CN112228105A - 一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于土石混合体下的隧道开挖领域，提供了一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），所述方法包括以下步骤：开挖隧道1至施作二衬；注浆加固和超前支护隧道N，开挖隧道N至施作二衬；注浆加固和超前支护隧道2，开挖隧道2至至施作二衬；重复后两步的施工步序，至所述隧道群内的隧道均开挖至施作二衬。本发明方法通过使各隧道的掌子面相互错开，后进隧道的开挖掌子面距离前一开挖隧道二衬一个超长加固长度且大于10m，从而减少了隧道间的互相扰动，保证了隧道的稳定性，解决了土石混合体围岩条件下多线隧道并行施工的难题。

Description

一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法
技术领域
本发明属于土石混合体下的隧道开挖领域，尤其涉及一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法。
背景技术
土石混合回填土多见于山岭、丘陵等地形中，且在城市发展过程中形成了较多的回填土区，由于土石混合体回填时间往往不长，多为欠固结状态，且由于土石混合体的组成的特殊，土石混合体材料有着不连续、材料和结构不均匀的性质，物理力学特性比传统的土力学和岩石力学更复杂，也更容易出现不可预见的问题。且穿越土石混合体的隧道结构与常规隧道相比，需要根据隧道底部回填土的厚度，选择不同的承载基础形式，如底部注浆加固或桩基，来保证隧道的长期稳定和控制变形。
超小净距隧道群常见于地铁隧道或铁路隧道较集中地区，如城市地下铁路交汇处。由于城市地下空间有限，地铁、铁路站台应集中，不可避免的施工超小净距隧道群。
小净距隧道群不利于结构稳定性，加上土石混合体回填土围岩较差，围岩性质离散性大，在隧道开挖过程中，应在传统施工方法基础上进行改进，采用更加保守的隧道开挖方法，保证隧道的稳定性，以及应尽可能的减少隧道间的互相扰动。针对此情况，故而需要一种开挖方法确保土石混合体回填土围岩条件下隧道施工的稳定性及超小净距隧道群施工过程中的稳定性。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，旨在解决背景技术中所提到的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，所述隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），所述方法包括以下步骤：
步骤1：开挖隧道1至施作二衬；
步骤2：注浆加固和超前支护隧道N，开挖隧道N至施作二衬；所述隧道N的掌子面距离隧道1的二衬施工里程一个超前加固长度；
步骤3：注浆加固和超前支护隧道2，开挖隧道2至至施作二衬；所述隧道2的掌子面距离隧道N的二衬施工里程一个超前加固长度；
步骤4：依照步骤2和3的规律依次施工隧道N-1、隧道3及余下的隧道，至所述隧道群内的隧道均开挖至施作二衬。
优选的，所述的一个超前加固长度大于10m。
优选的，根据不同的隧道结构分类，所述隧道群内的隧道采用无桩基础二台阶施工法进行开挖施工或者施作桩基础的二台阶施工法进行开挖施工。
优选的，所述无桩基础二台阶施工法包括以下步骤：
施作超前注浆预加固地层；
施作双层自进式管棚超前支护，并完善注浆；
短进尺开挖上台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
短进尺开挖下台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
拆除临时支护；
施作仰拱防水层，浇筑仰拱二衬结构；
施作拱墙防水层，浇筑拱墙二衬结构。
优选的，所述超前注浆预加固地层采用预埋孔口管+导孔注浆的方式施作而成。
优选的，根据不同的的围岩条件，所述注浆的方式选择全断面帷幕注浆或者局部帷幕注浆。
优选的，所述施作桩基础的二台阶施工法包括以下步骤：
施作超前注浆预加固地层及止水；
施作双层自进式管棚超前支护，并完善注浆；
短进尺开挖上台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
施作下台阶范围内超前支护；
短进尺开挖下台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
拆除临时支护，施作第二层初支；
施作隧底桩基础；
施作防水层，浇筑二衬结构。
优选的，所述进行临时支护的步骤包括初喷混凝土、安设钢拱架、施作临时支撑、施作锚杆、挂设钢筋网、复喷混凝土至设计厚度的施工工序。
优选的，所述第二层初支采用250±5mm厚的C25喷射钢纤维混凝土施作而成。
优选的，所述施作隧底桩基础的步骤包括场地平整、放线定位、槎管机就位、埋设护筒、校桩位、钻进成孔、清孔、测量桩底沉渣厚度、制安钢筋笼、下导管、浇注桩身砼至桩顶、砼养护的施工工序。
本发明实施例提供的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，先将隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），再按照隧道1、隧道N、隧道2、隧道N-1的顺序依次开挖施工，开挖过程中，各隧道的掌子面相互错开，后进隧道的开挖掌子面距离前一开挖隧道二衬一个超长加固长度且大于10m，从而减少了隧道间的互相扰动，保证了隧道的稳定性，解决了土石混合体围岩条件下多线隧道并行施工的难题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的超小净距隧道群开挖方法的施工示意图；
图3为本发明实施例提供的无桩基础二台阶开挖法的施工步序图；
图4为本发明实施例提供的施作桩基础的二台阶开挖法前四步的施工步序图；
图5为本发明实施例提供的施作桩基础的二台阶开挖法后四步的施工步序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例1
如附图1和2所示，为本发明一个实施例提供的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，所述方法包括以下步骤：
S101，将隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），隧道1称为先进边洞，隧道N称为后进边洞，隧道2~N-1称为中线隧道；
S102，开挖先进边洞1至施作二衬；
S103，当先进边洞1施作二衬后，后进边洞N紧行进行注浆加固及超前支护，然后开挖后进边洞N至施作二衬，后进边洞N的掌子面应距离先进边洞1的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S104，当后进边洞N施作二衬后，进行中线隧道2的注浆加固及超前支护，然后开挖中线隧道2至施作二衬，中线隧道2的掌子面应距离后进边洞N的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S105，当中线隧道2的二衬完成后，选择中线隧道N-1进行注浆加固及超前支护，然后开挖中线隧道N-1至施作二衬，中线隧道N-1的掌子面应距离中线隧道2的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S106，按照步骤S103~S105中的规律施工余下的隧道，直至隧道群内的隧道均开挖至施作二衬。
此外，该隧道群内的隧道采用无桩基础二台阶施工法进行开挖施工，如附图3所示，所述无桩基础二台阶施工法包括以下步骤：
步骤1：采用预埋孔口管+导孔注浆的方式施作超前注浆预加固地层；
步骤2：施作双层自进式管棚超前支护，并完善注浆；
步骤3：短进尺开挖上台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；所述进行临时支护的步骤包括初喷混凝土、安设钢拱架、施作临时支撑、施作锚杆、挂设钢筋网、复喷混凝土至设计厚度的施工工序；
步骤4：短进尺开挖下台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；所述进行临时支护的步骤包括初喷混凝土、安设钢拱架、施作临时支撑、施作锚杆、挂设钢筋网、复喷混凝土至设计厚度的施工工序；
步骤5：拆除临时支护；
步骤6：施作仰拱防水层，浇筑仰拱二衬结构；
步骤7：施作拱墙防水层，浇筑拱墙二衬结构。
实施例2
如附图1和2所示，为本发明一个实施例提供的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，所述方法包括以下步骤：
S101，将隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），隧道1称为先进边洞，隧道N称为后进边洞，隧道2~N-1称为中线隧道；
S102，开挖先进边洞1至施作二衬；
S103，当先进边洞1施作二衬后，后进边洞N紧行进行注浆加固及超前支护，然后开挖后进边洞N至施作二衬，后进边洞N的掌子面应距离先进边洞1的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S104，当后进边洞N施作二衬后，进行中线隧道2的注浆加固及超前支护，然后开挖中线隧道2至施作二衬，中线隧道2的掌子面应距离后进边洞N的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S105，当中线隧道2的二衬完成后，选择中线隧道N-1进行注浆加固及超前支护，然后开挖中线隧道N-1至施作二衬，中线隧道N-1的掌子面应距离中线隧道2的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S106，按照步骤S103~S105中的规律施工余下的隧道，直至隧道群内的隧道均开挖至施作二衬。
此外，该隧道群内的隧道采用施作桩基础的二台阶施工法进行开挖施工，如附图4和5所示，所述施作桩基础的二台阶施工法包括以下步骤：
步骤1：施作超前注浆预加固地层及止水；
步骤2：施作双层自进式管棚超前支护，并完善注浆；
步骤3：短进尺开挖上台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；所述进行临时支护的步骤包括初喷混凝土、安设钢拱架、施作临时支撑、施作锚杆、挂设钢筋网、复喷混凝土至设计厚度的施工工序；
步骤4：施作下台阶范围内超前支护；
步骤5：短进尺开挖下台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；所述进行临时支护的步骤包括初喷混凝土、安设钢拱架、施作临时支撑、施作锚杆、挂设钢筋网、复喷混凝土至设计厚度的施工工序；
步骤6：拆除临时支护，施作第二层初支；第二层初支采用250±5mm厚的C25喷射钢纤维混凝土施作而成；
步骤7：施作隧底桩基础；所述施作隧底桩基础的步骤包括场地平整、放线定位、槎管机就位、埋设护筒、校桩位、钻进成孔、清孔、测量桩底沉渣厚度、制安钢筋笼、下导管、浇注桩身砼至桩顶、砼养护的施工工序；
步骤8：施作防水层，浇筑二衬结构。
实施例3
如附图1和2所示，为本发明一个实施例提供的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，所述方法包括以下步骤：
S101，将隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），隧道1称为先进边洞，隧道N称为后进边洞，隧道2~N-1称为中线隧道；
S102，开挖先进边洞1至施作二衬；
S103，当先进边洞1施作二衬后，后进边洞N紧行进行注浆加固及超前支护，然后开挖后进边洞N至施作二衬，后进边洞N的掌子面应距离先进边洞1的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S104，当后进边洞N施作二衬后，进行中线隧道2的注浆加固及超前支护，然后开挖中线隧道2至施作二衬，中线隧道2的掌子面应距离后进边洞N的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S105，当中线隧道2的二衬完成后，选择中线隧道N-1进行注浆加固及超前支护，然后开挖中线隧道N-1至施作二衬，中线隧道N-1的掌子面应距离中线隧道2的二衬施工里程一个超前加固长度且大于10m；
S106，重复步骤S104和S105，至隧道群内的隧道均开挖至施作二衬。
此外，根据隧道底部是否施作桩基础，隧道群内的隧道有的可以采用无桩基础二台阶施工法进行开挖施工，有的可以采用施作桩基础的二台阶施工法进行开挖施工，施工步序图如附图3~5所示。
在实施例1~3中，根据实际情况提供了三种用于土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，上述方法先将隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），再按照隧道1、隧道N、隧道2、隧道N-1的顺序依次开挖施工，开挖过程中，各隧道的掌子面相互错开，后进隧道的开挖掌子面距离前一开挖隧道二衬一个超长加固长度且大于10m，从而减少了隧道间的互相扰动，保证了隧道的稳定性，解决了土石混合体围岩条件下多线隧道并行施工的难题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，所述隧道群内的隧道按空间顺序依次编号为1~N（N≥3），其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：开挖隧道1至施作二衬；
步骤2：注浆加固和超前支护隧道N，开挖隧道N至施作二衬；所述隧道N的掌子面距离隧道1的二衬施工里程一个超前加固长度；
步骤3：注浆加固和超前支护隧道2，开挖隧道2至至施作二衬；所述隧道2的掌子面距离隧道N的二衬施工里程一个超前加固长度；
步骤4：依照步骤2和3的规律依次施工隧道N-1、隧道3及余下的隧道，至所述隧道群内的隧道均开挖至施作二衬。
2.根据权利要求1所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述的一个超前加固长度大于10m。
3.根据权利要求1所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，根据不同的隧道结构分类，所述隧道群内的隧道采用无桩基础二台阶施工法进行开挖施工或者施作桩基础的二台阶施工法进行开挖施工。
4.根据权利要求3所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述无桩基础二台阶施工法包括以下步骤：
施作超前注浆预加固地层；
施作双层自进式管棚超前支护，并完善注浆；
短进尺开挖上台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
短进尺开挖下台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
拆除临时支护；
施作仰拱防水层，浇筑仰拱二衬结构；
施作拱墙防水层，浇筑拱墙二衬结构。
5.根据权利要求4所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述超前注浆预加固地层采用预埋孔口管+导孔注浆的方式施作而成。
6.根据权利要求5所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，根据不同的的围岩条件，所述注浆的方式选择全断面帷幕注浆或者局部帷幕注浆。
7.根据权利要求3所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述施作桩基础的二台阶施工法包括以下步骤：
施作超前注浆预加固地层及止水；
施作双层自进式管棚超前支护，并完善注浆；
短进尺开挖上台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
施作下台阶范围内超前支护；
短进尺开挖下台阶，开挖进尺为两榀钢架间距，开挖完成后进行临时支护；
拆除临时支护，施作第二层初支；
施作隧底桩基础；
施作防水层，浇筑二衬结构。
8.根据权利要求4或7所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述进行临时支护的步骤包括初喷混凝土、安设钢拱架、施作临时支撑、施作锚杆、挂设钢筋网、复喷混凝土至设计厚度的施工工序。
9.根据权利要求7所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述第二层初支采用250±5mm厚的C25喷射钢纤维混凝土施作而成。
10.根据权利要求7所述的一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，其特征在于，所述施作隧底桩基础的步骤包括场地平整、放线定位、槎管机就位、埋设护筒、校桩位、钻进成孔、清孔、测量桩底沉渣厚度、制安钢筋笼、下导管、浇注桩身砼至桩顶、砼养护的施工工序。
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