CN110005433A - 一种软岩隧道严重大变形段施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种软岩隧道严重大变形段施工方法，包括以下步骤：S1：隧道内初喷混凝土；S2：初喷后架设一支钢架；S3：挂设钢筋网；S4：复喷混凝土；S5：锚杆施工；S6：监控量测；S7：在一支钢架的喷砼表面安装二支钢架：S8：根据剩余型钢节数，分为两大段进行整体连接：S9：再次复喷混凝土进行封闭，并继续进行监控量测。本发明适用于在有软岩大变形风险地区修建的铁路、公路隧道深埋段，在台阶法一支立架基础上调整了二支立架时机和顺序，以“适度释放、主动加固、大刚度支护”为基本原则，使一支适当变形后再上二支进行共同受力，能有效控制隧道围岩变形，同时适度延长了作业空间，对掌子面施工影响较小。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种软岩隧道严重大变形段施工方法。
背景技术
随着中国高铁里程的不断增加，在新建过程中出现了越来越多的软岩变形隧道，而严重大变形段的施工技术又是软弱变形隧道施工的重点和难点。隧道围岩岩性以绢云千枚岩、绿泥千枚岩为主，夹炭质千枚岩、泥质灰岩，石质软弱，受断裂带等区域构造影响，构造复杂，节理发育，地层产状多变，开挖拱顶及侧壁岩体具有剥落现象；因岩层绿泥石化程度高，岩质软、受构造影响岩体破碎，围岩稳定性差，易发生大变形。目前，存在严重大变形段双层钢架控制变形要求高，施工组织难度大的难题。
发明内容
本发明提供一种软岩隧道严重大变形段施工方法，旨在解决上述存在的问题。
本发明是这样实现的，一种软岩隧道严重大变形段施工方法，包括以下步骤：
S1：隧道内初喷混凝土；
S2：初喷后架设一支钢架；
S3：挂设钢筋网；
S4：复喷混凝土；
S5：锚杆施工；
S6：监控量测；
S7：在一支钢架的喷砼表面安装二支钢架：
S8：根据剩余型钢节数，分为两大段进行整体连接：
S9：再次复喷混凝土进行封闭，并继续进行监控量测。
进一步的，所述初喷混凝土厚度为3cm，按照分段、分片、分层、由下而上的顺序进行喷射，分段长度不大于6m。
进一步的，在步骤S1中，所述初喷混凝土时，喷嘴与受喷面之间的距离为1.5～2.0m，喷射角度为88°～92°。
进一步的，在步骤S2中，架设一支钢架还包括：加设鞍形垫块和安装纵向连接筋。
进一步的，在步骤S3中，所述钢筋网随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙不小于3cm。
进一步的，在步骤S4中，所述复喷混凝土采用自上而下、再顺序分层、往复喷射的方式，先喷钢架与围岩间的混凝土，再喷两钢架之间混凝土；边墙从墙脚开始向上喷射，一次喷射厚度7～15cm，拱部5～10cm。
进一步的，在步骤S5中，所述锚杆施工包括：锚杆垂直于岩面，锚垫板密贴围岩，螺母紧贴锚垫板，锚杆伸出螺母，锚杆头低于初支面，中空锚杆排气管布设在锚杆上侧。
进一步的，在步骤S7中，所述二支钢架的立架顺序为：二支仰拱→二支下台阶→二支上台阶，仰拱及下台阶在开挖台阶地基上就地立架。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明适用于在有软岩大变形风险地区修建的铁路、公路隧道深埋段，在台阶法一支立架基础上调整了二支立架时机和顺序，以“适度释放、主动加固、大刚度支护”为基本原则，使一支适当变形后再上二支进行共同受力，能有效控制隧道围岩变形，同时适度延长了作业空间，对掌子面施工影响较小，经杨家坪隧道严重大变形段已施工段验证，施工效果满足设计要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系，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装置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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明提供一种技术方案：一种软岩隧道严重大变形段施工方法，包括以下步骤：
S1：隧道内初喷混凝土；
S2：初喷后架设一支钢架；
S3：挂设钢筋网；
S4：复喷混凝土；
S5：锚杆施工；
S6：监控量测；
S7：在一支钢架的喷砼表面安装二支钢架：
S8：根据剩余型钢节数，分为两大段进行整体连接：
S9：再次复喷混凝土进行封闭，并继续进行监控量测。
本发明参照“新奥法”原理，遵循“早预报、管超前、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步推进，开挖后立即进行初期支护，保证在最短时间封闭围岩，及时完成仰拱初支封闭，使型钢成环，再合理确定二支钢架施工顺序及时间，起到双层支护同时受力效果，确保施工安全。
初喷混凝土厚度3cm，分段、分片、分层、由下而上进行，分段长度不大于6m；喷射时喷嘴与受喷面保持1.5～2.0m的距离，喷射角度尽可能接近90°。
一支钢架在初喷砼后及时架设，型钢钢架采用冷弯成型，型钢钢架各节长度不宜大于4m；各节钢架应进行试拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，周边拼装允许偏差±3mm，平面翘曲小于2cm。钢架加工的焊接部位不得有假焊、漏焊现象，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷；钢架安装前检查开挖断面的中线及高程，并确定钢架安设准确位置及标高；钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚渣，各节钢架间以螺栓连接，连接板要密贴。钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块与围岩顶紧。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，相邻两榀钢架之间按设计纵向钢筋连接牢固。钢架及时落底接长，封闭成环，钢架的拱脚采用锁脚锚杆(管)等措施加强支承。
挂钢筋网时，加工好的钢筋网网幅大小适宜现场使用，钢筋网的网格间距符合要求，网格尺寸允许偏差为±10mm。网片变形严重的不准使用，钢筋网片随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙不小于3cm，并与锚杆或其他固定装置连接牢固；钢筋网片搭接长度为1～2个网孔，采用搭接，允许误差±50mm；挂网时有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，要及时清除；网片形成一个整体，焊接的地方要牢固。
复喷混凝土，喷射自上而下，先将低洼处大致喷平；再顺序分层、往复喷射；先喷钢架与围岩间的混凝土，再喷两钢架之间混凝土；边墙应从墙脚开始向上喷射，一次喷射厚度7～15cm，拱部5～10cm；喷射时喷头与受喷面保持1.5～2.0m的适当距离，喷射角度尽可能接近90°；喷射速度要适当，有利于混凝土的压实。风压过大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响混凝土强度；喷砼应进行养护。
锚杆施工时，锚杆施工工艺要具备“六要素”要求：锚杆垂直于岩面,锚垫板密贴围岩,螺母紧贴锚垫板,锚杆伸出螺母,锚杆头低于初支面,注浆饱满；中空锚杆排气管布设在锚杆上侧,排气管溢浆视为注满；安装数量符合要求，锚杆打入长度不小于设计的95﹪；水泥浆体强度达10.0MPa后方可上紧垫板螺母，锚杆垫板与喷射混凝土面密贴。
围岩监控量测时，测点在开挖面施工后及时安设，按要求进行布点，并尽快取得初读数，测点布置牢固可靠、易于识别，并注意保护；按规范频率要求进行监控量测，每次量测都要认真做好原始数据记录，并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性；监测结果分析采用散点图(时态曲线)和回归分析法，依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态做安全评价，并提出实施意见指导施工。
控制一支钢架、二支钢架分别的预留沉降量，以保证二支钢架与一支钢架密贴，二支钢架后有适当预留沉降量为宜；二支钢架与一支钢架宜保持型钢对型钢；二支钢架安装在一支的喷砼表面。一支喷砼应尽量平整以便二支钢架对位安装；二支立架顺序为二支仰拱→二支下台阶→二支上台阶，仰拱及下台阶在开挖台阶地基上就地立架。
根据上台阶的剩余型钢节数，分为两大段一段奇数一段偶数整体连接(如剩余7节，那么在空地将3节拼装完毕后预留连接钢板进行连接，然后将剩下的4节拼装完毕后一次性与之前的3节连接完成并与另一端预留连接钢板进行连接，最后测量调整进行固定)。
按上述复喷混凝土进行封闭，并继续进行监控量测。
与传统的二支立架相比，调整了施工工序，对掌子面影响正常施工影响较小；采用了隧道拱架作业台车，提高了机械化程度，可以节约人力，提高施工效率，加快施工进度，缩短工期，减少砼浪费，降低施工成本。采用本发明的施工方法施工缩短了初期支护结构闭合时间，适度延迟了二支施做时间，允许适度变形，减小了隧道变形收敛时累计变形量，对在软岩地区修建其他地下工程的设计和施工有一定的借鉴意义。
本发明公开的施工方法，根据隧道断面尺寸、埋深、和围岩松散程度等特性，并结合施工机械设备实际情况，经过不同步长工况下监控量测数据对比分析，形成了软岩隧道严重大变形段施工方法的各部位步距要求。其中一支上台阶长度10m，一支下台阶长度6m，一支仰拱初支距下台阶长度4m，根据设计及规范要求安装1～2榀型钢，掌子面至仰拱初支处距离为20m以内，二支仰拱与一支仰拱保持同步施工，二支下台阶距离仰拱初支10m，二支上台阶与二支下台阶长度5m，即二支封闭成环距离掌子面距离为35m；一支与二支钢架可同时施工，一支采用开挖台车作业，二支采用隧道拱架作业车；二支钢架与一支钢架采用里程对应，加强受力刚度；一支与二支的预留变形量分别占总预留变形量的2/3、1/3；采用信息化监测技术指导施工，合理调整二支钢架时间，保证施工安全；隧道拱架作业车立架机动性高、灵活性强、配合人员少、人工工作强度低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种软岩隧道严重大变形段施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：隧道内初喷混凝土；
S2：初喷后架设一支钢架；
S3：挂设钢筋网；
S4：复喷混凝土；
S5：锚杆施工；
S6：监控量测；
S7：在一支钢架的喷砼表面安装二支钢架：
S8：根据剩余型钢节数，分为两大段进行整体连接：
S9：再次复喷混凝土进行封闭，并继续进行监控量测。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述初喷混凝土厚度为3cm，按照分段、分片、分层、由下而上的顺序进行喷射，分段长度不大于6m。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤S1中，所述初喷混凝土时，喷嘴与受喷面之间的距离为1.5～2.0m，喷射角度为88°～92°。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤S2中，架设一支钢架还包括：加设鞍形垫块和安装纵向连接筋。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤S3中，所述钢筋网随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙不小于3cm。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤S4中，所述复喷混凝土采用自上而下、再顺序分层、往复喷射的方式，先喷钢架与围岩间的混凝土，再喷两钢架之间混凝土；边墙从墙脚开始向上喷射，一次喷射厚度7～15cm，拱部5～10cm。
7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤S5中，所述锚杆施工包括：锚杆垂直于岩面，锚垫板密贴围岩，螺母紧贴锚垫板，锚杆伸出螺母，锚杆头低于初支面，中空锚杆排气管布设在锚杆上侧。
8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤S7中，所述二支钢架的立架顺序为：二支仰拱→二支下台阶→二支上台阶，仰拱及下台阶在开挖台阶地基上就地立架。
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| CN114320362A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 中国建筑一局(集团)有限公司 | 一种复杂区穿山公路隧道初支结构及支护方法 |
| CN114320362B (zh) * | 2021-12-18 | 2024-04-09 | 中国建筑一局(集团)有限公司 | 一种复杂区穿山公路隧道初支结构及支护方法 |
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