CN112196581B - 一种软岩隧道施工支护时机确定方法 - Google Patents

一种软岩隧道施工支护时机确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及隧道施工的领域，具体而言，涉及一种软岩隧道施工支护时机确定方法，采用台阶法施工，每部分开挖后立即施作第一层支护。上台阶第一层支护后：若岩体以极软岩为主，立即施作上台阶第二层支护。若初支已出现开裂或掉块，立即施作上台阶第二层支护。否则，暂不施作上台阶第二层支护。下台阶第一层支护后：若岩体以极软岩为主，立即施作下台阶第二层支护。若初支已出现开裂或掉块，立即施作下台阶第二层支护。否则，暂不施作下台阶第二层支护。仰拱第一层支护后，立即施作仰拱第二层支护。本发明根据围岩变形特点和力学特性，明确了一次支护和二次支护施作时机，有效控制围岩变形，同时也较为经济。

Description

一种软岩隧道施工支护时机确定方法
技术领域
本发明涉及隧道施工的领域，具体而言，涉及一种软岩隧道施工支护时机确定方法。
背景技术
高地应力软岩条件下，隧道开挖后，洞周围岩压力将随着围岩变形逐步释放，因此针对这种特性，针对高地应力软岩严重大变形隧道，为有效控制隧道变形，可采用多重支护方式，一方面逐步释放围岩压力，另一方面逐步提高支护抗力，最后围岩压力与支护抗力相平衡，达到控制最终变形的目的。但目前规范中仅提出多重支护的理念，实际应用案例较少，经验不足，同时对于各层支护施作的时机无明确规定，随意性较大，若支护施作过早，围岩压力太大，支护难以抵抗，若支护施作过晚，则围岩已发生过大变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种软岩隧道施工支护时机确定方法，其能够在合适的时机进行支护，避免隧道大变形。
本发明的实施例是这样实现的：
一种软岩隧道施工支护时机确定方法，采用台阶法施工，每部分开挖后立即施作第一层支护；
上台阶第一层支护后：若岩体以极软岩为主，立即施作上台阶第二层支护；若初支已出现开裂或掉块，立即施作上台阶第二层支护；否则，暂不施作上台阶第二层支护；
下台阶第一层支护后：若岩体以极软岩为主，立即施作下台阶第二层支护；若初支已出现开裂或掉块，立即施作下台阶第二层支护；否则，暂不施作下台阶第二层支护；
仰拱第一层支护后，立即施作仰拱第二层支护。
进一步地，还包括锚杆施作时机；上台阶开挖后，若岩体以极软岩为主，则在掌子面后方4～6m处施作上台阶锚杆，否则在掌子面后方10～15m处施作上台阶锚杆；
下台阶的锚杆随下台阶第一层支护一同施作；
仰拱的锚杆随仰拱第一层支护一同施作。
进一步地，所述极软岩是指岩石饱和强度小于15MPa的岩层。
进一步地，仰拱第二层支护施作后，立即施作仰拱二衬、仰拱填充，仰拱与掌子面距离不得大于35m。
进一步地，隧道包括仰拱和仰拱上方的拱墙；仰拱二衬和仰拱填充完成后，若拱墙第二层支护未施作，则根据断面扫描结果判断拱墙第二层支护的支护时机；
若拱墙变形量达到隧道预留变形量50％，施作拱墙第二层支护；
拱墙变形量大于20cm，但未达到隧道预留变形量50％：若拱墙变形速率大于5mm/d，且变形速率呈上升趋势，施作拱墙第二层支护；否则可不施作拱墙第二层支护；
拱墙变形量未达到20cm：若变形速率趋于平缓，则可不施作拱墙第二层支护；若变形速率呈增加，则继续监测拱墙变形情况。
进一步地，隧道预留变形量为50～70cm。
进一步地，隧道包括第一层支护、第二层支护和二次衬砌；所述第一层支护、第二层支护和二次衬砌由外向内依次分布。
进一步地，围岩收敛速率小于或等于0.6mm/d或拱部下沉速率小于或等于0.3mm/d时，施工二次衬砌。
进一步地，若收敛速率大于0.6mm/d且拱部下沉速率大于0.3mm/d时，对围岩进行径向注浆，直至围岩收敛速率小于或等于0.6mm/d或拱部下沉速率小于或等于0.3mm/d。
本发明的有益效果是：
施工中，每次开挖后立即进行第一层支护，及时对围岩进行支撑，避免围岩产生大的变形。上台阶第一层支护后：若岩体以极软岩为主，立即施作上台阶第二层支护；若初支已出现开裂或掉块，立即施作上台阶第二层支护；否则，暂不施作上台阶第二层支护。这就使得第二层支护及时对第一层支护进行补充支护，避免第一层支护无法支撑导致第一层支护被破坏。
本发明根据围岩变形特点和力学特性，明确了一次支护和二次支护施作时机，有效控制围岩变形，同时也较为经济。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的隧道的示意图。
图标：
1-第一层支护，2-第二层支护，3-二次衬砌，4-锚杆。
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例：
请参照图1，本实施例提供一种软岩隧道施工支护时机确定方法。隧道包括第一层支护1、第二层支护2和二次衬砌3。第一层支护1、第二层支护2和二次衬砌3由外向内依次分布。
隧道采用台阶法施工，可以是三台阶法也可以是两台阶法等，具体根据需要选择。每部分开挖后立即施作第一层支护1。保证隧道能够及时被支护，避免隧道长时间没有支护导致隧道大变形。实际开挖过程中，循环进尺不超过两榀拱架；相邻拱架之间的间距为0.6m。第一层支护1包括第一层喷射混凝土和第一层钢架。
上台阶第一层支护1后：若岩体以极软岩为主，立即施作上台阶第二层支护2。极软岩是指岩石饱和强度小于15MPa的岩层。第二层支护2主要包含第二层喷射混凝土、第二层钢架。极软岩的围岩自身的稳定性不高，第一层支护1后仍然可能较大变形，第一层支护1无法抵挡其变形力。第一层支护1后立即施作第二层支护2。使得第一层支护1产生形变时，第二层支护2能够及时进行支护，有效避免第一层支护1变形。
若初支已出现开裂或掉块，立即施作上台阶第二层支护2。此时，第一层支护1已经开始被破坏，应及时进行第二次支护。如果上述两种情况均为出现，则围岩较为稳定，可暂不施作上台阶的第二层支护2。
下台阶第一层支护1后：若岩体以极软岩为主，立即施作下台阶第二层支护2。若初支已出现开裂或掉块，立即施作下台阶第二层支护2。否则，暂不施作下台阶第二层支护2。下台阶的支护情况与原理和上台阶的支护情况类似。
仰拱第一层支护1后，立即施作仰拱第二层支护2。仰拱第二层支护2施作后，立即施作仰拱二衬、仰拱填充，仰拱与掌子面距离不得大于35m。
施工中，每次开挖后立即进行第一层支护1，及时对围岩进行支撑，避免围岩产生大的变形。上台阶第一层支护1后：若岩体以极软岩为主，立即施作上台阶第二层支护2。若初支已出现开裂或掉块，立即施作上台阶第二层支护2。否则，暂不施作上台阶第二层支护2。这就使得第二层支护2及时对第一层支护1进行补充支护，避免第一层支护1无法支撑导致第一层支护1被破坏。同时，暂不需要施作二层支护的洞段可根据断面监测的情况判定支护时机，其第二层支护2时，该洞段开挖已经比较完全，空间大，方便施工。
本发明根据围岩变形特点和力学特性，明确了一次支护和二次支护施作时机，有效控制围岩变形，同时也较为经济。
本实施例中，还包括锚杆4的施作时机。上台阶开挖后，若岩体以极软岩为主，则在掌子面后方4～6m处施作上台阶锚杆。锚杆4一般的长度为6-10m，施工需要一定的空间。上台阶开挖4～6m深即可进行锚杆4的施工。锚杆4提早施工也有利于围岩的稳定。若岩体非极软岩为主，即可在掌子面后方10～15m处施作上台阶锚杆。这样也能保证围岩的稳定。下台阶的锚杆4随下台阶第一层支护一同施作。仰拱的锚杆4随仰拱第一层支护一同施作。
本实施例中，隧道包括仰拱和仰拱上方的拱墙。采用台阶法开挖时，上台阶和下台阶开挖后即完成拱墙开挖。仰拱二衬和仰拱填充完成后，若拱墙第二层支护未施作，则根据断面扫描结果判断拱墙第二层支护的支护时机。
若拱墙变形量达到隧道预留变形量50％，施作拱墙第二层支护。此时，拱墙变形量较大，拱墙不稳定，需要及时施作拱墙第二层支护。实际中，隧道预留变形量为50～70cm。
拱墙变形量大于20cm，但未达到隧道预留变形量50％：若拱墙变形速率大于5mm/d，且变形速率呈上升趋势，施作拱墙第二层支护。此时，拱墙变形速率较大，仍然不够稳定。若拱墙变形速率大于5mm/d，且变形速率呈下降趋势，拱墙变形趋于平稳并将逐渐稳定，可不施作拱墙第二层支护。
拱墙变形量未达到20cm：若变形速率趋于平缓，则可不施作拱墙第二层支护。若变形速率呈增加，则继续监测拱墙变形情况。
根据具体情况判定二层支护是否需要，及能够保证支护的稳定，也避免了不必要的支护，节省成本。
本实施例中，围岩收敛速率小于或等于0.6mm/d或拱部下沉速率小于或等于0.3mm/d时，施工二次衬砌。此时，围岩趋于稳定，应力释放合适，适合施作二次衬砌。
本实施例中，若收敛速率大于0.6mm/d且拱部下沉速率大于0.3mm/d时，对围岩进行径向注浆，直至围岩收敛速率小于或等于0.6mm/d或拱部下沉速率小于或等于0.3mm/d。通过径向注浆使得围岩稳定，进而使得围岩状态适合施作二次衬砌。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种软岩隧道施工支护时机确定方法，其特征是：采用台阶法施工，每部分开挖后立即施作第一层支护(1)；
上台阶第一层支护(1)后：若岩体以极软岩为主，立即施作上台阶第二层支护(2)；若初支已出现开裂或掉块，立即施作上台阶第二层支护(2)；否则，暂不施作上台阶第二层支护(2)；
下台阶第一层支护(1)后：若岩体以极软岩为主，立即施作下台阶第二层支护(2)；若初支已出现开裂或掉块，立即施作下台阶第二层支护(2)；否则，暂不施作下台阶第二层支护(2)；
仰拱第一层支护(1)后，立即施作仰拱第二层支护(2)；
仰拱第二层支护(2)施作后，立即施作仰拱二衬、仰拱填充，仰拱与掌子面距离不得大于35m；
隧道包括仰拱和仰拱上方的拱墙；仰拱二衬和仰拱填充完成后，若拱墙第二层支护未施作，则根据断面扫描结果判断拱墙第二层支护的支护时机；
若拱墙变形量达到隧道预留变形量50％，施作拱墙第二层支护；
拱墙变形量大于20cm，但未达到隧道预留变形量50％：若拱墙变形速率大于5mm/d，且变形速率呈上升趋势，施作拱墙第二层支护；否则可不施作拱墙第二层支护；
拱墙变形量未达到20cm：若变形速率趋于平缓，则可不施作拱墙第二层支护；若变形速率呈增加，则继续监测拱墙变形情况；还包括锚杆(4)的施作时机；上台阶开挖后，若岩体以极软岩为主，则在掌子面后方4～6m处施作上台阶锚杆，否则在掌子面后方10～15m处施作上台阶锚杆；
下台阶的锚杆(4)随下台阶第一层支护一同施作；
仰拱的锚杆(4)随仰拱第一层支护一同施作。
2.根据权利要求1所述的软岩隧道施工支护时机确定方法，其特征是：所述极软岩是指岩石饱和强度小于15MPa的岩层。
3.根据权利要求1所述的软岩隧道施工支护时机确定方法，其特征是：隧道预留变形量为50～70cm。
4.根据权利要求1所述的软岩隧道施工支护时机确定方法，其特征是：隧道包括第一层支护(1)、第二层支护(2)和二次衬砌(3)；所述第一层支护(1)、第二层支护(2)和二次衬砌(3)由外向内依次分布。
5.根据权利要求4所述的软岩隧道施工支护时机确定方法，其特征是：围岩收敛速率小于或等于0.6mm/d或拱部下沉速率小于或等于0.3mm/d时，施工二次衬砌。
6.根据权利要求5所述的软岩隧道施工支护时机确定方法，其特征是：若收敛速率大于0.6mm/d且拱部下沉速率大于0.3mm/d时，对围岩进行径向注浆，直至围岩收敛速率小于或等于0.6mm/d或拱部下沉速率小于或等于0.3mm/d。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102080550A (zh) * 2011-01-30 2011-06-01 同济大学 大断面岩石隧道双层初期支护系统设计方法
CN102444407A (zh) * 2011-12-12 2012-05-09 中铁二局股份有限公司 高地应力软弱围岩隧道下台阶施工变形控制方法
CN103527219A (zh) * 2013-10-18 2014-01-22 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 用于大变形地层的隧道支护结构及其施工工法
JP2015214853A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 大成建設株式会社 トンネルの覆工方法
CN107609241A (zh) * 2017-09-01 2018-01-19 宁波市交通规划设计研究院有限公司 软弱流变围岩隧道二次衬砌结构刚度及其施作时机的优选设计方法
CN110130948A (zh) * 2019-06-19 2019-08-16 中铁十九局集团第六工程有限公司 一种两台阶带仰拱快速封闭隧道支护结构及其施工方法
CN111335923A (zh) * 2020-05-19 2020-06-26 中铁五局集团第一工程有限责任公司 一种不良地质隧道软岩大变形的施工方法
CN111594182A (zh) * 2020-05-14 2020-08-28 北京交通大学 一种大埋深软岩隧道大变形控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102080550A (zh) * 2011-01-30 2011-06-01 同济大学 大断面岩石隧道双层初期支护系统设计方法
CN102444407A (zh) * 2011-12-12 2012-05-09 中铁二局股份有限公司 高地应力软弱围岩隧道下台阶施工变形控制方法
CN103527219A (zh) * 2013-10-18 2014-01-22 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 用于大变形地层的隧道支护结构及其施工工法
JP2015214853A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 大成建設株式会社 トンネルの覆工方法
CN107609241A (zh) * 2017-09-01 2018-01-19 宁波市交通规划设计研究院有限公司 软弱流变围岩隧道二次衬砌结构刚度及其施作时机的优选设计方法
CN110130948A (zh) * 2019-06-19 2019-08-16 中铁十九局集团第六工程有限公司 一种两台阶带仰拱快速封闭隧道支护结构及其施工方法
CN111594182A (zh) * 2020-05-14 2020-08-28 北京交通大学 一种大埋深软岩隧道大变形控制方法
CN111335923A (zh) * 2020-05-19 2020-06-26 中铁五局集团第一工程有限责任公司 一种不良地质隧道软岩大变形的施工方法

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