CN114412475A - 一种浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，包括以下步骤：S1、当小断面隧道施工接近贯通时，在隧道洞内进行管棚工作室的施工；S2、对管棚工作室与隧道掌子面相交区域进行回填压实作为上台阶施工的爬坡通道；S3、利用回填压实区域进行超前管棚的导向墙施工，导向墙施工完成后采用管棚钻机进行超前管棚施工；S4、超前管棚施工完成后对上台阶掌子面使用玻璃纤维筋进行预加固施工；S5、上台阶掌子面预加固后进行上台阶开挖，上台阶每循环进尺一榀钢架，并设置临时仰拱，开挖一榀闭合一榀；S6、上台阶开挖贯通后再进行下台阶开挖，待下台阶施工贯通再进行隧道二次衬砌施工。其可有效保证施工安全及施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法。
背景技术
目前在地势复杂的山区或周边建筑物较多的城区修建隧道工程，受地形及征地拆迁等因素影响，隧道施工时往往无法具备双向掘进的条件，或需要较大的经济代价才能实现双向掘进施工。因此，在无双向掘进的施工条件下，隧道施工时无法在围岩较好埋深较大的位置实现贯通，只能以单向掘进反向出洞的方式实现贯通。
传统的隧道反向出洞的施工方式以超前小导管注浆预加固、环形开挖预留核心土工法为主。但在接近贯通的区域隧道往往埋深较浅，围岩较差，传统的施工方法超前小导管的支护刚度往往不够，同时掌子面预留核心土会造成施工空间有限，系统锚杆及锁脚锚杆的施工质量难以控制，会导致隧道沉降变形量大，容易引发初支侵限或塌方；因此，传统的反向出洞方法施工风险高，安全管控难度大。
发明内容
针对现有技术不足，本发明是提供一种浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其可有效保证施工安全及施工质量。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，包括以下步骤：
S1、当隧道施工接近贯通时，在隧道洞内进行管棚工作室的扩挖及其初期支护施工；
S2、对管棚工作室与隧道掌子面相交区域进行回填压实作为上台阶施工的爬坡通道；
S3、利用回填压实区域进行超前管棚的导向墙施工，导向墙施工完成后采用管棚钻机进行超前管棚施工；
S4、超前管棚施工完成后对上台阶掌子面进行预加固施工；
S5、上台阶掌子面预加固后进行上台阶开挖，上台阶每循环进尺一榀钢架，并设置超前注浆小导管、锁脚锚管及临时仰拱，开挖一榀闭合一榀；
S6、上台阶开挖贯通后再进行下台阶开挖，下台阶左右两侧开挖时前后错开，下台阶仰拱一次性开挖，待下台阶施工贯通再进行隧道二次衬砌施工，管棚工作室扩挖部分在二次衬砌施工时进行填充。
进一步的或优选的：
所述步骤S1中，管棚工作室扩挖时外扩60-80cm，管棚工作室长度6-8m，其中管棚工作室的初期支护为钢拱架，间距45-55cm，喷射混凝土厚度20-24cm，且初期支护设有仰拱为闭合结构。
所述步骤S2中，回填压实区域为梯形结构，在靠近掌子面的回填压实区域上进行导向墙的施工。
所述步骤S3中，导向墙采用喷射混凝土进行填充施工，导向墙落底在回填压实区域上。
所述步骤S3中，管棚外倾角为1°，管棚钢管施工至端部露出地表，钢管端部及尾部均设置有不钻孔的止浆段。
所述步骤S4中，对上台阶掌子面进行预加固使用Ф24-26mm玻璃纤维筋，玻璃纤维筋间距0.8-1.2m，一次施工长度大于20m，搭接长度大于5m。
所述步骤S6中，下台阶仰拱一次性开挖不超过3m。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法设计合理，通过采取超前管棚+超前注浆小导管的双层支护体系来加固围岩维持拱顶稳定，采取上台阶先行贯通再施工下台阶的方式减小开挖断面，并对上台阶掌子面用玻璃纤维筋进行注浆改良加固来稳定掌子面，取消了掌子面的预留核心土增大了施工空间，保证了锚杆的施工质量，同时临时仰拱可以紧跟掌子面，施工过程安全系数高、沉降控制效果好。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明S1-S4主要结构布置示意图。
图2为本发明超前管棚的设计示意图。
图3为本发明初期支护示意图。
图4为本发明隧道上台阶掌子面玻璃纤维筋预加固的示意图。
图5为本发明隧道上台阶施工贯通示意图。
图6为本发明隧道下台阶施工示意图。
图7为本发明隧道下台阶施工贯通示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图7所示，本发明浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法设计合理，通过采取超前管棚+超前注浆小导管的双层支护体系来加固围岩维持拱顶稳定，采取上台阶先行贯通再施工下台阶的方式减小开挖断面，并对上台阶掌子面用玻璃纤维筋进行注浆改良加固来稳定掌子面，取消了掌子面的预留核心土增大了施工空间，保证了锚杆的施工质量，同时临时仰拱可以紧跟掌子面，施工过程安全系数高、沉降控制效果好。
优选具体实例为：
一种浅埋软弱破碎围岩的小断面隧道反向出洞施工方法，包括以下步骤：
S1、如图1所示，当小断面隧道施工接近贯通时，在埋深约10m左右的位置1进行管棚工作室2的扩挖及初期支护3施工，其中管棚工作室扩挖时外扩60-80cm，管棚工作室长度6-8m，管棚工作室的初期支护为I16钢拱架，间距50cm，喷射混凝土厚度22cm，且初期支护3设有仰拱11为闭合结构；
S2、对管棚工作室2与隧道掌子面相交区域4进行回填压实施工，回填压实区域4为梯形结构；
S3、利用回填压实4的水平区域进行超前管棚的导向墙5施工，导向墙5采用22cm厚的C25的喷射混凝土进行填充；导向墙5施工完成后采用管棚钻机进行超前管棚6施工，超前管棚6施工时，管棚外倾角设为1°，管棚6施工至其端部露出地表，管棚6端部及尾部均设置有不钻孔的止浆段，中部设置注浆孔，尾部设置Ф8mm的加劲箍；
S4、超前管棚6施工完成后使用Ф25mm玻璃纤维筋12对上台阶掌子面7进行预加固施工，其中玻璃纤维筋12间距1m，一次施工长度大于20m，搭接长度大于5m；
S5、上台阶掌子面7预加固后进行上台阶开挖，先采用4.5m长的Ф42×3.5mm超前小导管8进行超前注浆加固，小导管外插角10～15°，环向间距40cm，设置于拱部约120°范围，小导管尾端须焊接于钢拱架腹部，以增强共同支护作用；反向出洞段初期支护采用提高一级围岩的加强设计，上台阶开挖每循环进尺一榀钢架9，钢架9采用I16工字钢，并设置锁脚锚管14，采用22cm厚的C25喷射混凝土进行初喷，并设置临时仰拱10，上台阶开挖时施工一榀钢架9并及时施工临时仰拱10进行闭合；
S6、上台阶开挖贯通后进行洞口区域的边仰坡防护施工，然后再进行下台阶开挖，下台阶左右两侧开挖时前后错开3m，同一榀钢架两侧不得同时悬空；下台阶仰拱13一次性开挖不超过3m，下台阶仰拱13与下台阶未开挖段的距离不大于20m；待下台阶施工贯通再进行隧道二次衬砌施工，管棚工作室扩挖部分在二次衬砌施工时进行填充。
本发明能够保证浅埋软弱破碎围岩的小断面隧道反向出洞施工过程安全系数高、沉降控制效果好。
本发明中描述的术语“浅埋破碎”、“小断面”、“扩挖”、“初期支护”、“喷射混凝土”、“仰拱”、“玻璃纤维筋”、“上台阶”、“下台阶”、“加劲箍”、“超前小导管”、“锁脚锚管”、“临时仰拱”、“二次衬砌”等均为本领域技术人员已知的技术特征。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述隧道反向出洞施工方法包括以下步骤：
S1、当隧道施工接近贯通时，在隧道洞内进行管棚工作室的扩挖及其初期支护施工；
S2、对管棚工作室与隧道掌子面相交区域进行回填压实作为上台阶施工的爬坡通道；
S3、利用回填压实区域进行超前管棚的导向墙施工，导向墙施工完成后采用管棚钻机进行超前管棚施工；
S4、超前管棚施工完成后对上台阶掌子面进行预加固施工；
S5、上台阶掌子面预加固后进行上台阶开挖，上台阶每循环进尺一榀钢架，并设置超前注浆小导管、锁脚锚管及临时仰拱，开挖一榀闭合一榀；
S6、上台阶开挖贯通后再进行下台阶开挖，下台阶左右两侧开挖时前后错开，下台阶仰拱一次性开挖，待下台阶施工贯通再进行隧道二次衬砌施工，管棚工作室扩挖部分在二次衬砌施工时进行填充。
2.如权利要求1所述浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，管棚工作室扩挖时外扩60-80cm，管棚工作室长度6-8m，其中管棚工作室的初期支护为钢拱架，间距45-55cm，喷射混凝土厚度20-24cm，且初期支护设有仰拱为闭合结构。
3.如权利要求1所述浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，回填压实区域为梯形结构，在靠近掌子面的回填压实区域上进行导向墙的施工。
4.如权利要求1所述浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，导向墙采用喷射混凝土进行填充施工，导向墙落底在回填压实区域上。
5.如权利要求1所述浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，管棚外倾角为1°，管棚钢管施工至端部露出地表，钢管端部及尾部均设置有不钻孔的止浆段。
6.如权利要求1所述浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，对上台阶掌子面进行预加固使用Ф24-26mm玻璃纤维筋，玻璃纤维筋间距0.8-1.2m，一次施工长度大于20m，搭接长度大于5m。
7.如权利要求1所述浅埋破碎围岩的隧道反向出洞施工方法，其特征在于：所述步骤S6中，下台阶仰拱一次性开挖不超过3m。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023174439A1 (zh) * | 2022-06-23 | 2023-09-21 | 中铁九局集团第三建设有限公司 | 一种浅埋隧道洞口大管棚导向墙施工工法 |
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2021
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