CN111271066B - 一种偏压进洞的斜交正做施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种偏压进洞的斜交正做施工方法，是指成洞面开挖基本平行于洞口等高线，斜交于隧道轴线，进洞开挖时结合山体走势紧贴成洞面施工斜向套拱，钢拱架垂直于隧道轴线逐榀架设，套拱外施作明洞并回填的一种进洞施工方法。本发明的施工方法能保证地质条件较好、浅埋偏压地形条件的隧道安全顺利的进洞，能大幅度减少山体的开挖量，充分体现了人与自然和谐发展的理念，具有方法简单实用，施工成本低，施工周期短，安全可靠，质量可控的优点。

Description

一种偏压进洞的斜交正做施工方法
技术领域
本发明属于一种偏压进洞的斜交正做施工方法。
背景技术
在公路工程建设过程中，选线不可避免地会穿越陡斜山体，在这些位置修建隧道，洞口极可能出现偏压的情况。现有技术中，在偏压隧道进洞施工时，对于地质条件好的陡峭洞口，往往会采用斜交正做的施工方法以减小边、仰坡开挖。
目前，隧道进洞套拱的常用施工方法有两种：其一为利用将常规的套拱钢拱架采取左右错位架设的方法，即钢拱架的架设方向与隧道行车轴心线斜向45°～60°角安装，两侧钢拱架采用“外密内疏”的方法架设，将常规的正交套拱制作成与隧道进洞方向斜交套拱、洞门斜交的一种施工方法。其二为采用与洞口地质和地形条件相适应的斜交角度进洞，采用以梯形套拱超前支护作为预支护的斜交进洞、洞门正交的施工方法。
钢拱架采用“外密内疏”的方法架设时，钢拱架角度及尺寸各不相同，加工及施工难度大；采用以梯形套拱超前支护斜交进洞时，仍需进行部分开挖，且梯形套拱所用的混凝土方量较大，混凝土浇筑与养护难度大。
斜交进洞法一般仅适用于地质条件较好的陡峭洞口，对于围岩较破碎、稳定性差的Ⅴ级洞口段一般不采用斜交进洞的施工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种偏压进洞的斜交正做施工方法，能保证偏压地形条件下的隧道安全进洞。本发明的斜交正做是指成洞面开挖基本平行于洞口等高线，斜交于隧道轴线，进洞开挖时结合山体走势紧贴成洞面施工斜向套拱，钢拱架垂直于隧道轴线架设，套拱外施作明洞并回填的一种进洞施工方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)施作截水沟：在设计开挖线外3～5m范围开挖施作截水沟，疏导地表径流，确保洞口施工安全；
2)洞口段开挖防护：依地形开挖隧道成洞面，隧道成洞面基本平行于洞口等高线，方向与隧道轴线斜向45°～60°角，隧道成洞面前的洞口段山体开挖面进行坡面防护，按锚喷工序施工洞口边仰坡的锚杆、钢筋网、喷射混凝土；
3)推力墩施工：推力墩平行于隧道轴线浇筑，基础需落于稳定的基岩上；
4)斜交套拱施工：紧贴隧道成洞面搭设多榀钢拱架，钢拱架的架设方向与隧道行车轴心线斜向45°～60°角安装，钢拱架拱脚分别采用锁脚锚杆固定在推力墩与洞口段山体基岩上，钢拱架施作完成后浇筑斜交套拱；
5)超前支护施工：步骤4)的套拱浇筑完成后进行钻孔，以形成超前预支护，在钻孔中顶入所有支护钢管后，采用液压注浆机进行注浆施工；
6)暗挖施工：依次开挖山体侧围岩及喷射混凝土，施作系统锚杆，从斜交套拱处向隧洞内架立初支钢拱架，开始阶段采用“半明半暗”的方法架立初支钢拱架，初支钢拱架垂直于隧道轴线，然后，向外侧施作初支钢拱架至洞门墙背桩号，并及时施作衬砌；
7)洞门墙施工；
8)洞顶回填与景观绿化：衬砌结构达到一定强度后，对成洞面与推力墩之间的区域进行回填，然后再回填区域顶面进行景观绿化。
步骤1)中，截水沟长度根据现场实际地形进行施工，需将地表水截流至现状冲沟或道路排水系统。
在步骤2)中，洞口段开挖前应认真实施洞口段稳定的加固措施，不得采用大面积开挖，应先清除洞口段仰坡上方松散的岩体，较大的危岩体可以采用主被动防护网进行加固，洞口段施工避开雨季。
步骤3)中，推力墩起始桩号始于设计洞门墙，终点桩号与现状成洞面紧贴，长度根据实际地形确定。
步骤4)中，套拱浇筑时需预留导向钢管，导向钢管平行于隧道轴线。
步骤5)中，超前支护的钻孔在导向钢管的基础上平行于隧道轴线打设，超前支护长度由于斜交套拱而有所不同，超前支护布设角度范围可根据隧道断面进行调整。
在步骤6)中，开挖施工过程中严格按照管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环的原则；斜交套拱范围内的初支钢拱架采用“半明半暗”的方法架立时，一侧紧贴围岩，一侧顶牢推力墩，每榀钢拱架之间采用纵向连接筋焊接，确保钢拱架的稳定。
在步骤7)中，洞门墙与侧面推力墩应设置插筋以保证连接牢靠。
步骤8)中，洞顶的回填料宜选用水泥稳定土或洞渣等透水性良好的材料，不得含泥草、腐殖质等。回填区域以上需回填种植土并进行绿化防护。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明方法因地制宜，当洞口段处于围岩较好的偏压地形条件时，仅需开挖基本平行于洞口等高线的成洞面，结合山体走势紧贴成洞面施工斜向套拱，避免为创造进洞条件而造成的大开大挖，降低偏压地段的边、仰坡开挖高度，减少对山体的干扰和破坏。钢拱架垂直于隧道轴线架设可以降低因钢拱架角度及尺寸各不相同而造成的加工及施工难度，斜向套拱外施作明洞并回填则可极大的减小边、仰坡的坡度，保护洞门墙及隧道运营期的行车安全。本发明的施工方法能保证地质条件较好、浅埋偏压地形条件的隧道安全顺利的进洞，能大幅度减少山体的开挖量，充分体现了人与自然和谐发展的理念，具有方法简单实用，施工成本低，施工周期短，安全可靠，质量可控的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
图2是本发明的隧道斜交正做进洞立面示意图。
图3是本发明的隧道套拱及超前支护结构示意图。
图4是本发明的隧道进洞后的钢拱架结构示意图。
其中，1、坡面防护；2、推力墩基础开挖线；3、推力墩；4、套拱；5、导向钢管；6、超前支护；7、围岩开挖；8、套拱钢拱架；9、初支钢拱架；10、二次衬砌；11、洞顶回填；12、纵向连接筋。
以下将结合附图进行详细的说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用产品未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本发明的偏压进洞的斜交正做施工方法，包括以下步骤：
施作截水沟→洞口段开挖防护→推力墩施工→斜交套拱施工→超前支护钻孔、安装、注浆→暗挖施工、支护→洞门墙施工→洞顶回填与景观绿化。
1)施作截水沟：在设计开挖线外3～5m范围开挖施作截水沟，疏导地表径流，并将地表水截流至现状冲沟或道路排水系统，确保洞口施工安全；
2)洞口段开挖防护：洞口段100开挖前应认真实施洞口段稳定的加固措施，不得采用大面积开挖，应先清除洞口段仰坡上方松散的岩体，较大的危岩体可以采用主被动防护网进行加固。随后依地形开挖出隧道成洞面，隧道成洞面基本平行于洞口等高线，方向与隧道轴线斜向45°～60°角。开挖完成后进行坡面防护1，按锚喷工序施工洞口边仰坡的锚杆、钢筋网、喷射混凝土。
3)推力墩3施工：推力墩3应平行于隧道轴线浇筑，基础需落于稳定的基岩上；附图标号2位推力墩基础开挖线线。
4)斜交套拱4施工：紧贴隧道成洞面搭设3榀套拱钢拱架8，套拱钢拱架8的架设方向与隧道行车轴心线斜向45°～60°角安装，套拱钢拱架8拱脚分别采用锁脚锚杆固定在推力墩3与洞口段山体基岩上，套拱钢拱架8施作完成后浇筑斜交套拱4，套拱4浇筑时预留导向钢管5，导向钢管5平行于隧道轴线；
5)超前支护施工：套拱4浇筑完成后在导向钢管5的基础上进行钻孔并安装超前支护结构，超前支护结构采用支护钢管6，顶入所有支护钢管6后，采用液压注浆机进行注浆施工；超前支护钢管6平行于隧道轴线，超前支护钢管6长度由于斜交套拱4而有所不同，超前支护钢管6布设角度范围可根据隧道断面进行调整；
6)暗挖施工：依次开挖山体侧围岩及喷射混凝土，附图标号7为山体侧围岩的开挖部分；施作系统锚杆；从斜交套拱4处向隧洞内架立初支钢拱架9，开始阶段采用“半明半暗”的方法架立初支钢拱架9，初支钢拱架9垂直于隧道轴线，初支钢拱架9一侧紧贴围岩，一侧顶牢推力墩3，每榀初支钢拱架9之间采用纵向连接筋12焊接，确保初支钢拱架9的稳定；然后，向外侧施作初支钢拱架9至洞门墙背桩号，并及时施作二次衬砌10；初支钢拱架9的尺寸小于套拱钢拱架8而能处在其内侧；
7)洞门墙施工：隧道进洞后及时施作隧道洞门墙，洞门墙与侧面推力墩3应设置插筋以保证连接牢靠；
8)洞顶回填与景观绿化：结构达到一定强度后，对成洞面与推力墩3之间的区域进行回填，附图标号11为回填区域，回填料宜选用水泥稳定土或洞渣等透水性良好的材料，不得含泥草、腐殖质等。回填区域11以上需回填种植土并进行绿化防护。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于本发明保护的范围。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)施作截水沟：在设计开挖线外3～5m范围开挖施作截水沟，疏导地表径流，确保洞口施工安全；
2)洞口段开挖防护：依地形开挖隧道成洞面，隧道成洞面基本平行于洞口等高线，方向与隧道轴线斜向45°～60°角，隧道成洞面前的洞口段山体开挖面进行坡面防护，按锚喷工序施工洞口边仰坡的锚杆、钢筋网、喷射混凝土；
3)推力墩施工：推力墩平行于隧道轴线浇筑，基础需落于稳定的基岩上；
4)斜交套拱施工：紧贴隧道成洞面搭设多榀钢拱架，钢拱架的架设方向与隧道行车轴心线斜向45°～60°角安装，钢拱架拱脚分别采用锁脚锚杆固定在推力墩与洞口段山体基岩上，钢拱架施作完成后浇筑斜交套拱；
5)超前支护施工：步骤4)的套拱浇筑完成后进行钻孔，以形成超前预支护，在钻孔中顶入所有支护钢管后，采用液压注浆机进行注浆施工；
6)暗挖施工：依次开挖山体侧围岩及喷射混凝土，施作系统锚杆，从斜交套拱处向隧洞内架立初支钢拱架，开始阶段采用“半明半暗”的方法架立初支钢拱架，初支钢拱架垂直于隧道轴线，然后，向外侧施作初支钢拱架至洞门墙背桩号，并及时施作衬砌；
7)洞门墙施工；
8)洞顶回填与景观绿化：衬砌结构达到一定强度后，对成洞面与推力墩之间的区域进行回填，然后再回填区域顶面进行景观绿化。
2.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤1)中，截水沟长度根据现场实际地形进行施工，需将地表水截流至现状冲沟或道路排水系统。
3.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤2)中，洞口段开挖前应认真实施洞口段稳定的加固措施，不得采用大面积开挖，应先清除洞口段仰坡上方松散的岩体，较大的危岩体可以采用主被动防护网进行加固，洞口段施工避开雨季。
4.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤3)中，推力墩起始桩号始于设计洞门墙，终点桩号与现状成洞面紧贴。
5.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤4)中，斜交套拱浇筑时需预留导向钢管，导向钢管平行于隧道轴线。
6.根据权利要求5所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤5)中，超前支护的钻孔在导向钢管的基础上平行于隧道轴线打设，超前支护长度由于斜交套拱而有所不同，超前支护布设角度范围可根据隧道断面进行调整。
7.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤6)中，开挖施工过程中严格按照管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环的原则；斜交套拱范围内的初支钢拱架采用“半明半暗”的方法架立时，一侧紧贴围岩，一侧顶牢推力墩，每榀钢拱架之间采用纵向连接筋焊接，确保钢拱架的稳定。
8.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤7)中，洞门墙与侧面推力墩应设置插筋以保证连接牢靠。
9.根据权利要求1所述的一种偏压进洞的斜交正做施工方法，其特征在于：在步骤8)中，洞顶的回填料宜选用透水性良好的材料，不得含泥草、腐殖质，回填区域以上需回填种植土并进行景观绿化。
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