CN111734419A - 一种坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，将护拱分两前后两段先后施工，每段先施工上断面，后施工下断面；进洞开挖采用分段分次开挖、分段分次落底，尽量减少单次开挖量，确保在护拱及超前长管棚的支撑下进行隧道进洞开挖，保证了施工安全；护拱结构为异形，两侧拱脚高度不同，具体根据现场基岩标高，保证拱脚落在基岩上即可，大大减少了开挖量，降低了对坡积体的施工扰动，节省了边、仰坡防护的工程量，能降低施工成本，缩短施工周期。

Description

一种坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法。
背景技术
进洞施工是隧道施工的关键工序之一，其成功与否直接影响着整个隧道工程的施工周期、洞口段的结构安全。常规隧道一般采用2m长套拱配合超前长管棚的支护措施，按照台阶法或预留核心土法开挖进洞。
但当隧道洞口段位于松散堆积体、坡积体等不良地质，及浅埋、偏压明显，山体较陡、仰坡较高等不利地形条件下时，若采用常规进洞施工方法，洞口山体由于遇水、施工扰动等极易发生坍塌，存在重大安全风险。
发明内容
本发明的目的是针对坡积体、松散堆积体等不良地质、不利地形条件下的隧道施工，提供一种隧道异形护拱逆做进洞施工方法，减少山体开挖量、不扰动坡积体稳定，从而降低安全风险，同时能减少材料投入，缩短施工周期。
本发明的技术方案如下：
一种坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待建护拱四周山体按能够保持稳定的坡率进行刷坡，并对边、仰坡进行锚喷防护；
(2)按离山体远近，沿隧道纵向将护拱分两前后两段分别施工，前段护拱长2m，后段护拱长不少于6m；先施作前段护拱上断面，开挖时预留核心土，前段护拱上断面施作至拱部180°位置，两端设置临时混凝土基座；施作后段护拱上断面，左侧拱脚至基岩，右侧拱脚落至山体即可；
(3)在护拱内施作超前长管棚；
(4)前段护拱向下开挖，施作下断面，采用接长的方式将前段护拱落至设计标高；
(5)前段护拱施作完成后，暗洞开挖进洞；施工中先开挖上台阶，施作后段护拱右侧下断面及上台阶初期支护，一次开挖进尺控制在0.6～0.8m；
(5)上台阶支护完成，且喷射混凝土达到设计强度的70％以上后，采用跳槽开挖方式开挖中台阶，所述跳槽开挖，是将中台阶分为左右两部分交错开挖，中台阶初期支护双侧交错落底，避免上台阶初期支护两侧拱脚同时悬空；
(7)中台阶支护完成，且喷射混凝土达到设计强度的70％以上后，采用跳槽开挖方式开挖下台阶，下台阶跳槽开挖也是分为左右两部分交错开挖，下台阶初期支护双侧交错落底，避免中台阶初期支护两侧拱脚同时悬空；
(8)洞身全断面开挖完成后，及时施作仰拱；仰拱纵向长度12m，一次开挖进尺不大于3m；
(9)仰拱施作完成后，进行第一循环拱墙衬砌施工，进洞施工完成。
本发明的优点主要在于：
(1)本发明护拱结构为异形，两侧拱脚高度不同，具体根据现场基岩标高，保证拱脚落在基岩上即可，相比于常规方法的统一尺寸护拱结构，大大减少了开挖量，降低了对坡积体的施工扰动，节省了边、仰坡防护的工程量，同时还减少了材料、机械、人工的投入，能降低施工成本，缩短施工周期；
(2)本发明护拱结构采用逆作法施工，即先施工上断面、后施工下断面；同时根据洞身的施工情况，分段分次开挖、分段分次落底，尽量减少单次开挖量，确保在护拱及超前长管棚的支撑下进行隧道进洞开挖，保证了施工安全。
附图说明
图1是本发明的施工流程图；
图2是本发明的护拱沿隧道纵断面结构示意图；
图3是前段护拱的横断面结构示意图；
图4是后段护拱的横断面结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例，结合附图，对本发明的实现方式进行说明。
在本发明的一个具体实施例中，隧道围岩为全～中等风化中元古绢云钠长石英片岩，洞口段为浅埋隧道，同时洞口位于坡积体内，松散堆积体长145m，位于斜坡坡脚，自然坡角约28°，隧道施工前处于稳定状态，坡脚开挖后易失稳，对隧道进口边仰坡稳定性有一定影响。
为了确保隧道施工安全进洞，采用本发明进行护拱施作及进洞施工，施工流程如图1所示，具体方法如下：
(1)将待建护拱四周山体按能够保持稳定的坡率进行刷坡，并对边、仰坡进行锚喷防护。
边仰坡锚喷防护结构包括钢筋网、注浆导管、喷射混凝土；钢筋网铺设在坡面上，钢筋网的钢筋直径为6mm，网格间距为20×20cm；注浆导管与坡面垂直插打在坡体内，采用φ42×3.5mm钢花管，长450cm，间距150cm，呈梅花形布置；喷射混凝土采用C20混凝土，厚10cm，喷射覆盖在钢筋网上方。
(2)如图2、图3、图4所示，按离山体1远近，沿隧道纵向将护拱分两前后两段先后分别施工，前段护拱2长2m，后段护拱3长不少于6m。
护拱径向设计厚度60cm，纵向长度根据现场地形、地质条件确定，但总长度不少于8m；前段护拱2纵竖向高度不少于10m；后段护拱3竖向高度不少于7m，后段护拱左、右侧拱脚高度具体根据现场山体基岩标高确定。
先施作前段护拱上断面4，开挖周围土体，开挖时预留核心土5，前段护拱上断面4施作至拱部180°位置，在两端浇筑临时混凝土基座6；然后施作后段护拱上断面7，后段护拱上断面7左侧拱脚至基岩，右侧拱脚落至山体即可。
护拱内沿纵向等间距设置I18型钢拱架8。相邻型钢拱架8间设置等间距φ25连接钢筋，连接钢筋环向间距50cm，以增加护拱的整体刚度；钢拱架顶部设置孔口管以安装超前长管棚，孔口管环向间距0.5m，相邻孔口管间通过φ25钢筋焊接固定。
(3)沿隧道纵向在护拱内施作超前长管棚9。
所述超前长管棚采用φ127×6mm钢管，纵向长度40.0m；紧贴钢管内壁设置3根φ22钢筋，3根钢筋呈等边三角形布置，并通过支撑钢筋连接固定，以增加钢管的整体刚度；钢管壁四周设置φ12mm注浆孔，纵向间距20cm，用以向山体注浆，将超前大管棚与山体加固成整体。
(4)前段护拱2向下开挖，施作下断面，采用接长的方式将前段护拱落至设计标高。
(5)前段护拱施作完成后，采用暗洞开挖进洞；如图3所示，施工中先开挖上台阶11，施作后段护拱右侧下断面及上台阶初期支护12，上台阶一次开挖进尺控制在0.6～0.8m；
(6)上台阶初期支护12完成，且喷射混凝土达到设计强度的70％以上后，采用跳槽开挖方式开挖中台阶13，所述跳槽开挖，是将中台阶13分为左右两部分，两部分交错开挖，中台阶初期支护14两侧交错落底，以避免上台阶初期支护12两侧拱脚同时悬空；
(7)中台阶支护15完成，且喷射混凝土达到设计强度的70％以上后，采用跳槽开挖方式开挖下台阶15；下台阶跳槽开挖页是将下台阶分为左右两部分交错开挖，下台阶初期支护16两侧交错落底，避免中台阶初期支护14两侧拱脚同时悬空；
(8)洞身全断面开挖完成后，及时施作仰拱17；仰拱17纵向长度12m，一次开挖进尺不大于3m；
(9)仰拱施作完成后，进行第一循环拱墙18衬砌施工，进洞施工完成。

Claims (5)

1.一种坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待建护拱四周山体按能够保持稳定的坡率进行刷坡，并对边、仰坡进行锚喷防护；
(2)按离山体远近，沿隧道纵向将护拱分两前后两段分别施工，前段护拱长2m，后段护拱长不少于6m；先施作前段护拱上断面，开挖时预留核心土，前段护拱上断面施作至拱部180°位置，两端设置临时混凝土基座；施作后段护拱上断面，左侧拱脚至基岩，右侧拱脚落至山体即可；
(3)在护拱内施作超前长管棚；
(4)前段护拱向下开挖，施作下断面，采用接长的方式将前段护拱落至设计标高；
(5)前段护拱施作完成后，暗洞开挖进洞；施工中先开挖上台阶，施作后段护拱右侧下断面及上台阶初期支护，一次开挖进尺控制在0.6～0.8m；
(5)上台阶支护完成，且喷射混凝土达到设计强度的70％以上后，采用跳槽开挖方式开挖中台阶，所述跳槽开挖，是将中台阶分为左右两部分交错开挖，中台阶初期支护双侧交错落底，避免上台阶初期支护两侧拱脚同时悬空；
(7)中台阶支护完成，且喷射混凝土达到设计强度的70％以上后，采用跳槽开挖方式开挖下台阶，下台阶跳槽开挖也是分为左右两部分交错开挖，下台阶初期支护双侧交错落底，避免中台阶初期支护两侧拱脚同时悬空；
(8)洞身全断面开挖完成后，及时施作仰拱；仰拱纵向长度12m，一次开挖进尺不大于3m；
(9)仰拱施作完成后，进行第一循环拱墙衬砌施工，进洞施工完成。
2.根据权利要求1所述的坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，其特征在于：边仰坡锚喷防护结构包括钢筋网、注浆导管、喷射混凝土；钢筋网铺设在坡面上，钢筋网的钢筋直径为6mm，网格间距为20×20cm；注浆导管与坡面垂直插打在坡体内，采用φ42×3.5mm钢花管，长450cm，间距150cm，呈梅花形布置；喷射混凝土采用C20混凝土，厚10cm，喷射覆盖在钢筋网上方。
3.根据权利要求1所述的坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，其特征在于：护拱径向厚60cm，纵向长度根据现场地形、地质条件确定，但总长度不少于8m；所述前段护拱纵竖向高度不少于10m；后段护拱竖向高度不少于7m，且左、右侧拱脚高度不同，具体根据现场基岩标高确定，要保证拱脚落在基岩上。
4.根据权利要求1所述的坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，其特征在于：护拱内沿纵向等间距设置I18型钢拱架，相邻型钢拱架间设置等间距φ25连接钢筋，连接钢筋环向间距50cm，以增加护拱的整体刚度；钢拱架顶部设置孔口管以安装超前长管棚，孔口管环向间距0.5m，相邻孔口管间通过φ25钢筋焊接固定。
5.根据权利要求1所述的坡积体上隧道异形护拱逆做进洞施工方法，其特征在于：所述超前长管棚采用φ127×6mm钢管，纵向长度40.0m；紧贴钢管内壁设置3根φ22钢筋，3根钢筋呈等边三角形布置，并通过支撑钢筋连接固定，以增加钢管的整体刚度；钢管壁四周设置φ12mm注浆孔，纵向间距20cm，用以向山体注浆，将超前大管棚与山体加固成整体。
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