CN110529147A - 一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法 - Google Patents

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张毅
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Abstract

本发明公开了一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,利用悬臂掘进机+全断面帷幕注浆+超前小导管注浆+钢架钢筋网快速拼接技术进行施工,悬臂掘进机可根据围岩的坚硬程度定制不同的截齿,按S型左右循环向上的截割路线逐级截割掌子面,开挖施工速度快,保证施工进度,全断面帷幕注浆的作用在于止水和加固围岩,提高施工的安全性,超前小导管注浆的作用在于加固围岩,提高围岩的自承能力,减少因隧道施工而引起的围岩变形,钢架钢筋网均采用场外预制,再采用隧道内拼接或者焊接的施工方式,减少围岩开挖后无支护下的变形时间,以控制围岩变形。

Description

一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域,具体是一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法。
背景技术
我国西南地区喀斯特地貌发育,尤其是在贵州等地,喀斯特地貌发育往往伴随着着地下水丰富、地下溶洞多,即地层多为富水岩溶地层,富水岩溶区域的隧道在修建过程中受高水压溶腔的影响容易出现顶部坍塌、地表下沉、围岩变形甚至失稳破坏等灾害事故;富水岩溶地层修筑隧道时极易发生突水突泥,影响施工安全和结构安全,容易导致隧道坍塌,进而影响周边既有建构筑物,尤其是在土岩交界处,隧道开挖后,突水突泥事故发生概率极大。
城市地铁修筑还伴随着周边环境复杂,建构筑物林立,管线遍布等问题,地铁下穿既有建构筑物施工时,对建构筑物影响大,易使既有建构筑物产生过大变形而产生安全问题,同时为避免既有建构筑物受到隧道施工的过大扰动,施工方式也受到一定限制,多建议开挖方式为机械开挖,而非爆破施工。对于地层岩石强度高的区域,传统机械施工相对较为困难,且施工速度慢,导致工期较长,若采用全断面掘进机,其修筑成本会大大增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,采用悬臂掘进机进行开挖,施工速度快,保证了施工的进度。
本发明的技术方案为:
一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,具体包括有以下步骤:
(1)、全断面帷幕注浆:每一循环注浆段的掌子面处设止浆墙,每一循环注浆段的尾端设置止浆岩盘;
(2)、超前小导管注浆:所述的止浆墙和止浆岩盘之间布设有多圈注浆孔和中心注浆孔,中心注浆孔与隧道纵向截面之间的夹角为90°,最外圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为60-65°,布设完成后,进行钻孔,钻孔后,每个注浆孔内均插入超前小导管并通过止浆墙上的入浆口向超前小导管内注浆,完成初支;
(3)、悬臂掘进机施工:首先悬臂掘进机先驶入隧道一头,然后悬臂掘进机的切割头在隧道掌子面进行切削掘进,悬臂掘进机后方切削下来的渣土再用挖掘机装入运渣车,所述的悬臂掘进机先由右向左从隧道掌子面水平扫底截割,然后按S型左右循环向上的截割路线逐级截割掌子面;
(4)、在隧道内安装钢架钢筋网支护,减少围岩开挖后无支护下的变形时间,以控制围岩变形。
所述的止浆墙和止浆岩盘之间布设有五圈注浆孔,且第一圈注浆孔、第二圈注浆孔、第三圈注浆孔、第四圈注浆孔和第五圈注浆孔为由内而外顺次嵌套的结构,第一圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为83-87°,第二圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为80-82°,第三圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为75-79°,第四圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为70-74°,第五圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为60-65°。
所述的止浆墙和止浆岩盘之间的多圈注浆孔采用由外圈向内圈、同一圈钻孔间隔施工的方式进行钻孔和注浆。
所述的止浆墙外轮廓在开挖线外扩挖40-60cm,止浆墙厚度为2-2.1m,采用C20混凝土浇筑而成。
所述的每一循环注浆段的长度为30m,止浆岩盘的厚度为5m。
所述的超前小导管为前端为锥形封闭结构的钢花管。
所述的悬臂掘进机的切割头选用右旋截割头,由右向左从隧道掌子面水平扫底截割,再按从左至右、自下往上的方式或从右往左、自上而下逐步进行截割。
所述的钢架钢筋网支护的钢架和钢筋网采用工厂预制,现场拼接的施工方式。
本发明的优点:
(1)、本发明采用悬臂掘进机可根据围岩的坚硬程度定制不同的截齿,截割方式是从扫底开始截割,再按S型左右循环向上的截割路线逐级截割以上部分,围岩切割效果好,施工速度快,同时也避免隧道的超挖或欠挖;
(2)、本发明开挖掌子面前先进行全断面帷幕注浆,使围岩拥有较好的止水性,且在隧道开挖前使围岩已得到了有效的加固,保证施工的安全;
(3)、本发明采用超前小导管进行注浆与全段面帷幕注浆共同加固围岩,再次提高围岩的自承能力,减少因隧道施工而引起的围岩变形,保证隧道安全施工;
(4)、本发明在围岩开挖后采用钢架钢筋网进行支护,减少围岩开挖后无支护下的变形时间,以控制围岩变形。
附图说明
图1是本发明全断面帷幕注浆纵断面示意图;
图2是本发明注浆孔分布的结构示意图;
图3是本发明超前小导管的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,具体包括有以下步骤:
(1)、全断面帷幕注浆:见图1,每一循环注浆段的长度为30m,每一循环注浆段的掌子面处设止浆墙1,止浆墙1外轮廓在开挖线外扩挖40-60cm,止浆墙1厚度为2-2.1m,采用C20混凝土浇筑而成,每一循环注浆段的尾端设置止浆岩盘2,止浆岩盘2的厚度为5m;
(2)、超前小导管注浆:见图1和图2,止浆墙1和止浆岩盘2之间布设有五圈注浆孔3和中心注浆孔4,中心注浆孔4与止浆墙纵向截面之间的夹角为90°,第一圈注浆孔、第二圈注浆孔、第三圈注浆孔、第四圈注浆孔和第五圈注浆孔为由内而外顺次嵌套的结构,第一圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为85°,第二圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为81°,第三圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为77°,第四圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为73°,第五圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为61°,布设完成后,进行钻孔,钻孔后,每个注浆孔内均插入超前小导管5(见图3,前端为锥形封闭结构的钢花管,注浆时,由尾端想前端注浆)并通过止浆墙上的入浆口向超前小导管内注浆,完成初支;其中,五圈注浆孔采用由外圈向内圈、同一圈钻孔间隔施工的方式进行钻孔和注浆;
(3)、悬臂掘进机施工:首先悬臂掘进机先驶入隧道一头,然后悬臂掘进机的切割头在隧道掌子面进行切削掘进,悬臂掘进机后方切削下来的渣土再用挖掘机装入运渣车,悬臂掘进机从隧道掌子面底部按S型左右循环向上的截割路线逐级截割掌子面,悬臂掘进机的切割头选用右旋截割头,由右向左从隧道掌子面水平扫底截割,再按从左至右、自下往上的方式或从右往左、自上而下逐步进行截割;
(4)、在隧道内安装钢架钢筋网支护,其中,钢架钢筋网支护的钢架和钢筋网采用工厂预制,现场拼接的施工方式,钢架钢筋网支护减少了围岩开挖后无支护下的变形时间,以控制围岩变形。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:具体包括有以下步骤:
(1)、全断面帷幕注浆:每一循环注浆段的掌子面处设止浆墙,每一循环注浆段的尾端设置止浆岩盘;
(2)、超前小导管注浆:所述的止浆墙和止浆岩盘之间布设有多圈注浆孔和中心注浆孔,中心注浆孔与隧道纵向截面之间的夹角为90°,最外圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为60-65°,布设完成后,进行钻孔,钻孔后,每个注浆孔内均插入超前小导管并通过止浆墙上的入浆口向超前小导管内注浆,完成初支;
(3)、悬臂掘进机施工:首先悬臂掘进机先驶入隧道一头,然后悬臂掘进机的切割头在隧道掌子面进行切削掘进,悬臂掘进机后方切削下来的渣土再用挖掘机装入运渣车,所述的悬臂掘进机先由右向左从隧道掌子面水平扫底截割,然后按S型左右循环向上的截割路线逐级截割掌子面;
(4)、在隧道内安装钢架钢筋网支护,减少围岩开挖后无支护下的变形时间,以控制围岩变形。
2.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的止浆墙和止浆岩盘之间布设有五圈注浆孔,且第一圈注浆孔、第二圈注浆孔、第三圈注浆孔、第四圈注浆孔和第五圈注浆孔为由内而外顺次嵌套的结构,第一圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为83-87°,第二圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为80-82°,第三圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为75-79°,第四圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为70-74°,第五圈注浆孔与止浆墙纵向截面之间的夹角为60-65°。
3.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的止浆墙和止浆岩盘之间的多圈注浆孔采用由外圈向内圈、同一圈钻孔间隔施工的方式进行钻孔和注浆。
4.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的止浆墙外轮廓在开挖线外扩挖40-60cm,止浆墙厚度为2-2.1m,采用C20混凝土浇筑而成。
5.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的每一循环注浆段的长度为30m,止浆岩盘的厚度为5m。
6.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的超前小导管为前端为锥形封闭结构的钢花管。
7.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的悬臂掘进机的切割头选用右旋截割头,由右向左从隧道掌子面水平扫底截割,再按从左至右、自下往上的方式或从右往左、自上而下逐步进行截割。
8.根据权利要求1所述的一种利用悬臂掘进机下穿人行通道的地铁区间施工方法,其特征在于:所述的钢架钢筋网支护的钢架和钢筋网采用工厂预制,现场拼接的施工方式。
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