CN108979643B - 小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，用于隧道开挖，该方法包括以下步骤：1)对所述第二隧道首段进行小断面隧道开挖；2)将所述大断面隧道开挖截面拆分为标准截面和剩余截面，并在拆分界面处设置第一临时支撑，以形成异形中隔壁开挖截面；3)按照第一预定高度同时开挖所述第二隧道第三段和所述第一隧道首段，挖掘过程中在所述第二隧道第三段和所述第一隧道首段与所述连接隧道相邻的侧墙上逐段进行岩体注浆加固形成岩柱；4)依次对所述第二隧道首段、所述第二隧道第二段和所述第二隧道第三段施作衬砌，并同步挖掘第一隧道第二段；5)依次对所述第一隧道首段和所述第一隧道第二段施作衬砌，同时挖掘所述连接隧道。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法。
背景技术
随着城市地铁的不断扩展，小净距隧道的数量逐年上升，且受线路和埋深等的限制，相邻隧道断面越来越大，距离越来越近，而围岩等级越来越差，给现场施工带来极大的施工难度和安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，工艺原理简单，技术易于掌握，便于组织管理。
本发明提供的小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，用于隧道开挖，所述隧道包括第一隧道、第二隧道以及连接隧道，所述第一隧道由第一隧道首段和第一隧道第二段组成，所述第二隧道由第二隧道首段、第二隧道第二段和第二隧道第三段组成，该方法包括以下步骤：1)对所述第二隧道首段进行小断面隧道开挖，所述第二隧道第二段与部分所述连接隧道形成大断面隧道，挖掘所述第二隧道首段至距离所述大断面隧道预定距离处开始进行导坑挖掘施工，以在所述大断面隧道的起始位置处形成完整的大断面隧道开挖截面；2)将所述大断面隧道开挖截面拆分为标准截面和剩余截面，并在拆分界面处设置第一临时支撑，以形成异形中隔壁开挖截面；从所述标准截面进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段挖掘完成；3)按照第一预定高度同时开挖所述第二隧道第三段和所述第一隧道首段，挖掘过程中在所述第二隧道第三段和所述第一隧道首段与所述连接隧道相邻的侧墙上逐段进行岩体注浆加固形成岩柱，直至完成所述第二隧道第三段和所述第一隧道首段的挖掘；4)依次对所述第二隧道首段、所述第二隧道第二段和所述第二隧道第三段施作衬砌并同步挖掘第一隧道第二段，其中所述第一隧道第二段由第一隧道第二段首段和第一隧道第二段尾段组成，所述第一隧道第二段首段和部分所述连接隧道形成大断面隧道，所述第一隧道第二段的挖掘步骤为首先挖掘所述第一隧道第二段首段，并在所述第一隧道第二段首段和所述连接隧道的拆分界面处设置第二临时支撑，再按照第二预定高度挖掘所述第一隧道第二段尾段，直至完成所述第一隧道第二段的挖掘；5)依次对所述第一隧道首段和所述第一隧道第二段施作衬砌并同步挖掘所述连接隧道，待完成所述连接隧道的挖掘后拆除所述第一临时支撑和所述第二临时支撑，并对所述连接隧道施作衬砌。
优选地，在步骤1)中，所述预定距离为1-1.5米。
优选地，在步骤1)中，采用挑顶和扩挖的方式进行所述导坑挖掘施工。
优选地，步骤2)中从所述标准截面进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段挖掘完成，包括：采用两台阶法进行隧道挖掘，且每挖掘预定长度架设临时钢支撑并进行锚杆支护。
优选地，所述两台阶法包括：挖掘上台阶，并预留核心土；按照预定进尺挖掘下台阶。
优选地，在步骤3)中，所述第一预定高度小于所述第二隧道第二段的高度。
优选地，在步骤3)中，所述岩体注浆加固使用的注浆材料为水泥水玻璃。
优选地，在步骤4)中，所述第二预定高度小于所述第一隧道第二段首段的高度。
优选地，步骤4)中采用整体衬砌台车对所述第二隧道首段、所述第二隧道第二段和所述第二隧道第三段施作衬砌。
优选地，步骤5)中采用整体衬砌台车对所述第一隧道首段施作衬砌；采用临时架设台架并背设小模板浇筑对所述第一隧道第二段和所述连接隧道施作衬砌。
本发明提供的小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，采用异形中隔壁法施工方法将大断面隧道划分为两部分进行挖掘，先行挖掘大断面隧道一部分岩体，待该部分隧道挖掘完成并施作衬砌完毕后，再挖掘施工剩余部分隧道，成功的实现了小净距大断面隧道的开挖，实现了时间上的连续施工和空间上的交叉作业，提高了施工效率，并确保了施工的安全，工艺原理简单，技术便于掌握，便于组织管理。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施方式的小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法中第一隧道、第二隧道和连接隧道的横截面示意图；
图2是根据本发明实施方式的小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法中所述第二隧道第二段与所述连接隧道形成的大断面隧道的纵截面示意图。
附图标记说明
1 第一隧道 2 第二隧道
3 第二隧道首段 4 第二隧道第二段
5 大断面隧道的起始位置 6 标准截面
7 剩余截面 8 第二隧道第三段
9 第一隧道首段 10 岩柱
11 第一隧道第二段 12 连接隧道
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。
本发明提供一种小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，用于隧道开挖，所述隧道包括第一隧道1、第二隧道2以及连接隧道12，所述第一隧道1由第一隧道首段9和第一隧道第二段11组成，所述第二隧道2由第二隧道首段3、第二隧道第二段4和第二隧道第三段8组成，该方法包括以下步骤：1)对所述第二隧道首段3进行小断面隧道开挖，所述第二隧道第二段4与部分所述连接隧道12形成大断面隧道，挖掘所述第二隧道首段3至距离所述大断面隧道预定距离处开始进行导坑挖掘施工，以在所述大断面隧道的起始位置5处形成完整的大断面隧道开挖截面；2)将所述大断面隧道开挖截面拆分为标准截面6和剩余截面7，并在拆分界面处设置第一临时支撑，以形成异形中隔壁开挖截面；从所述标准截面6进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段4挖掘完成；3)按照第一预定高度同时开挖所述第二隧道第三段8和所述第一隧道首段9，挖掘过程中在所述第二隧道第三段8和所述第一隧道首段9与所述连接隧道12相邻的侧墙上逐段进行岩体注浆加固形成岩柱10，直至完成所述第二隧道第三段8和所述第一隧道首段9的挖掘；4)依次对所述第二隧道首段3、所述第二隧道第二段4和所述第二隧道第三段8施作衬砌并同步挖掘第一隧道第二段11，其中所述第一隧道第二段11由第一隧道第二段首段和第一隧道第二段尾段组成，所述第一隧道第二段首段和部分所述连接隧道12形成大断面隧道，所述第一隧道第二段11的挖掘步骤为首先挖掘所述第一隧道第二段首段，并在所述第一隧道第二段首段和所述连接隧道的拆分界面处设置第二临时支撑，再按照第二预定高度挖掘所述第一隧道第二段尾段，直至完成所述第一隧道第二段11的挖掘；5)依次对所述第一隧道首段9和所述第一隧道第二段11施作衬砌并同步挖掘所述连接隧道12，待完成所述连接隧道12的挖掘后拆除所述第一临时支撑和所述第二临时支撑，并对所述连接隧道12施作衬砌。
随着城市地铁的不断扩展，受到地质条件等因素的影响，小净距大断面隧道的数量逐年上升，小净距隧道是指隧道间的中间岩柱厚度小于建议值的特殊隧道布置形式，大断面是指相邻的隧道具有较大的断面，给现场施工带来极大的施工难度和安全风险。根据本发明提供的小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，采用异形中隔壁法施工方法将大断面隧道划分为两部分进行挖掘，先行挖掘大断面隧道一部分岩体，待该部分隧道挖掘完成并施作衬砌完毕后，再挖掘施工剩余部分隧道，成功的实现了小净距大断面隧道的开挖，实现了时间上的连续施工和空间上的交叉作业，提高了施工效率，并确保了施工的安全。
根据本发明的技术方案，步骤：1)对所述第二隧道首段3进行小断面隧道开挖，根据本发明的一种实施方式，可以根据具体围岩性质选取台阶法或全断面法进行开挖，先行掘进一侧隧道能够真实的反映岩体特性，以便为后期二次开挖提供工程指导。
所述第二隧道第二段4与部分所述连接隧道12形成大断面隧道，由于所述第二隧道首段3为小断面隧道，待挖掘所述第二隧道首段3至距离所述大断面隧道预定距离处开始进行导坑挖掘施工，以在所述大断面隧道的起始位置5处形成完整的大断面隧道开挖截面；
根据本发明的一种实施方式，在步骤1)中，所述预定距离为1-1.5米。优选地，挖掘小断面隧道至距离大断面隧道1.5米位置处开始进行导坑挖掘施工。
根据本发明的一种实施方式，优选地，在步骤1)中，采用挑顶和扩挖的方式进行所述导坑挖掘施工，以实现小断面隧道到大断面隧道的过渡。
根据本发明的技术方案，步骤：2)将所述大断面隧道开挖截面拆分为标准截面6和剩余截面7，并在拆分界面处设置第一临时支撑，以形成异形中隔壁开挖截面；从所述标准截面6进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段4挖掘完成；中隔壁开挖截面将待挖掘的大断面隧道分隔为两部分，先对所述标准截面6进行开挖，并在拆分界面处设置第一临时支撑，以保证施工的安全性。
根据本发明的一种实施方式，步骤2)中从所述标准截面6进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段4挖掘完成，包括：采用两台阶法进行隧道挖掘，且每挖掘预定长度架设临时钢支撑并进行锚杆支护，最大限度的发挥了岩体自身的稳定性。
根据本发明的一种实施方式，所述两台阶法包括：挖掘上台阶，并预留核心土；按照预定进尺挖掘下台阶。优选地，所述下台阶与所述上台阶距离在预定范围内，满足上部台阶挖掘作业空间即可，且应严格控制下台阶左右间距及开挖进尺，一次进尺不宜超过3道钢支撑，以保证施工的安全性。
根据本发明的技术方案，步骤：3)按照第一预定高度同时开挖所述第二隧道第三段8和所述第一隧道首段9，实现了小净距隧道掌子面同步作业，提高了施工效率，确保了施工工期。
挖掘过程中在所述第二隧道第三段8和所述第一隧道首段9与所述连接隧道12相邻的侧墙上逐段进行岩体注浆加固形成岩柱10，以确保二次开挖小净距大断面隧道过程中岩体的稳定性和安全性，直至完成所述第二隧道第三段8和所述第一隧道首段9的挖掘。
根据本发明的一种实施方式，在步骤3)中，所述第二隧道第三段8为小截面隧道，所述第二隧道第二段4为大截面隧道的一部分，因此需要降低开挖高度挖掘所述第二隧道第三段8，所述第一预定高度小于所述第二隧道第二段4的高度。
根据本发明的一种实施方式，在步骤3)中，所述岩体注浆加固使用的注浆材料为水泥水玻璃，优选地，水灰比介于(0.8～1.2):1之间，具体比例在施工过程中可根据现场情况进行调整。
根据本发明的技术方案，步骤：4)依次对所述第二隧道首段3、所述第二隧道第二段4和所述第二隧道第三段8施作衬砌，借助已成形衬砌结构对小净距大断面隧道开挖初支面进行保护，确保二次开挖小净距大断面隧道岩体和支护体系的稳定性和安全性。
在对所述第二隧道首段3、所述第二隧道第二段4和所述第二隧道第三段8施作衬砌的同时还同步挖掘第一隧道第二段11，以提高了施工效率，确保了施工工期。其中所述第一隧道第二段11由第一隧道第二段首段和第一隧道第二段尾段组成，所述第一隧道第二段首段和部分所述连接隧道12形成大断面隧道。所述第一隧道第二段11的挖掘步骤为：首先挖掘所述第一隧道第二段首段，并在所述第一隧道第二段首段和所述连接隧道12的拆分界面处设置第二临时支撑，所述第一隧道第二段首段作为大断面隧道的一部分先行开挖，并在所述第一隧道第二段首段和所述连接隧道12的拆分界面处设置第二临时支撑，确保了岩体的稳定和施工的安全性。
待完成所述第一隧道第二段首段的挖掘后，再按照第二预定高度挖掘所述第一隧道第二段尾段，直至完成第一隧道第二段11的挖掘。
所述第一隧道第二段尾段为小断面隧道，所述第一隧道第二段首段为大断面隧道的一部分，因此需要降低开挖高度挖掘所述第一隧道第二段尾段，优选地，所述第二预定高度小于所述第一隧道第二段首段的高度。
根据本发明的一种实施方式，优选地，步骤4)中采用整体衬砌台车对所述第二隧道首段3、所述第二隧道第二段4和所述第二隧道第三段8施作衬砌，施工效率高。
根据本发明的技术方案，步骤：5)依次对所述第一隧道首段9和所述第一隧道第二段11施作衬砌并同步挖掘所述连接隧道12，待完成所述连接隧道12的挖掘后拆除所述第一临时支撑和所述第二临时支撑，并对所述连接隧道12施作衬砌。借助已成形衬砌结构对小净距大断面隧道开挖初支面进行保护，确保二次开挖小净距大断面隧道岩体和支护体系的稳定性和安全性。
根据本发明的一种实施方式，所述连接隧道12分别与所述第二隧道第二段4和所述第一隧道第二段首段形成大断面隧道，所述第二隧道第二段4和所述第一隧道第二段首段均已完成挖掘和衬砌施工，采用两台阶法挖掘所述连接隧道12，以保证施工的安全性。
根据本发明的一种实施方式，优选地，步骤5)中采用整体衬砌台车对所述第一隧道首段9施作衬砌；由于所述连接隧道12夹设在所述第一隧道1和第二隧道2之间，采用临时架设台架并背设小模板浇筑对所述第一隧道第二段11和所述连接隧道12施作衬砌。
根据本发明的一种实施方式，优选地，在完成所述连接隧道12的挖掘后，先拆除所述第二临时支撑，再拆除所述第一临时支撑，以保证施工的安全性。
本发明提供的小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，采用异形中隔壁法施工方法将大断面隧道划分为两部分进行挖掘，先行挖掘大断面隧道一部分岩体，待该部分隧道挖掘完成并施作衬砌完毕后，再挖掘施工剩余部分隧道，成功的实现了小净距大断面隧道的开挖，实现了时间上的连续施工和空间上的交叉作业，提高了施工效率，并确保了施工的安全，工艺原理简单，技术便于掌握，便于组织管理。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (10)
1.一种小净距大断面隧道异形中隔壁法施工方法，用于隧道开挖，所述隧道包括第一隧道(1)、第二隧道(2)以及连接隧道(12)，所述第一隧道(1)由第一隧道首段(9)和第一隧道第二段(11)组成，所述第二隧道(2)由第二隧道首段(3)、第二隧道第二段(4)和第二隧道第三段(8)组成，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)对所述第二隧道首段(3)进行小断面隧道开挖，所述第二隧道第二段(4)与部分所述连接隧道(12)形成大断面隧道，挖掘所述第二隧道首段(3)至距离所述大断面隧道预定距离处开始进行导坑挖掘施工，以在所述大断面隧道的起始位置(5)处形成完整的大断面隧道开挖截面；
2)将所述大断面隧道开挖截面拆分为标准截面(6)和剩余截面(7)，并在拆分界面处设置第一临时支撑，以形成异形中隔壁开挖截面；从所述标准截面(6)进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段(4)挖掘完成；
3)按照第一预定高度同时开挖所述第二隧道第三段(8)和所述第一隧道首段(9)，挖掘过程中在所述第二隧道第三段(8)和所述第一隧道首段(9)与所述连接隧道(12)相邻的侧墙上逐段进行岩体注浆加固形成岩柱(10)，直至完成所述第二隧道第三段(8)和所述第一隧道首段(9)的挖掘；
4)依次对所述第二隧道首段(3)、所述第二隧道第二段(4)和所述第二隧道第三段(8)施作衬砌并同步挖掘第一隧道第二段(11)，其中所述第一隧道第二段(11)由第一隧道第二段首段和第一隧道第二段尾段组成，所述第一隧道第二段首段和部分所述连接隧道(12)形成大断面隧道，所述第一隧道第二段(11)的挖掘步骤为首先挖掘所述第一隧道第二段首段，并在所述第一隧道第二段首段和所述连接隧道(12)的拆分界面处设置第二临时支撑，再按照第二预定高度挖掘所述第一隧道第二段尾段，直至完成所述第一隧道第二段(11)的挖掘；
5)依次对所述第一隧道首段(9)和所述第一隧道第二段(11)施作衬砌并同步挖掘所述连接隧道(12)，待完成所述连接隧道(12)的挖掘后拆除所述第一临时支撑和所述第二临时支撑，并对所述连接隧道(12)施作衬砌。
2.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，在步骤1)中，所述预定距离为1-1.5米。
3.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，在步骤1)中，采用挑顶和扩挖的方式进行所述导坑挖掘施工。
4.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，步骤2)中从所述标准截面(6)进行隧道开挖，直至所述第二隧道第二段(4)挖掘完成，包括：
采用两台阶法进行隧道挖掘，且每挖掘预定长度架设临时钢支撑并进行锚杆支护。
5.根据权利要求4所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，
所述两台阶法包括：
挖掘上台阶，并预留核心土；
按照预定进尺挖掘下台阶。
6.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，在步骤3)中，所述第一预定高度小于所述第二隧道第二段(4)的高度。
7.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，在步骤3)中，所述岩体注浆加固使用的注浆材料为水泥水玻璃。
8.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，在步骤4)中，所述第二预定高度小于所述第一隧道第二段首段的高度。
9.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，步骤4)中采用整体衬砌台车对所述第二隧道首段(3)、所述第二隧道第二段(4)和所述第二隧道第三段(8)施作衬砌。
10.根据权利要求1所述的异形中隔壁法施工方法，其特征在于，步骤5)中采用整体衬砌台车对所述第一隧道首段(9)施作衬砌，采用临时架设台架并背设小模板浇筑对所述第一隧道第二段(11)和所述连接隧道(12)施作衬砌。
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