钢拱架参数与前面还未交叉时施工的参数一致。
(2)设置加强段8：在上一步落脚两侧相交位置设置1.0m加强段，加强段钢拱架采用I22工字钢，间距0.3m/榀，钢拱架间增加槽钢，之后施加喷射混凝土，厚度为40cm。
(3)设置环向通缝：为断面2-2施工提供稳定基础，断面2-2拱脚内侧，断面3-3初支设0.3m宽环向通缝，便于断面2-2下方断面3-3初支后期拆除。
(4)拆除钢拱架：拆除断面2-2下原有的断面3-3的钢拱架，人工配合机械进行拆除，减少对初支整体扰动。
(5)二衬施工：采用扣件式脚手架配合型钢、钢管支撑的体系进行施工，浇筑方法为地泵泵送、模筑。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在新建隧道施工前，安放双排超前小导管，随后按照台阶法开挖施工新建隧道；
步骤二，在开挖之后的区域随即安放定位筋进行定位；
步骤三，按照定位筋定位的区域放置钢拱架，并在钢拱架间采用连接筋进行连接，形成初步的支护体系；
步骤四，安装系统锚杆，且随即放置钢筋网，使得钢筋网沿着内壁铺满；然后喷射混凝土，初次支护基本完成；
步骤五，在施工断面拱脚处采用大锁脚的形式进行加强；
步骤六，在施工到达新建隧道与已有隧道交叉段时，新建隧道断面初期支护上台阶两侧拱脚置于已有隧道拱顶支护面；
步骤七，在拱脚落脚两侧相交位置设置加强段；
步骤八，新建隧道拱脚内侧，已有隧道的断面处设置环向通缝，然后继续施工将交叉位置多余的土挖除，将新建隧道断面下方已有隧道的初期支护拆除；
步骤九，进行二衬施工，采用扣件式脚手架配合型钢、钢管支撑的体系进行施工。
2.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，步骤一中的双排超前小导管采用热轧无缝钢花管。
3.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，步骤三中的钢拱架为工字钢制作，连接筋内外交错布置，与每榀钢拱架焊接牢固。
4.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，步骤四中的系统锚杆为砂浆锚杆，钢筋网为双层网片。
5.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，步骤五中的布置大锁脚时，直墙两侧预埋PVC管，喷射混凝土完成后，潜孔钻从预埋PVC管处打设大锁脚。
6.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，步骤五中的大锁脚在隧道直墙两侧环向交叉布置。
7.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，步骤七中的加强段同样采用工字钢。
8.如权利要求1所述的一种破碎围岩人防隧道交叉点的施工方法，其特征在于，所述的施工方法中，步骤九二衬施工的工序为：底板及管道层施工、脚手架搭设、铺设防水板、纵环向排水管挂设、被复钢筋绑扎、止水带安装、模板拼装及预埋件安装、混凝土浇筑、模板及脚手架拆除。
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