CN115324591A - 一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种饱和软黄土隧道分部降水‑支护综合施工方法，首先以外降水井配合止水帷幕进行全局降水，再对隧道展开分台阶、分部降水、开挖、支护施工循环，循环短而有序，“喷锚网”组合的初期支护强而有力；外降水井兼顾降水和观测作用，方便实时掌控地下水位的情况；考虑到软黄土地层中隧道拱脚易塌陷失稳，再对隧道拱底土体采用沉管砂石桩进行加固，遵循“超前降、分部挖、短进尺、强支护、快循环”形成一整套科学合理的综合降水‑支护施工方法，先一步降水改善饱和软黄土的工程性质，配合着适时的开挖与恰当的支护措施，能够提高周围土层稳定性、降低地表总沉降和差异沉降、减缓隧道基底地层沉降固结速率，具有步序紧凑、合理的优点，使饱和软黄土地层的工程性质得到改善，保障了隧道施工的安全与有序进行。

Description

一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法
技术领域
本发明涉及饱和软黄土层施工技术领域，也属于隧道施工技术领域，特别涉及一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法。
背景技术
饱和软黄土地层是广泛分布于西安地区的一种特殊的软弱地层，常常存在于地下水位以下深度，呈软塑或流塑状态，大孔隙比和高含水量的特点使得该地层敏感性强、稳定性差，遇新增荷载易发生大变形。这些特性使得隧道在穿越饱和软黄土地层时很难开展开挖和支护工作，成洞困难。
目前，当隧道工程穿越饱和软黄土层时，工程上多采用盾构法、冻结法、注浆加固等施工方法，不仅耗时费力，造价极高，而且一旦没处理好，容易引发地表不均匀沉降、临近建筑物及管线开裂破坏等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，提出了控制饱和软黄土地层施工风险的措施，首先以外降水井配合止水帷幕进行全局降水，再对隧道展开分台阶、分部降水、开挖、支护施工循环，循环短而有序，“喷锚网”组合的初期支护强而有力；外降水井兼顾降水和观测作用，方便实时掌控地下水位的情况；考虑到软黄土地层中隧道拱脚易塌陷失稳，再对隧道拱底土体采用沉管砂石桩进行加固，从而形成一整套科学合理的综合降水-支护施工方法，具有能够提高周围土层稳定性、降低地表总沉降和差异沉降、减缓隧道基底地层沉降固结速率等优点。
一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，包括以下步骤：
a、测量定位放样：整平场地，测量定位放线；在地表沿待建隧道开挖方向，距隧道外轮廓两侧3～5m处，分别做好标记线，准备施工止水帷幕1；
b、沿隧道开挖方向施工两侧止水帷幕1；
c、施工止水帷幕1外侧及内侧降水井；
d、进行止水帷幕1外侧降水然后对内侧降水井降水；
e、隧道左上部超前支护、开挖、初期支护，并设置第一临时仰拱8和第一中隔壁9；隧道右上部超前支护、开挖、初期支护，并设置第二临时仰拱18：采用锚杆超前加固、钻爆法开挖，进尺1～2m、布设防水层6、架立拱架7、施作支撑第一临时仰拱8、铺设网片、喷射纤维混凝土；
f、注浆加固隧道拱部；待隧道上台阶开挖及支护完毕，对拱部150°～180°范围内施工小导管10，并向小导管10内注浆使隧道上方形成符合承载要求的拱形浆-土加固体；所述中小导管10直径38mm～50mm，环向间距30～60cm，在隧道拱部150°～180°范围内均匀布置。
g、施工隧道下部降水井，对下台阶进行超前降水；
h、隧道左下部超前支护、开挖、初期支护，并设置第三临时仰拱15和第二中隔壁19；
i、隧道右下部超前支护、开挖、初期支护，并设置第四临时仰拱16：
j、向隧道两侧拱脚打设若干根锁脚锚杆11进行加固，锁脚锚杆11，其长度为6～8m，与竖直方向成55°～60°角打入洞周土体；
k、在第三临时仰拱15和第四临时仰拱16上方，开挖混凝土仰拱14：在隧道拱底施工沉管砂石桩12进行地基加固，并铺设中砂垫层13，第三临时仰拱15及第四临时仰拱16上方回填混凝土形成混凝土仰拱14，使初期支护形成全断面封闭；沉管砂石桩12的直径为500～800mm，桩长为6～8m，桩间距为600～1000mm，所述中砂垫层13厚300～500mm；
l、对隧道初期支护进行质量检测和变形监测，若初支混凝土强度未达到设计值的80％或围岩变形尚不稳定，为不合格，则进行加强措施；若初支混凝土强度达到设计值的80％以上并且围岩变形趋向收敛，为合格，则拆除临时仰拱、中隔壁等临时支撑结构；
m、进行下一施工循环。
所述步骤b采用双排高压旋喷桩的形式，沿步骤a中所设标记线施工双排高压旋喷桩，深度应超过隧道拱底H26～8m；所述高压旋喷桩的直径为600～1000mm，相邻两桩间相互咬合100～200mm，相邻两排高压旋喷桩无间隔紧密布置。
所述步骤c具体包括：
c1、在止水帷幕1外侧1.5～2.5m处每隔2～3m向下打设降水井，深度应达到隧道底部，并用管线将各降水井与抽水泵相连，外降水井2兼作地下水位观测井，对水位进行实时监测；
c2、将隧道断面4分为上台阶、下台阶，上台阶又分为隧道左上部①、隧道右上部②，下台阶分为隧道左下部③、隧道右下部④，在止水帷幕1内侧、隧道断面4左、右部分正上方分别向下打设第一降水井I和第二降水井II，并用管线与抽水泵连接，第一降水井I和第二降水井II的深度达到上台阶底部。
所述步骤d具体包括：
d1、止水帷幕1外侧降水：启动与外降水井2相连接的抽水泵，对饱和软黄土地层进行整体降水；
d2、止水帷幕1内侧、隧道上台阶降水：启动与第一降水井I和第二降水井II相连的抽水泵，对隧道左上部①、隧道右上部②的台阶进行降水。
所述步骤e具体包括：
待水位降至隧道上台阶底部以下后，对隧道左上部①土体展开施工：
e1、环隧道左上部①洞壁向土体中，包括向隧道右上部②和隧道左下部③土体内，以一定外插角打入玻璃纤维锚杆5，对周围饱和软黄土地层进行超前加固；
e2、采用钻爆法开挖上台阶左上部①土体，进尺1～2m；
e3、随后立即环隧道左上部①土体布设防水层6、架立钢拱架7、施作钢支撑第一临时仰拱8和第一中隔壁9，紧接着向钢拱架7上铺设钢筋网并喷射钢纤维混凝土，形成“喷锚网”初期支护；
e4、重复步骤e1～e3若干循环，使隧道左上部①开挖进尺领先隧道右上部②3～5m。
所述步骤g具体包括：
待隧道上台阶开挖支护全面领先6～8m后，进行隧道下台阶降水：
g1、分别在隧道左上部①、隧道右上部②的台阶底部中心位置，向下施工第三降水井III和第四降水井IV，并将第三降水井III和第四降水井IV与抽水泵相连，第三降水井III和第四降水井IV的深度应达到隧道拱底以下6～8m；
g2、启动抽水泵，对隧道下台阶及以下饱和软黄土进行超前降水。
所述步骤h具体包括：
待水位降至隧道下台阶以下后，对下台阶左下部③、右下部④的土体展开施工，具体包括：
对隧道左下部③的土体依次进行玻璃纤维锚杆5超前支护、钻爆法开挖(进尺1～2m)、布设防水层6、架立钢拱架7、施作钢支撑临时仰拱和中隔壁、铺设钢筋网、喷射钢纤维混凝土；系统就左下部③的土体开挖进尺领先右下部④的土体3～5m。
所述步骤i具体包括：
对隧道右下部④土体依次进行玻璃纤维锚杆5超前支护、钻爆法开挖(进尺1～2m)、布设防水层6、架立钢拱架7、施作钢支撑临时仰拱、铺设钢筋网、喷射钢纤维混凝土。
所述步骤e、f、h、i中超前支护措施采用玻璃纤维锚杆5，其长度为4～6m；所述初期支护包括防水层6、钢拱架7、钢筋网和喷射钢纤维混凝土，形成“喷锚网”混合支护；其中钢拱架7采用型钢钢架，钢筋网采用直径6mm～10mm钢筋制作，钢筋网的网格尺寸为20cm×20cm～25cm×25cm。
步骤e所述一定外插角指：向隧道开挖轮廓线以外土体打入的锚杆外插角为25-35°，向隧道开挖轮廓线以内、沿垂直掌子面打入锚杆。
步骤c2所述隧道断面4上台阶、下台阶间隔6～8m进尺，隧道左上部①、隧道右上部②两部分间隔3～5m进尺，隧道左下部③、隧道右下部④两部分间隔3～5m进尺。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过降水井配合止水帷幕1，对饱和软黄土地层进行分部超前降水，创造了对隧道掌子面分部开挖和支护的条件。本发明遵循“超前降、分部挖、短进尺、强支护、快循环”的理念与原则，创新性地提出“分台阶降水、支护”的施工理念，先一步降水改善饱和软黄土的工程性质，配合着适时的开挖与恰当的支护措施，步序紧凑、合理，使饱和软黄土地层的工程性质得到改善，保障了隧道施工的安全与有序进行。
本发明遵循“超前降、分部挖、短进尺、强支护、快循环”的理念与原则，采用双层旋喷桩的止水帷幕配合内外降水井，对隧道断面进行分部降水，待黄土地层固结稳定后再层层支护，“喷锚网”组合的初期支护刚柔并济、强而有力；与传统施工方法相比，缩短了降水、开挖、支护的循环周期，步序紧凑合理，加快了循环节奏，有利于每一个小断面尽快闭合、提前达到稳定状态以便于开挖工作的安全快速展开。
其中，内外降水井相互配合，既提高了降水效率，又能将外侧降水井作为水位观测井，实时监测水位高低、提前进行水位预警；在分部开挖前，对每一部分的土体采用玻璃纤维锚杆进行全包围的超前加固，既能有效保障开挖作业的安全进行，其可挖除的特点使玻璃纤维锚杆又不会阻碍掌子面后续土体的开挖。
考虑到隧道开挖后拱部土体易塌方的情况，在隧道上台阶开挖支护后，在拱部大范围施作注浆小导管形成牢固的拱形浆-土加固体，基本杜绝了拱部塌方的可能性。
对隧道拱底土体采用沉管砂石桩进行加固处理，通过振动沉管一边挤密土体一边灌入砂石料，挤密效果佳、砂石用量少，能够大幅提高土体密实度，拱底的地基承载力也随之大幅增加，砂石料还具有改善土体排水能力的效果，沉管砂石桩的采用具有多重积极效益。
综上所述，本发明提高了隧道穿越饱和软黄土地层时的施工效率，增加了隧道洞周土体的稳定性，改善了隧道拱底的承载能力和排水性能，且施工原理简单易懂，工序循环短而合理，有利于维护隧道开挖与运营期的安全性、减小不均匀沉降、缩短工期、节省造价，在实际工程中具有推广价值。
附图说明
图1是本发明的施工工艺流程图。
图2是本发明的地层与隧道断面4示意图。
图3是本发明的地层与隧道剖面示意图。
图4是本发明以隧道左上部①开挖与支护为例的隧道断面4结构图。
图5是本发明图4的1-1’剖面图。
图6是本发明的隧道拱底沉管砂石桩12平面布置图。
图中：1、止水帷幕；2、外降水井；3、内降水井；I、第一降水井；II、第二降水井；III、第三降水井；IV、第四降水井；4、隧道断面，5、纤维锚杆；6、防水层；7、钢拱架；8、第一临时仰拱；9、第一中隔壁；10、小导管；11、锁脚锚杆；12、沉管砂石桩；13、中砂垫层；14、混凝土仰拱；15、第三临时仰拱；16、第四临时仰拱；18、第二临时仰拱；19、第二中隔壁；H1、隧道上台阶底部深度；H2、隧道拱底深度。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明提供的技术方案做出进一步描述。
一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，包括以下步骤：
a、整平场地，测量定位放线：在地表沿待建隧道开挖方向，距隧道外轮廓两侧3～5m处，分别做好标记线，准备施工止水帷幕1；
b、如图1、图2所示，施作止水帷幕1：采用双排高压旋喷桩的形式，沿步骤一中所设标记线施工双排高压旋喷桩，深度超过隧道拱底H26～8m；高压旋喷桩的的直径为600～1000mm，同一排相邻两桩间相互咬合100～200mm以起到嵌合止水效果，相邻两排高压旋喷桩无间隔紧密布置。
c、分别在止水帷幕1外侧和内侧施作降水井，具体包括：
c1、在止水帷幕1外侧1.5～2.5m处每隔2～3m向下打设降水井，深度应达到隧道底部，并用管线将各降水井与抽水泵相连，外降水井2兼作地下水位观测井，对水位进行实时监测，如有异常，及时采取措施；
c2、将隧道断面4分为上台阶、下台阶，上台阶又分为隧道左上部①、隧道右上部②，下台阶分为隧道左下部③、隧道右下部④，在止水帷幕1内侧、隧道断面4左、右部分正上方分别向下打设第一降水井I和第二降水井II，并用管线与抽水泵连接，第一降水井I和第二降水井II的深度达到上台阶底部；
d、先后进行止水帷幕1外侧和内侧降水，具体包括：
d1、止水帷幕1外侧降水：启动与外降水井2相连接的抽水泵，对饱和软黄土地层进行整体降水；
d2、止水帷幕1内侧、隧道上台阶降水：启动与第一降水井I和第二降水井II相连的抽水泵，对隧道左上部①、隧道右上部②的台阶进行降水；
e、待水位降至隧道上台阶底部H1以下后，如图4、图5所示，以隧道左上部①土体为例，详细说明隧道的开挖与支护步骤，后续隧道右上部②、隧道左下部③和隧道右下部④土体开挖与支护步骤于此相同，具体包括：
e1、环隧道左上部①洞壁向土体中，包括向隧道右上部②和隧道左下部③土体内，以一定外插角打入玻璃纤维锚杆5，对周围饱和软黄土地层进行超前加固；
e2、采用钻爆法开挖隧道左上部①土体，进尺1～2m；
以上两步将会起到对待开挖的隧道左上部①土体全方位超前加固的作用，在很大程度上保障了隧道开挖的安全性；
e2、采用钻爆法对隧道左上部①土体进行开挖；
e3、对隧道左上部①土体进行初期支护，具体包括：
随后立即环隧道左上部①土体隧洞布设防水层6、架立钢拱架7、钢支撑第一临时仰拱8与第一中隔壁9；
在钢拱架7、临时仰拱8与中隔壁9上铺设钢筋网，钢筋网由直径6mm～10mm钢筋组成，网格尺寸为20cm×20cm～25cm×25cm；
随后向其上喷射钢纤维混凝土，形成牢靠的“喷锚网”支护；
e4、重复步骤e1～e3若干循环，使隧道左上部①开挖进尺领先隧道右上部②3～5m；
f、注浆加固隧道拱部；待隧道上台阶开挖及支护完毕，对拱部150°～180°范围内施工小导管10，并向小导管10内注浆使隧道上方形成符合承载要求的拱形浆-土加固体；所述中小导管10直径38mm～50mm，环向间距30～60cm，在隧道拱部150°～180°范围内均匀布置。
g、分别在隧道左上部①、隧道右上部②的台阶底部中心位置，向下施工第三降水井III和第四降水井IV，并将第三降水井III和第四降水井IV与抽水泵相连，第三降水井III和第四降水井IV的深度应达到隧道拱底以下6～8m；
启动抽水泵，对隧道下台阶及以下饱和软黄土进行超前降水。
h、待水位降至隧道下台阶以下后，对隧道左下部③、隧道右下部④的土体展开施工，具体包括：
对隧道左下部③的土体依次进行玻璃纤维锚杆5超前支护、钻爆法开挖(进尺1～2m)、布设防水层6、架立钢拱架7、施作钢支撑第三临时仰拱15和第二中隔壁19、铺设钢筋网、喷射钢纤维混凝土；系统就左下部③的土体开挖进尺领先右下部④的土体3～5m；
i、对隧道右下部④土体依次进行玻璃纤维锚杆5超前支护、钻爆法开挖(进尺1～2m)、布设防水层6、架立钢拱架7、施作钢支撑第四临时仰拱16、铺设钢筋网、喷射钢纤维混凝土；
j、加固拱脚：在隧道两侧拱脚处打入2～4根长度为6～8m的锁脚锚杆11，其与竖直方向角度成45°～60°，以避免拱脚塌陷、沉降；
k、进行仰拱的施工，具体包括：
仰拱开挖；
在隧道底部按三角形阵列施工沉管砂石桩12，如图6所示，沉管砂石桩12的直径为500～800mm，桩长为6～8m，桩间距为600～1000mm；
待桩体施工完毕后，将上层松散土体夯实压密，并铺设厚300～500mm中砂垫层13；
铺设仰拱钢拱架7并与边墙拱架7以焊接相连，用混凝土仰拱14进行仰拱浇筑和回填，使隧道全断面初期支护封闭；
l、对隧道初期支护进行质量检测和变形监测，若初支混凝土强度未达到设计值的80％或围岩变形尚不稳定(不合格)，则采取相应的加强措施；若初支混凝土强度达到设计值的80％以上并且围岩变形趋向收敛(合格)，则拆除临时仰拱8、中隔壁9等临时支撑结构；
m、进行下一施工循环。
本发明所公开的技术手段不局限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (10)

1.一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、测量定位放样：整平场地，测量定位放线；在地表沿待建隧道开挖方向，距隧道外轮廓两侧3～5m处，分别做好标记线，准备施工止水帷幕(1)；
b、沿隧道开挖方向施工两侧止水帷幕(1)；
c、施工止水帷幕(1)外侧及内侧降水井；
d、进行止水帷幕(1)外侧降水，然后对内侧降水井降水；
e、隧道左上部超前支护、开挖、初期支护，并设置第一临时仰拱(8)和第一中隔壁(9)；隧道右上部超前支护、开挖、初期支护，并设置第二临时仰拱(18)：采用锚杆超前加固、钻爆法开挖，进尺1～2m、布设防水层(6)、架立拱架(7)、施作支撑第一临时仰拱(8)、铺设网片、喷射纤维混凝土；
f、注浆加固隧道拱部；待隧道上台阶开挖及支护完毕，对拱部150°～180°范围内施工小导管(10)，并向小导管(10)内注浆使隧道上方形成符合承载要求的拱形浆-土加固体；所述中小导管(10)直径38mm～50mm，环向间距30～60cm，在隧道拱部150°～180°范围内均匀布置。
g、施工隧道下部降水井，对下台阶进行超前降水；
h、隧道左下部超前支护、开挖、初期支护，并设置第三临时仰拱(15)和第二中隔壁(19)；
i、隧道右下部超前支护、开挖、初期支护，并设置第四临时仰拱(16)：
j、向隧道两侧拱脚打设若干根锁脚锚杆(11)进行加固，锁脚锚杆(11)，其长度为6～8m，与竖直方向成55°～60°角打入洞周土体；
k、在第三临时仰拱(15)和第四临时仰拱(16)上方，开挖混凝土仰拱(14)：在隧道拱底施工沉管砂石桩(12)进行地基加固，并铺设中砂垫层(13)，第三临时仰拱(15)及第四临时仰拱(16)上方回填混凝土形成混凝土仰拱(14)，使初期支护形成全断面封闭；沉管砂石桩(12)的直径为500～800mm，桩长为6～8m，桩间距为600～1000mm，所述中砂垫层(13)厚300～500mm；
l、对隧道初期支护进行质量检测和变形监测，若初支混凝土强度未达到设计值的80％或围岩变形尚不稳定，为不合格，则进行加强措施；若初支混凝土强度达到设计值的80％以上并且围岩变形趋向收敛，为合格，则拆除临时仰拱、中隔壁等临时支撑结构。
m、进行下一施工循环。
2.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤b采用双排高压旋喷桩的形式，沿步骤a中所设标记线施工双排高压旋喷桩，深度应超过隧道拱底H26～8m；所述高压旋喷桩的直径为600～1000mm，相邻两桩间相互咬合100～200mm，相邻两排高压旋喷桩无间隔紧密布置。
3.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤c具体包括：
c1、在止水帷幕(1)外侧1.5～2.5m处每隔2～3m向下打设降水井，深度应达到隧道底部，并用管线将各降水井与抽水泵相连，外降水井(2)兼作地下水位观测井，对水位进行实时监测；
c2、将隧道断面(4)分为上台阶、下台阶，上台阶又分为隧道左上部①、隧道右上部②，下台阶分为隧道左下部③、隧道右下部④，在止水帷幕(1)内侧、隧道断面(4)左、右部分正上方分别向下打设第一降水井I和第二降水井II，并用管线与抽水泵连接，第一降水井I和第二降水井II的深度达到上台阶底部。
4.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤d具体包括：
d1、止水帷幕(1)外侧降水：启动与外降水井(2)相连接的抽水泵，对饱和软黄土地层进行整体降水；
d2、止水帷幕(1)内侧、隧道上台阶降水：启动与第一降水井I和第二降水井II相连的抽水泵，对隧道左上部①、隧道右上部②的台阶进行降水。
5.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤e具体包括：
待水位降至隧道上台阶底部以下后，对隧道左上部①土体展开施工：
e1、环隧道左上部①洞壁向土体中，包括向隧道右上部②和隧道左下部③土体内，以一定外插角打入玻璃纤维锚杆(5)，对周围饱和软黄土地层进行超前加固；
e2、采用钻爆法开挖隧道左上部①土体，进尺1～2m；
e3、随后立即环隧道左上部①土体布设防水层(6)、架立钢拱架(7)、施作钢支撑第一临时仰拱(8)和第一中隔壁(9)，紧接着向钢拱架(7)上铺设钢筋网并喷射钢纤维混凝土，形成“喷锚网”初期支护；
e4、重复步骤e1～e3若干循环，使隧道左上部①开挖进尺领先隧道右上部②3～5m。
6.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤g具体包括：
待隧道上台阶开挖支护全面领先6～8m后，进行隧道下台阶降水：
g1、分别在隧道左上部①、隧道右上部②的台阶底部中心位置，向下施工第三降水井III和第四降水井IV，并将第三降水井III和第四降水井IV与抽水泵相连，第三降水井III和第四降水井IV的深度应达到隧道拱底以下6～8m；
g2、启动抽水泵，对隧道下台阶及以下饱和软黄土进行超前降水。
7.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤h具体包括：
待水位降至隧道下台阶以下后，对隧道左下部③、隧道右下部④的土体展开施工，具体包括：
对隧道左下部③的土体依次进行玻璃纤维锚杆(5)超前支护、钻爆法开挖进尺1～2m、布设防水层(6)、架立钢拱架(7)、施作钢支撑第三临时仰拱(15)和第二中隔壁(19)、铺设钢筋网、喷射钢纤维混凝土；系统就左下部③的土体开挖进尺领先右下部④的土体3～5m。
8.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，所述步骤i具体包括：
对隧道右下部④土体依次进行玻璃纤维锚杆(5)超前支护、钻爆法开挖进尺1～2m、布设防水层(6)、架立钢拱架(7)、施作钢支撑第四临时仰拱(16)、铺设钢筋网、喷射钢纤维混凝土。
9.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，步骤e、f、h、i所述超前支护措施采用玻璃纤维锚杆(5)，其长度为4～6m；所述初期支护包括防水层(6)、钢拱架(7)、钢筋网和喷射钢纤维混凝土，形成“喷锚网”混合支护；其中钢拱架(7)采用型钢钢架，钢筋网采用直径6mm～10mm的钢筋制作，钢筋网的网格尺寸为20cm×20cm～25cm×25cm，其中步骤e所述一定外插角指：向隧道开挖轮廓线以外土体打入的锚杆外插角为25-35°，向隧道开挖轮廓线以内、沿垂直掌子面打入锚杆。
10.根据权利要求1所述的一种饱和软黄土隧道分部降水-支护综合施工方法，其特征在于，步骤c2所述隧道断面(4)上台阶、下台阶间隔6～8m进尺，隧道左上部①、隧道右上部②两部分间隔3～5m进尺，隧道左下部③、隧道右下部④两部分间隔3～5m进尺。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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