CN112302664A - 特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法，开挖左侧上导坑，施做左侧拱墙外层初期支护和右侧墙临时支护，开挖左侧下导坑，施做左侧边墙外层初期支护和左侧仰拱外层初期支护；开挖右侧上导坑，施做右侧拱墙外层初期支护和左侧墙临时支护，开挖右侧下导坑，施做右侧边墙外层初期支护和右侧仰拱外层初期支护；开挖中上导坑，施做中上拱墙外层初期支护，拆除左右侧墙临时支护，施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护；开挖中下导坑，施做中下仰拱外层初期支护。本发明采用双层初期支护，提高了隧道施工期间以及建成后的隧道结构安全系数和整体质量，同时简化了工序，缩短了工期。

Description

特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法

技术领域

本发明涉及一种隧道施工方法，具体涉及一种特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法。

背景技术

传统的隧道初期支护多采用工字钢+钢筋网+锚杆+喷射砼组成单层复合式结构，而对于特大断面（大于100m²）浅埋隧道的初期支护，由于埋深浅，断面大，VI级围岩，隧道拱顶围松动围岩压力较大，在设计时通常不考虑塌落拱效应，将隧道拱顶的土方自重作为全部竖向荷载，同时考虑隧道开挖后的土侧压力。那么在这种情况下，原来的单层初期支护结构就不能保证隧道在开挖时的安全，因为隧道开挖后二次衬砌施做前，初期支护是承受围岩荷载并保证隧道后续作业的安全屏障，超大断面隧道通常采用的双侧壁导坑法等开挖对围岩的扰动大，工序复杂繁琐，交叉施工相关干扰大，隧道封闭成环时间长，在拱顶荷载的作用下，隧道极易产生初期支护变形失稳，导致拱顶塌陷、冒顶、坍塌，甚至是“隧道关门”事件的发生。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够增强隧道开挖施工的支护结构强度、刚度，以提高施工期间以及建成后隧道结构安全系数和整体质量的特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法，包括以下步骤：

（1）以隧道起拱线作为上下导坑的分界面，开挖左侧上导坑，施做左侧拱墙外层初期支护，施做左侧上导坑的右侧墙临时支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，开挖左侧下导坑，施做左侧边墙外层初期支护，施做左侧仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为1.5～2m，左侧上导坑的掌子面与左侧下导坑的掌子面间距控制在3～5m之内，当左侧上导坑开挖时，左侧下导坑停止施工，当开挖左侧下导坑第n个循环进尺时，n≥2，施做开挖左侧下导坑第n-1个循环进尺内的左侧边墙内层初期支护；

（2）开挖右侧上导坑，施做右侧拱墙外层初期支护，施做右侧上导坑的左侧墙临时支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，开挖右侧下导坑，施做右侧边墙外层初期支护，施做右侧仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为1.5～2m，右侧上导坑的掌子面与右侧下导坑的掌子面间距控制在3～5m之内，左侧下导坑的掌子面与右侧上导坑的掌子面间距控制在2～13m，当右侧上导坑或左侧下导坑开挖时，右侧下导坑停止施工，当开挖右侧下导坑第n个循环进尺时，n≥2，施做开挖右侧下导坑第n-1个循环进尺内的右侧边墙内层初期支护；

（3）开挖中上导坑，施做中上拱墙外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，中上导坑的掌子面与右侧下导坑的掌子面间距控制在3～15m，拆除右侧墙临时支护和左侧墙临时支护，右侧墙临时支护和左侧墙临时支护的拆除施工掌子面与中上导坑的掌子面间距控制在3～10m，在右侧墙临时支护和左侧墙临时支护拆除区域，施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护，在施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护时，左侧上导坑、左侧下导坑、右侧上导坑、右侧下导坑和中上导坑停止施工；

（4）开挖中下导坑，施做中下仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为5～8m，中下导坑的掌子面与右侧墙临时支护和左侧墙临时支护的拆除施工掌子面间距控制在5～20m。

采用双层初期支护比单层时的强度和刚度更大，进而能够防止在隧道施工时的拱架的变形、收敛，同时还能减小地表沉降，在地表有建构筑物时，保证地面建构筑物的安全。

对于特大断面，V级以上围岩条件下，若隧道埋深又浅，加上地表沉降控制要求严格的话，在这样的工程地质条件及工程环境下，隧道的一般开挖方法多为双侧壁开挖，或者更复杂的CRD、柱洞法、洞桩法等，那么开挖工序必然多且复杂，工序间的交叉冲突点更为多。在如此复杂的地质条件下，本施工方法更为简便。比如正常的双侧壁开挖，在加上双层初期支护结构，施工工序多达十几种，而本发明简化了工序，对整个施工安排更为有利。

本方法在施工左侧下导坑和右侧下导坑时，同步施工了左右两侧的仰拱初期支护，左右侧的边墙内层初期支护。仰拱初期支护作为边墙初期支护的支撑，等同于完成了一个小的封闭成环，有效减少边墙初期支护的变形收敛。边墙内层初期支护的在下导坑同步完成，更能保证临时支撑的拆除可紧跟中上道的拱部初期支护，等同于可以将内层初期支护紧跟中导坑，大大减少各导坑间的开挖步距，从而缩短初期支护成环时间。

一般的临时支撑需在隧道内从上到下通长布置，本发明则采用布置到起拱线位置，临时支撑侧采用锁脚锚杆加固。临时支撑布置到起拱线位置，首先可以减少下导坑的开挖断面，很好的保护临时支撑的基础不被扰动，为拱墙内层初期支护施工提供先决条件。所以这样既能保证隧道临时支撑的稳固安全，也能简化工序，同时节约临时支撑用量。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明采用双层初期支护，增强了的隧道支护结构强度、刚度大，提高了隧道施工期间以及建成后的隧道结构安全系数和整体质量，同时简化了工序，缩短了工期。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的详细说明。

本具体实施方式中的特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法，包括以下步骤：

（1）以隧道起拱线作为上下导坑的分界面，开挖左侧上导坑，施做左侧拱墙外层初期支护，施做左侧上导坑的右侧墙临时支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，采用拉槽法开挖左侧下导坑，施做左侧边墙外层初期支护，施做左侧仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为1.5～2m，左侧上导坑的掌子面与左侧下导坑的掌子面间距控制在3～5m之内，当左侧上导坑开挖时，左侧下导坑停止施工，当开挖左侧下导坑第n个循环进尺时，n≥2，施做开挖左侧下导坑第n-1个循环进尺内的左侧边墙内层初期支护；

（2）开挖右侧上导坑，施做右侧拱墙外层初期支护，施做右侧上导坑的左侧墙临时支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，采用拉槽法开挖右侧下导坑，施做右侧边墙外层初期支护，施做右侧仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为1.5～2m，右侧上导坑的掌子面与右侧下导坑的掌子面间距控制在3～5m之内，左侧下导坑的掌子面与右侧上导坑的掌子面间距控制在2～13m，当右侧上导坑或左侧下导坑开挖时，右侧下导坑停止施工，当开挖右侧下导坑第n个循环进尺时，n≥2，施做开挖右侧下导坑第n-1个循环进尺内的右侧边墙内层初期支护；

（3）采用预留核心土法开挖中上导坑，施做中上拱墙外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，中上导坑的掌子面与右侧下导坑的掌子面间距控制在3～15m，拆除右侧墙临时支护和左侧墙临时支护，右侧墙临时支护和左侧墙临时支护的拆除施工掌子面与中上导坑的掌子面间距控制在3～10m，在右侧墙临时支护和左侧墙临时支护拆除区域，施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护，在施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护时，左侧上导坑、左侧下导坑、右侧上导坑、右侧下导坑和中上导坑停止施工；

（4）开挖中下导坑，施做中下仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为5～8m，中下导坑的掌子面与右侧墙临时支护和左侧墙临时支护的拆除施工掌子面间距控制在5～20m。

在具体实施的过程中，左右侧的侧边墙外层初期支护、左右侧的仰拱外层初期支护和左右侧的侧墙临时支护设置锁脚锚杆，防止拱脚脱空与减小拱架的水平收敛。仰拱开挖后，可以在仰拱开挖处搭设临时栈桥，保证隧道其他工作面的正常施工。在开挖左右侧的上导坑时，可以将之前开挖对应左右侧的下导坑时产生的洞渣回填至对应起拱线的位置，使其形成能够从左右侧的下导坑至对应左右侧的上导坑的衔接面，方便施工人员上下。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (1)

1.一种特大断面浅埋围岩双层初期支护隧道的开挖施工方法， 其特征在于：包括以下步骤：

（1）以隧道起拱线作为上下导坑的分界面，开挖左侧上导坑，施做左侧拱墙外层初期支护，施做左侧上导坑的右侧墙临时支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，开挖左侧下导坑，施做左侧边墙外层初期支护，施做左侧仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为1.5～2m，左侧上导坑的掌子面与左侧下导坑的掌子面间距控制在3～5m之内，当左侧上导坑开挖时，左侧下导坑停止施工，当开挖左侧下导坑第n个循环进尺时，n≥2，施做开挖左侧下导坑第n-1个循环进尺内的左侧边墙内层初期支护；

（2）开挖右侧上导坑，施做右侧拱墙外层初期支护，施做右侧上导坑的左侧墙临时支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，开挖右侧下导坑，施做右侧边墙外层初期支护，施做右侧仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为1.5～2m，右侧上导坑的掌子面与右侧下导坑的掌子面间距控制在3～5m之内，左侧下导坑的掌子面与右侧上导坑的掌子面间距控制在2～13m，当右侧上导坑或左侧下导坑开挖时，右侧下导坑停止施工，当开挖右侧下导坑第n个循环进尺时，n≥2，施做开挖右侧下导坑第n-1个循环进尺内的右侧边墙内层初期支护；

（3）开挖中上导坑，施做中上拱墙外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为0.5～1m，中上导坑的掌子面与右侧下导坑的掌子面间距控制在3～15m，拆除右侧墙临时支护和左侧墙临时支护，右侧墙临时支护和左侧墙临时支护的拆除施工掌子面与中上导坑的掌子面间距控制在3～10m，在右侧墙临时支护和左侧墙临时支护拆除区域，施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护，在施做左侧拱墙内层初期支护、中上拱墙内层初期支护和右侧拱墙内层初期支护时，左侧上导坑、左侧下导坑、右侧上导坑、右侧下导坑和中上导坑停止施工；

（4）开挖中下导坑，施做中下仰拱外层初期支护，开挖每循环进尺控制量为5～8m，中下导坑的掌子面与右侧墙临时支护和左侧墙临时支护的拆除施工掌子面间距控制在5～20m。