CN112682046A - 一种石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，具体的施工步骤包括：步骤1，隧道开挖前准备，包括明洞段基坑和仰坡开挖、仰坡加固、抗滑锚固桩施工、超前长管棚；步骤2，两侧隧道开挖，采用台阶法施工；步骤4，特大断面隧道开挖，采用三台阶七部法施工。本发明通过采用框架梁和锚杆对仰坡进行加固，隧道之间设置抗滑桩，提高仰坡、隧道洞口的稳定性，待小净距影响段两侧小跨隧道开挖支护稳定后再采用三台阶七部法开挖大跨隧道，有利于减小特大断面隧道开挖对中夹岩的扰动和对两侧隧道结构的影响，提高了施工效率，节约工期和成本，解决了陡边坡复杂条件下进口处大跨隧道小净距临近两侧小跨隧道的加固和安全施工。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其是涉及一种用于特大断面隧道与两侧隧道小净距并行段的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法。
背景技术
隧道建设过程中难免存在小净距隧道施工的情况，特别地，在城市周边的隧道建设过程中，周边环境复杂，进口段小净距隧道施工会对周围铁路线、建筑或构筑物等带来一定影响。进口段特大断面隧道小净距临近两侧隧道施工过程存在自身结构稳定、隧道间岩柱稳定、围岩变形过大、洞口坍塌等问题，同时特大断面隧道的施工会对两侧隧道的稳定性产生影响，故隧道开挖顺序及隧道采用的施工方法会对施工的安全有一定的影响。因此，如何保证隧道施工过程的安全和降低对周边环境的影响，成为急需解决的一道难题。
发明内容
本发明目的是提供一种施工工序、简单高效的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，以解决进口段隧道施工时的洞身稳定性、围岩变形过大等问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，特征是：具体施工步骤如下：
步骤1：隧道群开挖前准备：隧道群由中间、大跨度的特大断面隧道和位于特大断面隧道两侧、小跨度的左侧隧道、右侧隧道组成，1）施工明洞段基坑和仰坡；2）采用框架梁和锚杆对仰坡进行加固；3）施工抗滑锚固桩；4）施工特大断面隧道的超前长管棚；
步骤2：两侧隧道开挖，所述两侧隧道包括左侧隧道和右侧隧道，避免爆破对周边环境和中夹岩稳定性的影响，所述中夹岩为特大断面隧道和左侧隧道、特大断面隧道和右侧隧道之间小净距的岩体，采用机械开挖施工，施工方法为台阶法，具体步骤如下：
步骤201：在左侧隧道和右侧隧道的明暗分界处，对隧道进行超前支护并对自稳性较差的掌子面进行加固；
步骤202：采用台阶法开挖右侧隧道：1）开挖上台阶，施作初支；2）开挖下台阶，施作初支；3）开挖仰拱，仰拱浇筑；4）二衬浇筑；按照1）-4）施工顺序，直至右侧隧道与特大断面隧道的小净距并行段施工完成；
步骤203：采用步骤202的施工顺序开挖左侧隧道，直至左侧隧道与特大断面隧道的小净距并行段施工完成；
步骤3：特大断面隧道开挖，施工方法采用三台阶七部法，所述三台阶七部法将特大断面隧道分成七个开挖部进行断面开挖，具体步骤如下：
步骤301：开挖特大断面隧道上台阶左部，施作初支和临时支护、临时仰拱封闭；
步骤302：开挖特大断面隧道上台阶右部，施作初支和临时支护、临时仰拱封闭；
步骤303：开挖特大断面隧道中台阶，施作初支和临时仰拱；
步骤304：开挖特大断面隧道下台阶，施作初支；
步骤305：开挖特大断面隧道仰拱，施作仰拱初支和浇筑仰拱混凝土；
步骤306：浇筑二衬混凝土；
步骤306：按照步骤301-步骤306施工顺序，直至特大断面隧道与两侧隧道的小净距并行段施工完成。
在步骤1-3中，所述初支包括型钢钢架和网喷混凝土。
在步骤1中，优选地，明洞段基坑和仰坡采取分层分段开挖，软质岩土采用挖掘机开挖，硬质岩石采用凿岩机打眼、劈裂机破拆的方法；明洞段基坑开挖的宽度和深度较大，基坑放坡时应做好基坑防护。
在步骤1中，优选地，框架梁和锚杆有效连接，所述锚杆的长度为10m，间距为3m*3m；
在步骤1中，优选地，抗滑锚固桩分成两排，分别布设在隧道进口处和隧道明暗分界处，在横断面内的两两隧道之间及两侧隧道的外侧布设，根据围岩的实际情况调整抗滑锚固桩排数和断面内的根数。
在步骤1中，优选地，抗滑锚固桩的截面为矩形，每根抗滑锚固桩的边长为2.5m，根据计算确定各抗滑锚固桩长度为20-24m，采用C35钢筋混凝土现浇。
在步骤1中，优选地，超前长管棚采用φ180钢花管，环向间距为40cm，每个截面设置4个注浆孔，纵向间距为12.5cm，梅花形布设，注浆压力为0.5-2.0MPa，注浆结束后用M7.5水泥砂浆充填钢管以增强超前长管棚强度，超前长管棚拱部的范围为120°。
在步骤1中，明洞段基坑施工存在基坑失稳风险，需加强监控量测以掌握基坑的稳定情况；
在步骤3中，待步骤2中的右侧隧道、左侧隧道与特大断面隧道并行段的二衬浇筑完毕并达到设计强度后，方可进行特大断面隧道的开挖，开挖过程及时支护封闭。
在步骤3中，每个台阶开挖完成以后施作初支时，要在型钢钢架底部打设锁脚钢管，增强型钢钢架稳定性。
在步骤3中，特大断面施工时为确保施工过程中围岩的稳定以及减小三个小净距隧道的围岩变形，施工时加强监控量测，保证整个施工过程的安全。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
1.本发明采用框架梁和锚杆加固仰坡，两个隧道之间布设抗滑锚固桩，提高了隧道洞口结构稳定性，确保施工安全；
2.对于特大断面隧道小净距临近两侧隧道施工对中夹岩稳定性影响大的问题，采取先开挖两侧隧道再开挖中间特大断面隧道的原则，即待两侧隧道与特大断面隧道的小净距并行段支护结构稳定后再开挖中间大跨度的特大断面隧道，有利于中夹岩的稳定和控制特大断面隧道的围岩变形；
3.石质围岩下特大断面隧道采用双侧壁导坑法爆破对中夹岩破坏影响大，特别地双侧壁导坑法开挖时钢架对接困难、临时支撑拆除困难、工序复杂、不利于快速封闭，本发明采用三台阶七部法开挖能够减小对中夹岩的扰动，有利于中夹岩稳定，降低特大断面隧道对先开挖的两侧隧道的扰动，施工工序简单高效，提高了施工效率，节约工期和成本。
附图说明
图1为本发明的横断面图；
图2为本发明的纵向剖面图；
图3为本发明右侧隧道或左侧隧道的横断面图；
图4为本发明特大断面隧道的横断面图；
图中：1-特大断面隧道、2-右侧隧道、3-左侧隧道、4-抗滑锚固桩、5-超前长管棚、6-仰坡、7-锚杆、8-框架梁、9-上台阶、10-下台阶、11-仰拱、12-初支、13-仰拱初支、14-仰拱混凝土、15-二衬、16-特大断面隧道上台阶左部、17-特大断面隧道上台阶右部、18-特大断面隧道中台阶左部、19-特大断面隧道中台阶右部、20-特大断面隧道下台阶左部、21-特大断面隧道下台阶右部、22-特大断面隧道仰拱、23-特大断面隧道初支、24-特大断面隧道临时支护、25-特大断面隧道临时仰拱、26-锁脚钢管、27-特大断面隧道仰拱初支、28-特大断面隧道仰拱混凝土、29-特大断面隧道二衬。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1-4所示，本发明提供一种石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，具体步骤如下：
步骤1：隧道群开挖前准备：隧道群由中间、大跨度的特大断面隧道1和位于特大断面隧道两侧、小跨度的左侧隧道3、右侧隧道2组成，：1）施工明洞段基坑和仰坡6；2）采用框架梁8和锚杆7对仰坡进行加固；3）施工抗滑锚固桩4；4）施工特大断面隧道1的超前长管棚5。
优选地，明洞段基坑和仰坡6采取分层分段开挖，软质岩土采用挖掘机开挖，硬质岩石采用凿岩机打眼、劈裂机破拆的方法；明洞段基坑开挖的宽度和深度较大，基坑放坡时应做好基坑防护；
优选地，框架梁8和锚杆7有效连接，所述锚杆7的长度为10m，间距为3m*3m；
优选地，抗滑锚固桩4分成两排，分别布设在隧道进口处和隧道明暗分界处，在横断面内的两两隧道之间及两侧隧道的外侧布设，根据围岩的实际情况调整抗滑锚固桩4排数和断面内的根数；
优选地，抗滑锚固桩4的截面为矩形，每根抗滑锚固桩4的边长为2.5m，根据计算确定各抗滑锚固桩4长度为20-24m，采用C35钢筋混凝土现浇；
优选地，超前长管棚5采用φ180钢花管，环向间距为40cm，每个截面设置4个注浆孔，纵向间距为12.5cm，梅花形布设，注浆压力为0.5-2.0MPa，注浆结束后用M7.5水泥砂浆充填钢管以增强超前长管棚5强度，超前长管棚5拱部的范围为120°；
步骤2：两侧隧道开挖，所述两侧隧道包括左侧隧道3和右侧隧道2，避免爆破对周边环境和中夹岩稳定性的影响，所述中夹岩为特大断面隧道和左侧隧道、特大断面隧道和右侧隧道之间小净距的岩体，采用机械开挖施工，施工方法为台阶法，具体步骤如下：
步骤201：在左侧隧道3和右侧隧道2的明暗分界处，对隧道进行超前支护并对自稳性较差的掌子面进行加固。
步骤202：采用台阶法开挖右侧隧道2：1）开挖上台阶9，施作初支12；2）开挖下台阶10，施作初支12；3）开挖仰拱11，仰拱14浇筑；4）二衬15浇筑；按照1）-4）施工顺序，直至右侧隧道2与特大断面隧道1的小净距并行段施工完成。
步骤203：采用步骤202施工顺序开挖左侧隧道3，直至左侧隧道3与特大断面隧道1的小净距并行段施工完成。
优选地，避免隧道开挖对周边环境的影响和爆破对中夹岩的破坏作用，采用机械开挖施工；
步骤3：特大断面隧道1开挖，施工方法采用三台阶七部法，所述三台阶七部法将特大断面隧道1分成七个开挖部进行断面开挖，具体步骤如下：
步骤301：开挖特大断面隧道上台阶左部16，施作初支23和临时支护24、临时仰拱25封闭；
步骤302：开挖特大断面隧道上台阶右部17，施作初支23和临时支护24、临时仰拱25封闭；
步骤303：开挖特大断面隧道中台阶（左部18/右部19），施作初支23和临时仰拱25；
步骤304：开挖特大断面隧道下台阶（左部20/右部21），施作初支23；
步骤305：开挖特大断面隧道仰拱22，施作仰拱初支27和浇筑仰拱混凝土28；
步骤306：浇筑二衬29混凝土；
步骤306：按照步骤301-步骤306施工顺序，直至特大断面隧道1与两侧隧道的小净距并行段施工完成。
在步骤1-3中，所述初支包括型钢钢架和网喷混凝土。
在步骤1中，明洞段基坑施工存在基坑失稳风险，需加强监控量测以掌握基坑的稳定情况。
在步骤3中，待步骤2中的右侧隧道2和左侧隧道3与特大断面隧道1并行段的二衬浇筑完毕并达到设计强度后，方可进行特大断面隧道1的开挖，开挖过程及时支护封闭。
在步骤3中，每个台阶开挖完成以后施作初支时，要在型钢钢架底部打设锁脚钢管，增强型钢钢架稳定性。
在步骤3中，特大断面施工1时为确保施工过程中围岩的稳定以及减小三个小净距隧道的围岩变形，施工时加强监控量测，保证整个施工过程的安全。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，具体施工步骤如下：
步骤1：隧道群开挖前准备： 隧道群由中间、大跨度的特大断面隧道和位于特大断面隧道两侧、小跨度的左侧隧道、右侧隧道组成，1）施工明洞段基坑和仰坡；2）采用框架梁和锚杆对仰坡进行加固；3）施工抗滑锚固桩；4）施工特大断面隧道的超前长管棚；
步骤2：两侧隧道开挖，所述两侧隧道包括左侧隧道和右侧隧道，避免爆破对周边环境和中夹岩稳定性的影响，所述中夹岩为特大断面隧道和左侧隧道、特大断面隧道和右侧隧道之间小净距的岩体，采用机械开挖施工，施工方法为台阶法，具体步骤如下：
步骤201：在左侧隧道和右侧隧道的明暗分界处，对隧道进行超前支护并对自稳性较差的掌子面进行加固；
步骤202：采用台阶法开挖右侧隧道：1）开挖上台阶，施作初支；2）开挖下台阶，施作初支；3）开挖仰拱，仰拱浇筑；4）二衬浇筑；按照1）-4）施工顺序，直至右侧隧道与特大断面隧道的小净距并行段施工完成；
步骤203：采用步骤202的施工顺序开挖左侧隧道，直至左侧隧道与特大断面隧道的小净距并行段施工完成；
步骤3：特大断面隧道开挖，施工方法采用三台阶七部法，所述三台阶七部法将特大断面隧道分成七个开挖部进行断面开挖，具体步骤如下：
步骤301：开挖特大断面隧道上台阶左部，施作初支和临时支护、临时仰拱封闭；
步骤302：开挖特大断面隧道上台阶右部，施作初支和临时支护、临时仰拱封闭；
步骤303：开挖特大断面隧道中台阶，施作初支和临时仰拱；
步骤304：开挖特大断面隧道下台阶，施作初支；
步骤305：开挖特大断面隧道仰拱，施作仰拱初支和浇筑仰拱混凝土；
步骤306：浇筑二衬混凝土；
步骤306：按照步骤301-步骤306施工顺序，直至特大断面隧道与两侧隧道的小净距并行段施工完成。
2.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤1-3中，所述初支包括型钢钢架和网喷混凝土。
3.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤1中，明洞段基坑和仰坡采取分层分段开挖，软质岩土采用挖掘机开挖，硬质岩石采用凿岩机打眼、劈裂机破拆的方法；明洞段基坑开挖的宽度和深度较大，基坑放坡时应做好基坑防护。
4.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤1中，框架梁和锚杆有效连接，所述锚杆的长度为10m，间距为3m*3m；抗滑锚固桩分成两排，分别布设在隧道进口处和隧道明暗分界处，在横断面内的两两隧道之间及两侧隧道的外侧布设，根据围岩的实际情况调整抗滑锚固桩排数和断面内的根数。
5.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：抗滑锚固桩的截面为矩形，每根抗滑锚固桩的边长为2.5m，根据计算确定各抗滑锚固桩长度为20-24m，采用C35钢筋混凝土现浇。
6.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤1中，超前长管棚采用φ180钢花管，环向间距为40cm，每个截面设置4个注浆孔，纵向间距为12.5cm，梅花形布设，注浆压力为0.5-2.0MPa，注浆结束后用M7.5水泥砂浆充填钢管以增强超前长管棚强度，超前长管棚拱部的范围为120°。
7.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤1中，明洞段基坑施工存在基坑失稳风险，需加强监控量测以掌握基坑的稳定情况。
8.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤3中，待步骤2中的右侧隧道、左侧隧道与特大断面隧道并行段的二衬浇筑完毕并达到设计强度后，方可进行特大断面隧道的开挖，开挖过程及时支护封闭。
9.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤3中，每个台阶开挖完成以后施作初支时，要在型钢钢架底部打设锁脚钢管，增强型钢钢架稳定性。
10.根据权利要求1所述的石质围岩进口段小净距并行隧道群的施工方法，其特征在于：在步骤3中，特大断面施工时为确保施工过程中围岩的稳定以及减小三个小净距隧道的围岩变形，施工时加强监控量测，保证整个施工过程的安全。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP7257086B2 (ja) | 2021-05-06 | 2023-04-13 | 中▲鉄▼九局集▲団▼第七工程有限公司 | トンネルの低土被り区間の総合的な工法 |
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