CN110242305B - 一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法 - Google Patents

一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法，包括以下施工步骤，斜井全断面掘进至主洞；调整斜井施工断面为矩形断面，施做三榀方形门架，在斜井洞口安装洞口锁口钢架；采用小导洞挖掘进入主洞；设计开挖轮廓线，并沿主洞横断面架立主洞初期支护的型钢拱架，施做锁脚锚杆、系统锚杆并喷射混凝土固定；开挖右侧上导坑台阶；开挖右侧上导坑：拆除左侧小导洞的临时支护钢架，开挖左侧上导坑；施做主洞的右下导坑临时支护和仰拱的初期支护，开挖右侧下导坑台阶；施做左侧下导坑的初期支护，开挖左侧下导坑；浇筑主洞段仰拱，并拆除中隔临时支护，施做斜井范围二衬。本发明安全可靠，可以提高斜井与主洞交叉口工序转换的施工安全。

Description

一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法
技术领域
本发明属于暗挖法隧道土建设计与施工领域，具体是一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法。
背景技术
隧道斜井进正洞的施工方案工程界已有较多研究，主要分为两大类：垂直挑顶和斜向挑顶，每种进洞类型采用的施工策略有所不同。经调查，施工方案的研究主要集中在斜井进正洞的洞口加固方案、正洞拱架与斜井拱架连接方案、挑顶过渡导坑施工等方面。为尽量做到工序转换灵活、速度快，研究前提多将斜井进正洞后的设计施工工法多为全断面法、三台阶法、上下台阶法等大断面开挖工法。但当正洞隧道围岩较差时，斜井如何进正洞未见相关研究。
隧道工程目前正在向着更大断面的方向发展，三、四车道及以上跨度的隧道越来越多，主洞的施工工法多种多样，如全断面法、台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等。
斜井与主洞交叉口是隧道施工中的薄弱环节，也是隧道施工中事故的高发区段。一般隧道土建不对斜井与主洞交叉口的工序转换做针对性设计，施工时随意性较大，这给隧道工程安全带来了极大的隐患。
发明内容
本发明提供了一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法，其目的在于解决现有斜井进主洞的施工随意性大、施工安全隐患高的问题。
本发明采用以下技术方案：
(1)斜井(1)全断面掘进至距离与主洞(2)相交里程2m处；
(2)将距离所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉口处2m范围的所述斜井(1)施工断面调整为矩形断面，随后在该2m范围施做三榀I20a方形门架(41)，并在所述斜井(1)洞口安装I32a洞口锁口钢架(31)为所述主洞(2)初期支护的型钢拱架(11)提供落脚平台；
(3)所述斜井(1)内利用隧道洞渣及时铺垫斜坡道，为所述斜井(1)向所述主洞(2)施工提供通道和作业平台；顺着所述斜井(1)的延长线方向，采用4m×4m小导洞(4)挖掘进入所述主洞(2)，所述小导洞(4)先斜向上爬坡开挖至所述主洞(2)拱顶后，再以斜坡向下开挖至所述主洞(2)左上导坑拱脚(6)位置；所述小导洞(4)采用多个I20a方形门架(41)作为临时支护钢架，所述方形门架(41)沿所述小导洞(4)掘进方向相互间隔1m布设在所述小导洞(4)各横断面内；
(4)对所述小导洞(4)已开挖范围，沿所述主洞(2)两头长度方向设计开挖轮廓线，并沿所述主洞(2)多个横断面架立所述主洞(2)初期支护(71)的所述型钢拱架(11)，所述型钢拱架(11)的一侧拱脚支撑在所述斜井(1)的所述洞口锁口钢架(31)的横梁上并与所述横梁焊接连接固定，另一侧拱脚支撑在所述主洞(2)所述左上导坑拱脚(6)位置，及时施做锁脚锚杆、系统锚杆并喷射混凝土固定；
(5)拆除右侧所述小导洞(4)的所述临时支护钢架即I20a方形门架(41)，所述右侧是指所述斜井(1)洞口至所述小导洞(4)中部的范围，沿所述主洞(2)长度两个方向各开挖3米进尺，施做所述主洞(2)长度方向上的右上导坑临时支护(81)与所述初期支护(71)，所述初期支护(71)的临时竖撑底至原设计右侧上导坑台阶深度，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约10m范围右侧上导坑台阶施工；
(6)依次向所述主洞(2)两个方向各自循环开挖进尺20m范围，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围右侧上导坑施工；
(7)拆除左侧所述小导洞(4)所述临时支护钢架，沿所述主洞(2)长度两个方向各开挖3米进尺，施做所述主洞(2)长度方向上的左上导坑临时支护(91)与所述初期支护(71)，喷射砼封闭掌子面；完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约10m范围左侧上导坑台阶施工，依次向所述主洞(2)两个方向各自循环开挖进尺20m范围，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围左侧上导坑施工；
(8)开挖所述斜井(1)与所述主洞(2)相交处10m范围内的右侧下导坑，施做所述主洞(2)长度方向上的右下导坑临时支护(101)和仰拱(111)的所述初期支护(71)，然后依次沿所述主洞(2)两个方向各自循环开挖进尺20m,施做所述初期支护(71)，完成主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围右侧下导坑台阶施工；
(9)开挖所述斜井(1)与所述主洞(2)相交处10m范围内的左侧下导坑，施做所述初期支护(71)，然后依次沿所述主洞(2)两个方向循环开挖进尺20m，施做所述初期支护(71)，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围左侧下导坑台阶施工；
(10)完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段范围全部开挖，浇筑所述主洞(2)段所述仰拱(111)，并拆除中隔临时支护，施做所述斜井(1)范围二衬(121)，所述主洞(2)拱墙二次衬砌待二衬台车拼装就位后再行施做。
本发明的优点如下：
本发明是斜井进主洞的一种转换工艺，安全可靠，可以提高斜井与主洞交叉口工序转换期间的施工安全，该工艺与主洞的施工工法相匹配，提高了交叉口处主洞施工的安全性，满足了较差围岩条件下主洞的施工要求，对当前斜井进主洞工艺的不足之处进行了完善。
附图说明：
图1为本发明斜井进主洞主要施工步序平面示意图。
图2为本发明实施例1斜井进主洞施工步序一的剖面示意图。
图3为本发明实施例1斜井进主洞施工步序二的剖面示意图。
图4为本发明附图3的I-I剖面示意图。
图5为本发明实施例1斜井进主洞施工步序三的剖面示意图。
图6为本发明附图5的II-II剖面示意图。
图7为本发明实施例1斜井进主洞施工步序四的剖面示意图。
图8为本发明实施例1的初期支护与洞口锁口钢架连接关系示意图。
图9为本发明实施例1斜井进主洞施工步序五的剖面示意图。
图10为本发明附图9的III-III剖面示意图。
图11为本发明实施例1斜井进主洞施工步序七的剖面示意图。
图12为本发明实施例1斜井进主洞施工步序七的剖面示意图。
图13为本发明附图12的IV-IV剖面示意图。
图14为本发明附图12的V-V剖面示意图。
图15为本发明实施例1斜井进主洞施工步序八的剖面示意图。
图16为本发明实施例1斜井进主洞施工步序九的剖面示意图。
图17为本发明附图16的VI-VI剖面示意图。
图18为本发明实施例1斜井进主洞的剖面示意图。
附图标记：
1-斜井，2-主洞，3-斜井需调整断面2m范围，4-小导洞，5-主洞与斜井交叉范围边界，6-左上导坑拱脚，7-右导坑，8-左导坑，9-斜井或主洞开挖方向，10-单侧壁导坑法开挖40m进尺边界，11-型钢拱架，31-洞口锁口钢架，41-方形门架，71-初期支护，81-右上导坑临时支护，91-左上导坑临时支护，101-右下导坑临时支护，111-仰拱，121-二衬
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法，具体的施工步骤如下，
(1)斜井1全断面掘进至距离与主洞2相交里程2m处，参见附图1；
(2)将距离所述主洞2与所述斜井1交叉口处2m范围的所述斜井1施工断面调整为矩形断面，随后在该2m范围施做三榀I20a方形门架41，并在所述斜井1洞口安装I32a洞口锁口钢架31为所述主洞2初期支护的型钢拱架11提供落脚平台，参见附图2、3、4、5；
(3)所述斜井1内利用隧道洞渣及时铺垫斜坡道，为所述斜井1向所述主洞2施工提供通道和作业平台；顺着所述斜井1的延长线方向，采用4m×4m小导洞4挖掘进入所述主洞2，所述小导洞4先斜向上爬坡开挖至所述主洞2拱顶后，再以斜坡向下开挖至所述主洞2左上导坑拱脚6位置；所述小导洞4采用多个I20a方形门架41作为临时支护钢架，所述方形门架41沿所述小导洞4掘进方向相互间隔1m布设在所述小导洞4各横断面内，参见附图3、4、5、6、7；
(4)对所述小导洞4已开挖范围沿所述主洞2两头长度方向设计开挖轮廓线，并沿所述主洞2多个横断面架立所述主洞2初期支护71的所述型钢拱架11，所述型钢拱架11的一侧拱脚支撑在所述斜井1的所述洞口锁口钢架31的横梁上并与所述横梁焊接连接固定，另一侧拱脚支撑在所述主洞2所述左上导坑拱脚6位置，及时施做锁脚锚杆、系统锚杆并喷射混凝土固定，参见附图7、8；
(5)拆除右侧所述小导洞4的所述临时支护钢架即I20a方形门架41，所述右侧是指所述斜井1洞口至所述小导洞4中部的范围，沿所述主洞2长度两个方向各开挖3米进尺，施做所述主洞2长度方向上的右上导坑临时支护81与所述初期支护71，所述初期支护71的临时竖撑底至原设计右侧上导坑台阶深度，完成所述主洞2与所述斜井1交叉段约10m范围右侧上导坑台阶施工，参见附图1、9、10；
(6)依次向所述主洞2两个方向各自循环开挖进尺20m范围，完成所述主洞2与所述斜井1交叉段约40m范围右侧上导坑施工，参见附图11；
(7)拆除左侧所述小导洞4所述临时支护钢架，沿所述主洞2长度两个方向各开挖3米进尺，施做所述主洞2长度方向上的左上导坑临时支护91与所述初期支护71，喷射砼封闭掌子面；完成所述主洞2与所述斜井1交叉段约10m范围左侧上导坑台阶施工，依次向所述主洞2两个方向各自循环开挖进尺20m范围，完成所述主洞2与所述斜井1交叉段约40m范围左侧上导坑施工，参见附图12、13、14；
(8)开挖所述斜井1与所述主洞2相交处10m范围内的右侧下导坑，施做所述主洞2长度方向上的右下导坑临时支护101和仰拱111的所述初期支护71，然后依次沿所述主洞2两个方向各自循环开挖进尺20m,施做所述初期支护71，完成主洞2与所述斜井1交叉段约40m范围右侧下导坑台阶施工，参见附图15；
(9)开挖所述斜井1与所述主洞2相交处10m范围内的左侧下导坑，施做所述初期支护71；然后依次沿所述主洞2两个方向循环开挖进尺20m，施做所述初期支护71，完成所述主洞2与所述斜井1交叉段约40m范围左侧下导坑台阶施工，参见附图16、17；
(10)完成所述主洞2与所述斜井1交叉段范围全部开挖，浇筑所述主洞2段所述仰拱111，并拆除中隔临时支护，施做所述斜井1范围二衬121，所述主洞2拱墙二次衬砌待二衬台车拼装就位后再行施做，参见附图18。
单侧壁导坑开挖工法即为CRD工法。

Claims (1)

1.一种斜井进单侧壁导坑法施作主洞的施工工艺方法，其特征在于，包括以下施工步骤，
(1)斜井(1)全断面掘进至距离与主洞(2)相交里程2m处；
(2)将距离所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉口处2m范围的所述斜井(1)施工断面调整为矩形断面，随后在该2m范围施做三榀I20a方形门架(41)，并在所述斜井(1)洞口安装I32a洞口锁口钢架(31)为所述主洞(2)初期支护的型钢拱架(11)提供落脚平台；
(3)所述斜井(1)内利用隧道洞渣及时铺垫斜坡道，为所述斜井(1)向所述主洞(2)施工提供通道和作业平台；顺着所述斜井(1)的延长线方向，采用4m×4m小导洞(4)挖掘进入所述主洞(2)，所述小导洞(4)先斜向上爬坡开挖至所述主洞(2)拱顶后，再以斜坡向下开挖至所述主洞(2)左上导坑拱脚(6)位置；所述小导洞(4)采用多个I20a方形门架(41)作为临时支护钢架，方形门架(41)沿所述小导洞(4)掘进方向相互间隔1m布设在所述小导洞(4)各横断面内；
(4)对所述小导洞(4)已开挖范围，沿所述主洞(2)两头长度方向设计开挖轮廓线，并沿所述主洞(2)多个横断面架立所述主洞(2)初期支护(71)的所述型钢拱架(11)，所述型钢拱架(11)的一侧拱脚支撑在所述斜井(1)的所述洞口锁口钢架(31)的横梁上并与所述横梁焊接连接固定，另一侧拱脚支撑在所述主洞(2)所述左上导坑拱脚(6)位置，及时施做锁脚锚杆、系统锚杆并喷射混凝土固定；
(5)拆除右侧所述小导洞(4)的所述临时支护钢架即I20a方形门架(41)，所述右侧是指所述斜井(1)洞口至所述小导洞(4)中部的范围，沿所述主洞(2)长度两个方向各开挖3米进尺，施做所述主洞(2)长度方向上的右上导坑临时支护(81)与所述初期支护(71)，所述初期支护(71)的临时竖撑底至原设计右侧上导坑台阶深度，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约10m范围右侧上导坑台阶施工；
(6)依次向所述主洞(2)两个方向各自循环开挖进尺20m范围，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围右侧上导坑施工；
(7)拆除左侧所述小导洞(4)所述临时支护钢架，沿所述主洞(2)长度两个方向各开挖3米进尺，施做所述主洞(2)长度方向上的左上导坑临时支护(91)与所述初期支护(71)，喷射砼封闭掌子面；完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约10m范围左侧上导坑台阶施工，依次向所述主洞(2)两个方向各自循环开挖进尺20m范围，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围左侧上导坑施工；
(8)开挖所述斜井(1)与所述主洞(2)相交处10m范围内的右侧下导坑，施做所述主洞(2)长度方向上的右下导坑临时支护(101)和仰拱(111)的所述初期支护(71)，然后依次沿所述主洞(2)两个方向各自循环开挖进尺20m,施做所述初期支护(71)，完成主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围右侧下导坑台阶施工；
(9)开挖所述斜井(1)与所述主洞(2)相交处10m范围内的左侧下导坑，施做所述初期支护(71)，然后依次沿所述主洞(2)两个方向循环开挖进尺20m，施做所述初期支护(71)，完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段约40m范围左侧下导坑台阶施工；
(10)完成所述主洞(2)与所述斜井(1)交叉段范围全部开挖，浇筑所述主洞(2)段所述仰拱(111)，并拆除中隔临时支护，施做所述斜井(1)范围二衬(121)，所述主洞(2)拱墙二次衬砌待二衬台车拼装就位后再行施做。
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