CN110374633A - 隧道穿越松散体的洞口段施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道穿越松散体的洞口段施工方法，步骤一：洞口段地表加固；步骤二：洞口边坡防护；采用挖掘机开挖坡面，人工进行坡面整修，然后采用混凝土喷射机及时进行喷设混凝土作业；在喷设混凝土达到设计强度后，锚索钻机就位钻孔，成孔后由人工安装锚索，采用倒退式注浆的方法进行锚索注浆；步骤三：洞口抗滑桩及冠梁施工；步骤四：洞口护拱及管棚施工；步骤五：洞口基地加固；步骤六的隧道暗挖段施工。本发明提出一种以桩、拱结构并辅以管棚的进洞支护形式；是将管棚进洞的悬臂结构受力状态，转化为两个固定端的良好受力结构，解决了洞口松散体下支护结构易滑移、沉降变形大的核心问题，达到安全、可行、可靠的进洞目的。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程洞口段施工方法技术领域，特别涉及一种隧道穿越松散体的洞口段施工方法。
背景技术
中国幅员辽阔，地形、地质条件复杂，在隧道建设中，也有遇到隧道洞口位于破碎带、松散体、软弱地层、涌水、涌砂层等不良地质的情况。对于此类地质段的隧道进洞，目前国内常采长管棚为主要措施的方法；然而，在地表处于临近失稳状态的情况下，尽管施作了管棚，在洞口暗挖施工时由于开挖扰动，洞口段边仰坡失稳后依然可能出现开裂、滑移，导致洞内沉降过大侵入隧道净空的风险；引发后续处理整治，采取换拱或重新施做，甚至调整线路等重大质量事故。
例如，申请号为201710325605.1的发明专利申请公开了一种隧道洞口软弱围岩段超长管棚施工方法，采用导向技术确保了管棚施工的精度，而钻进过程中的地质记录，为隧道开挖提供参考，有效的超前支护为隧道开挖提供技术保障。隧道开挖进洞前，对洞口边仰坡开挖到位后，施做管棚导向墙，预埋导向管，同时加工钻杆，配置高倍空压机，钻机就位后，钻杆头中安装定位器进行定位，在钻进过程中根据杆体的钻进偏位及时进行纠偏，同时随着钻进长度和土层地址情况，调整动力，确保钻机深度和位置，待钻进完成后，分离钻机与钻杆，注浆；开始下一根管棚的施工，形成开挖外的稳定的拱圈，该技术方案钻进过程准确，成孔效率高，但在应对开挖扰动造成的开裂、滑移方面有所欠缺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安全可靠、满足工程质量标准的隧道穿越松散体的洞口段施工方法。
本发明解决问题的技术方案是：所述施工方法，包括：
步骤一，洞口段地表加固：进行注浆范围的场地平整，在平整后场地安放钻机并钻孔达到设计深度，在钻好的孔内安放注浆管；对洞口暗挖段采取从地表向下竖向加固的方式，通过压浆泵、灌浆管均匀地将注浆浆液由注浆管注入土体中，以填充、渗透方式驱走松散岩体颗粒间的水分和气体；注浆浆液优先采用水泥浆；施工结束后检测注浆体强度、承载力；
步骤二，洞口边坡防护：采用挖掘机开挖坡面，使用平面护理机进行坡面整修，采用混凝土喷射机进行喷设混凝土作业；在喷设混凝土达到设计强度后，锚索钻机就位钻孔，成孔后安装锚索，采用倒退式注浆的施工方法进行锚索注浆；
步骤三，洞口的抗滑桩及冠梁施工：待洞口一侧的抗滑桩施做完毕后，进行冠梁施工；先进行冠梁的钢筋绑扎作业，并预埋钢板及螺栓，待模板安装就位，定位预埋钢板及螺栓，将混凝土输送至冠梁处，通过滑槽入模，使用振捣机进行混凝土振捣、收面、覆盖养护；
步骤四，洞口的护拱及管棚施工：加工格栅网喷形式护拱，采取分节方式加工护拱所用的格栅，由两侧向护拱的拱顶中部对称安装，使用喷射混凝土进行填充；先安装临山体侧1.5m范围的护拱，后采取自上而下隔孔交替的方法逐根管棚施工，待管棚全部施工完毕后，再进行剩余部分的护拱施工，管棚施工时，使用管棚钻机成孔，再将管节推送入孔，对管节进行管道注浆，洞口侧的管棚通过角钢与护拱焊接相连；
步骤五，洞口的基地加固：进行场地平整，基地加固由临洞口向远离洞口方向顺序进行。
步骤六，洞口段施工完成后，进行隧道的暗挖段施工。
进一步地，在步骤一中，隧道环向加固范围为1倍洞径，隧道纵向加固范围为自隧道暗挖洞口至隧道内拱顶岩体稳定界面。
进一步地，在步骤四中，管节之间采用丝扣相连接。
进一步地，在步骤四中，两根护拱的格栅之间采用钢筋相连接。
进一步地，在步骤四中，将护拱长度设置为同冠梁长度相一致，使护拱的格栅与冠梁的预埋螺栓连接成一体。
进一步地，在步骤四中，洞口侧的管棚通过焊接方式与∟75×50×6角钢相连接，∟75×50×6角钢通过焊接方式与护拱相连接。
进一步地，在步骤五中，采用注浆法、水泥土搅拌桩法或高压喷射注浆法加固洞口基地。
进一步地，步骤六，隧道的暗挖段施工包括以下步骤：
步骤1，在拱部中心处上部开挖拱部小导洞，拱部小导洞初期支护，拱部小导洞内设置拱顶竖向支撑体系；
步骤2，分五部分依次开挖左上、左中、右上、左下、右下导坑，各导坑初期支护，预留核心岩墙；
步骤3，敷设防水层，浇筑左、右两侧仰拱混凝土和仰拱回填；
步骤4，敷设防水层，浇筑隧道拱部和侧墙二次衬砌；
步骤5，拆除拱顶竖向支撑体系，开挖核心岩墙；
步骤6，敷设仰拱防水层，浇筑仰拱混凝土和仰拱回填。
相对于现有技术，本发明的有益效益是：本发明提出一种以桩、拱结构并辅以管棚的进洞支护形式；改善了管棚进洞的悬臂结构受力状态，护拱受力后传递于冠梁及抗滑桩，利用抗滑桩良好的支撑和抗变形能力固定护拱；在隧道开挖时，管棚纵向范围外部岩体荷载，掌子面一侧管棚的锚入段传递给未开挖的岩体，洞口侧通过管棚、焊接角钢依次传递给护拱、冠梁、抗滑桩，从而形成两个固定端的梁式受力结构，解决了洞口松散体下支护结构易滑移、沉降变形大的核心问题，达到安全、可行、可靠的进洞目的。
附图说明
图1是隧道洞口段纵断面示意图。
图2是隧道洞口段纵断面A-A断面图。
图中标记：1-台阶；2-注浆管；3-坡面；4-锚索；5-抗滑桩；6-冠梁；7-护拱；8-管棚；9-基地加固；10-角钢；11-地表线；12-明挖段；13-隧道洞门；14-暗挖段。
具体实施方式
所述施工方法包括如下步骤：
步骤一，洞口段地表加固：进行注浆范围的场地平整，在平整后场地安放钻机并钻孔达到设计深度，在钻好的孔内安放注浆管2；对洞口暗挖段采取从地表向下竖向加固的方式，通过压浆泵、灌浆管均匀地将注浆浆液由注浆管2注入土体中，以填充、渗透方式驱走松散岩体颗粒间的水分和气体；注浆浆液优先采用水泥浆；施工结束后检查注浆体强度、承载力；
步骤二，洞口的边坡防护：采用挖掘机开挖坡面3，人工进行坡面3整修，采用混凝土喷射机进行喷设混凝土作业；在喷设混凝土达到设计强度后，锚索钻机就位钻孔，成孔后安装锚索4，采用倒退式注浆的方法进行锚索注浆；
步骤三，洞口的抗滑桩5及冠梁6施工：待洞口一侧的抗滑桩5施做完毕后，进行冠梁6施工；先进行冠梁6的钢筋绑扎作业，并预埋钢板及螺栓，待模板安装就位，定位预埋钢板及螺栓，将混凝土输送至冠梁6处，通过滑槽入模，使用振捣机进行混凝土振捣、收面、覆盖养护；冠梁6采用钢筋混凝土，将抗滑桩5连接成整体，在冠梁6顶部预埋钢板及螺栓，以与步骤四的护拱7相连接；
步骤四，洞口的护拱7及管棚8施工：加工格栅网喷形式护拱7，采取分节方式加工护拱7所用的格栅，由两侧向护拱7的拱顶中部对称安装，使用喷射混凝土或模筑混凝土进行填充；先安装临山体侧1.5m范围护拱7，后采取自上而下隔孔交替的方法逐根管棚8施工，待管棚8全部施工完毕后，再进行剩余部分的护拱7施工，管棚8施工时，使用管棚钻机成孔，再将管节推送入孔，对管节进行管道注浆，洞口侧的管棚8通过角钢10与护拱7焊接相连；
步骤五，洞口的基地加固9的加固：进行场地平整，满足基地加固9的设备需求，基地加固9的加固由临洞口向远离洞口方向顺序进行，洞口基地9的加固深度以按照地基承载力予以确定；
步骤六，步骤五进行完毕后，进行隧道的暗挖段14施工。
进一步地，在步骤一中，进行注浆范围的场地平整时，结合现场地形情况，分台阶1进行整平，自上层的台阶1向下层的台阶1竖向加固施工。
进一步地，在步骤一中，隧道环向加固范围为1倍洞径，隧道纵向加固范围为自隧道暗挖洞口至隧道内拱顶岩体稳定界面。
进一步地，在步骤四中，管节之间采用丝扣相连接。
进一步地，在步骤四中，两根护拱7的格栅之间采用钢筋相连接。
进一步地，在步骤四中，将护拱7长度设置为同冠梁6长度相一致，使护拱7的格栅与冠梁6的预埋螺栓连接成一体。
进一步地，在步骤四中，洞口侧的管棚8通过焊接方式与∟75×50×6角钢相连接，∟75×50×6角钢通过焊接方式与护拱7相连接。
进一步地，在步骤五中，所述洞口的基地加固9的加固，采用注浆法、水泥土搅拌桩法或高压喷射注浆法进行加固。
进一步地，步骤六的隧道暗挖段14施工步骤包括：
步骤1：在拱部中心处上部开挖拱部小导洞，拱部小导洞初期支护，拱部小导洞内设置拱顶竖向支撑体系；
步骤2：分五部分依次开挖左上、左中、右上、左下、右下导坑，各导坑初期支护，预留核心岩墙；步骤3：敷设防水层，浇筑左、右两侧仰拱混凝土和仰拱回填；
步骤4：敷设防水层，浇筑隧道拱部和侧墙二次衬砌；
步骤5：拆除拱顶竖向支撑体系，开挖核心岩墙；
步骤6：敷设仰拱防水层，浇筑仰拱混凝土和仰拱回填。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，包括：
步骤一，洞口段地表加固；进行注浆范围的场地平整，在平整后场地安放钻机并钻孔达到设计深度，在钻好的孔内安放注浆管；对洞口暗挖段采取从地表向下竖向加固的方式，通过压浆泵、灌浆管均匀地将注浆浆液由注浆管注入土体中，以填充、渗透方式驱走松散岩体颗粒间的水分和气体；注浆浆液优先采用水泥浆；施工结束后检查注浆体强度、承载力；
步骤二，洞口边坡防护；采用挖掘机开挖坡面，进行坡面整修，采用混凝土喷射机进行喷设混凝土作业；在喷设混凝土达到设计强度后，锚索钻机就位钻孔，成孔后安装锚索，采用倒退式注浆的方法进行锚索注浆；
步骤三，洞口的抗滑桩及冠梁施工：待洞口一侧的抗滑桩施做完毕后，进行冠梁施工；先进行冠梁的钢筋绑扎作业，并预埋钢板及螺栓，待模板安装就位，定位预埋钢板及螺栓，将混凝土输送至冠梁处，通过滑槽入模，使用振捣机进行混凝土振捣、收面、覆盖养护；
步骤四，洞口的护拱及管棚施工：加工格栅网喷形式护拱，采取分节方式加工护拱所用的格栅，由两侧向护拱的拱顶中部对称安装，使用喷射混凝土或模筑混凝土进行填充；先安装临山体侧1.5m范围的护拱，后采取自上而下隔孔交替的方法逐根管棚施工，待管棚全部施工完毕后，再进行剩余部分的护拱施工，管棚施工时，使用管棚钻机成孔，再将管节推送入孔，对管节进行管道注浆，洞口侧的管棚通过角钢与护拱焊接相连；
步骤五，洞口的基地加固的加固：进行场地平整，满足基地加固的设备需求，基地加固的加固由临洞口向远离洞口方向顺序进行。
步骤六，洞口段施工完成后，进行隧道的暗挖段施工。
2.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤一中，进行注浆范围的场地平整时，分台阶进行整平，自上层的台阶向下层的台阶竖向加固施工。
3.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤一中，隧道环向加固范围为1倍洞径，隧道纵向加固范围为自隧道暗挖洞口至隧道内拱顶岩体稳定界面。
4.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤四中，管节之间采用丝扣相连接。
5.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤四中，两根护拱的格栅之间采用钢筋相连接。
6.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤四中，将护拱长度设置为同冠梁长度相一致，使护拱的格栅与冠梁的预埋螺栓连接成一体。
7.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤四中，洞口侧的管棚通过焊接方式与∟75×50×6角钢相连接，∟75×50×6角钢通过焊接方式与护拱相连接。
8.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤五中，采用注浆法、水泥土搅拌桩法或高压喷射注浆法加固洞口基地。
9.根据权利要求1所述的隧道穿越松散体的洞口段施工方法，其特征在于，在步骤六中，隧道的暗挖段施工包括以下步骤：
步骤1：在拱部中心处上部开挖拱部小导洞，拱部小导洞初期支护，拱部小导洞内设置拱顶竖向支撑体系；
步骤2：分五部分依次开挖左上、左中、右上、左下、右下导坑，各导坑初期支护，预留核心岩墙；
步骤3：敷设防水层，浇筑左、右两侧仰拱混凝土和仰拱回填；
步骤4：敷设防水层，浇筑隧道拱部和侧墙二次衬砌；
步骤5：拆除拱顶竖向支撑体系，开挖核心岩墙；
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