CN115341908A - 连拱隧道无中导洞施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，针对V级围岩段先行洞采用三台阶环形开挖预留核心土法，后行洞采用三台阶临时仰拱开挖法，且隧道施工时应先施工地质较差、埋深较浅的一幅洞。本发明适用于地址条件复杂的施工环境，可以加快施工进度，还可以保证施工质量和施工安全，且造价低。

Description

连拱隧道无中导洞施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域。更具体地说，本发明涉及一种连拱隧道无中导洞施工方法。

背景技术

目前连拱隧道多采用三导洞或中导洞超前施工的施工方案，大量的工程实践证明了其施工过程的安全可靠。

中导洞开挖可以从隧道两端同时施工，在隧道中间贯通，也可以从隧道一端开挖，在另一端贯通，根据地质条件中导开挖分全断面和短台阶两种施工方法，在围岩较好的Ⅳ类围岩可采用全断面开挖中导，加快施工进度在围岩破碎，节理发育及在洞口地段采用短台阶也可保证安全。无论采用哪种方法，皆采用光面爆破技术尽量减少中导洞对两侧正洞围岩的扰动，每一循环进尺要控制在1m以下，围岩好的情况下也不能超过1.5m。支护要紧跟开挖面，不允许围岩暴露时间太长，杜绝塌方，中导洞即使有小面积塌方，也会给正洞开挖带来很大影响。中隔墙混凝土的施工顺序刚好和中导开挖顺序相反，根据现场情况，可采用从隧道中间向两端施工的顺序。为减轻相互影响，上下线正洞开挖一般错开40m左右，单跨正洞采用先拱后墙法分台阶施工。拱部开挖高度3.5～4m比较合适，爆破技术要尽量减少对中隔墙的影响，决不允许将中导洞作为临空面进行爆破设计，下部开挖要先在边墙处开槽，将拱部初期支护接下来后，在开挖中间部分注意不能进尺太长，最多开挖出两榀拱架距离的长度并尽快施工初期支护；封闭围岩，防止因拱部支护长时间悬空而造成塌方。

三导洞施工方法除在中隔墙处开挖一导洞外，在上下行线两侧分别开挖一条侧导洞在中墙混凝土与边墙混凝土施工完后再开挖上，下行线正洞施工步骤如下：侧导洞的开挖方法与中导洞相似，三导洞施工完后，再开挖上、下行线的正洞。正洞开挖Ⅱ类围岩用台阶法施工，顺序与中导洞法不同，属与先墙后拱，不是先拱后墙，因在侧导洞开挖过程中，正洞边墙初期支护已施工爆破设计时，均要尽量减少爆破对中隔墙及侧墙的影响，不能因初期支护已全部完成而随意加大药量，加大进尺，造成的施工初期支护坍塌。

从以上2种施工方法，施工过程中看出：中导洞施工法工序简单，临时支护及拆除量小，工期短、成本低，但在地质条件复杂，围岩地段不利于安全施工，而三导洞施工具有正洞支护闭合早，施工安全的优点，但工序复杂，工期成本高，无论是三导洞法还是中导洞超前施工法，均有着施工工序繁多且相互之间存在工序干扰、临时支护多导致拆卸施工量较大、连拱隧道防水效果差，施工工期较长等问题。这些问题的存在，制约了连拱隧道的发展。无导洞施工连拱隧道技术是连拱隧道施工技术的一个发展方向，在国内一些隧道如白云山双连拱隧道、黄延高速羊泉沟隧道施工中进行了试用，目前施工工艺尚未成熟。

发明内容

本发明的目的是提供一种连拱隧道无中导洞施工方法，降低造价，加快施工进度。

本发明解决此技术问题所采用的技术方案是：一种连拱隧道无中导洞施工方法，针对V级围岩段先行洞采用三台阶环形开挖预留核心土法，后行洞采用三台阶临时仰拱开挖法，且隧道施工时应先施工地质较差、埋深较浅的一幅洞。

优选的是，包括以下施工步骤：

步骤一、对地质较差的第一幅洞进行超前支护，之后进行上台阶弧形导坑开挖，并设置上台阶初期支护；继续对第一幅洞上台阶核心土开挖；第一幅洞左右错开开挖中台阶，施做中台阶设置初期支护；第一幅洞左右错开开挖下台阶，并设置下台阶初期支护；开挖上、中、下台阶预留核心土，分段开挖隧底，施做初期支护，浇筑第一幅洞仰拱二次衬砌、仰拱填充，铺设防水层、浇筑第一幅洞拱墙二次衬砌；

步骤二、第二幅洞上台阶弧形导坑开挖，并设置上台阶初期支护；继续对第二幅洞上台阶核心土开挖，第二幅洞上台阶施作临时仰拱；第二幅洞左右错开开挖中台阶，施做中台阶设置初期支护；第二幅洞左右错开开挖下台阶，并设置下台阶初期支护；开挖上、中、下台阶预留核心土，分段开挖隧底，施做初期支护；浇筑第二幅洞仰拱二次衬砌、仰拱填充；分段拆除第二幅洞临时仰拱、铺设防水层、浇筑第二幅洞拱墙二次衬砌。

优选的是，在进行第一幅洞和第二幅洞开挖时，预留核心土断面面积为开挖面面积的50％。

优选的是，上台阶采用机械开挖，控制循环进尺，及时进行初喷、支护，确保开挖围岩面及掌子面围岩稳定；

上台阶开挖高度3.7m，预留核心土上部高度1.8m(含初期支护高度及预留沉降量)，上台阶靠近掌子面预留核心土高度1.9m，上口宽3m，三面根据施工需要放坡，开挖进尺1榀/次，台阶长度控制3～5m。

优选的是，上台阶初期支护具体为：在上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖部，初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度；

中台阶的施工具体为：机械开挖或弱爆破开挖部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度；施做临时仰拱：架设临时横撑，铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱；

下台阶的施工具体为：机械开挖或弱爆破开挖部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度。

隧底的具体施工为：弱爆破开部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，架立钢架，复喷混凝土至设计厚度。

优选的是，各步台阶一次开挖长度宜控制在2m～3m之间。

优选的是，所述第一幅洞和第二幅洞的中台阶和下台阶两侧错开开挖，错开长度为5～10米。

本发明至少包括以下有益效果：连拱隧道无中导洞施工方法，相较于现有的三导洞和中导洞施工，适用于地址条件复杂的施工环境，可以加快施工进度，还可以保证施工质量和施工安全，且造价低。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明施工程序示意图；

图2是图1中A-A剖面图；

图3是工艺流程图；

图4发明一个实施例的阴极结构外表面的结构示意图；

图5发明实际施工预留核心土台阶图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

以下结合附图及实施对本发明作进一步的详细说明，其具体实施过程如下：

如图1～5，本发明提供一种连拱隧道无中导洞施工方法，应用于云南省某高速公路土建，线路全长19.264km，其中某段隧道为V级围岩段先行洞采用三台阶环形开挖预留核心土法，后行洞采用三台阶临时仰拱开挖法，图1中希腊字母(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...)表示开挖顺序，阿拉伯数字(1、2、3...)表示衬砌支护顺序。隧道施工时应先施工地质较差、埋深较浅的一幅。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：包括以下施工步骤：

步骤一、对地质较差的第一幅洞(图1中左幅)进行超前支护，之后进行上台阶弧形导坑开挖，并设置上台阶初期支护；继续对第一幅洞上台阶核心土开挖；第一幅洞左右错开开挖中台阶，施做中台阶设置初期支护；第一幅洞左右错开开挖下台阶，并设置下台阶初期支护；开挖上、中、下台阶预留核心土，分段开挖隧底，施做初期支护，浇筑第一幅洞仰拱二次衬砌、仰拱填充，铺设防水层、浇筑第一幅洞拱墙二次衬砌；

步骤二、第二幅洞(图1中右幅)上台阶弧形导坑开挖，并设置上台阶初期支护；继续对第二幅洞上台阶核心土开挖，第二幅洞上台阶施作临时仰拱；第二幅洞左右错开开挖中台阶，施做中台阶设置初期支护；第二幅洞左右错开开挖下台阶，并设置下台阶初期支护；开挖上、中、下台阶预留核心土，分段开挖隧底，施做初期支护；浇筑第二幅洞仰拱二次衬砌、仰拱填充；分段拆除第二幅洞临时仰拱、铺设防水层、浇筑第二幅洞拱墙二次衬砌。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：在进行第一幅洞和第二幅洞开挖时，预留核心土断面面积为开挖面面积的50％。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：上台阶采用机械开挖，以减小对围岩的扰动，严格控制循环进尺，及时进行初喷、支护，确保开挖围岩面及掌子面围岩稳定；

上台阶开挖高度3.7m，预留核心土上部高度1.8m(含初期支护高度及预留沉降量)，上台阶靠近掌子面预留核心土高度1.9m，上口宽3m，三面根据施工需要放坡，开挖进尺1榀/次，台阶长度控制3～5m，上台阶钢架拱脚落于型钢纵梁上，纵梁下部严禁出现虚渣。严格按照设计施做锁脚小导管，锁脚小导管与型钢钢架连接牢靠(锁脚小导管采用φ20L型钢筋与型钢钢架焊接牢固)。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：上台阶初期支护具体为：在上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖部，初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度；

中台阶的施工具体为：机械开挖或弱爆破开挖部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度；施做临时仰拱：架设临时横撑，铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱；

下台阶的施工具体为：机械开挖或弱爆破开挖部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度。

隧底的具体施工为：弱爆破开部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，架立钢架，复喷混凝土至设计厚度。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：如图4示，各步台阶一次开挖长度宜控制在2m～3m之间。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述第一幅洞和第二幅洞的中台阶和下台阶两侧错开开挖，错开长度为5～10米。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，针对V级围岩段先行洞采用三台阶环形开挖预留核心土法，后行洞采用三台阶临时仰拱开挖法，且隧道施工时应先施工地质较差、埋深较浅的一幅洞。

2.如权利要求1所述的连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

步骤一、对地质较差的第一幅洞进行超前支护，之后进行上台阶弧形导坑开挖，并设置上台阶初期支护；继续对第一幅洞上台阶核心土开挖；第一幅洞左右错开开挖中台阶，施做中台阶设置初期支护；第一幅洞左右错开开挖下台阶，并设置下台阶初期支护；开挖上、中、下台阶预留核心土，分段开挖隧底，施做初期支护，浇筑第一幅洞仰拱二次衬砌、仰拱填充，铺设防水层、浇筑第一幅洞拱墙二次衬砌；

步骤二、第二幅洞上台阶弧形导坑开挖，并设置上台阶初期支护；继续对第二幅洞上台阶核心土开挖，第二幅洞上台阶施作临时仰拱；第二幅洞左右错开开挖中台阶，施做中台阶设置初期支护；第二幅洞左右错开开挖下台阶，并设置下台阶初期支护；开挖上、中、下台阶预留核心土，分段开挖隧底，施做初期支护；浇筑第二幅洞仰拱二次衬砌、仰拱填充；分段拆除第二幅洞临时仰拱、铺设防水层、浇筑第二幅洞拱墙二次衬砌。

3.如权利要求2所述的连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，在进行第一幅洞和第二幅洞开挖时，预留核心土断面面积为开挖面面积的50％。

4.如权利要求2所述的连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，上台阶采用机械开挖，控制循环进尺，及时进行初喷、支护，确保开挖围岩面及掌子面围岩稳定；

上台阶开挖高度3.7m，预留核心土上部高度1.8m(含初期支护高度及预留沉降量)，上台阶靠近掌子面预留核心土高度1.9m，上口宽3m，三面根据施工需要放坡，开挖进尺1榀/次，台阶长度控制3～5m。

5.如权利要求2所述的连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，上台阶初期支护具体为：在上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖部，初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度；

中台阶的施工具体为：机械开挖或弱爆破开挖部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度；施做临时仰拱：架设临时横撑，铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱；

下台阶的施工具体为：机械开挖或弱爆破开挖部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度。

隧底的具体施工为：弱爆破开部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，架立钢架，复喷混凝土至设计厚度。

6.如权利要求2所述的连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，各步台阶一次开挖长度宜控制在2m～3m之间。

7.如权利要求2所述的连拱隧道无中导洞施工方法，其特征在于，所述第一幅洞和第二幅洞的中台阶和下台阶两侧错开开挖，错开长度为5～10米。

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