专利名称：一种特大断面黄土隧道的支护结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及隧道类，具体涉及一种特大断面黄土隧道的支护结构及其施工方法。
背景技术：
黄土隧道施工过程中易发生较大变形甚至塌方事故，当前，针对大断面黄土隧道， 已成功应用预留核心土短台阶法解决开挖面积140m2的大断面黄土隧道的施工，以及采用 CRD法解决埋深25m、开挖面积120m2的新黄土隧道下穿既有铁路的施工。随着黄土隧道开 挖断面的进一步加大，其施工难度及风险也逐步变大。侧壁导坑法虽能有效地控制沉降，但 施工步序繁多，施工空间狭小，施工进度缓慢，工程造价较高，尤其是针对长距离、特大断面 黄土隧道群的施工，要实现安全、快速、经济的施工，必须采用适宜的支护结构措施和合理 的开挖方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种结构简单、施工工序简单，开挖空间大、有效 保证特大断面黄土隧道施工安全的支护结构及其施工方法。为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案本发明包括初期支护、拱墙二次衬砌、仰拱，其特殊之处在于沿隧道拱部的轮廓 线设置有小导管超前支护，初期支护与拱墙二次衬砌之间设置有防水层。上述的初期支护由喷射混凝土、架立型钢钢架、打设锚杆和挂设钢筋网构成。上述的初期支护的仰拱部分包括喷射混凝土和架立型钢钢架。上述的防水层由无纺布和防水板构成。一种特大断面黄土隧道的支护结构的施工方法，其特殊之处在于所述的施工方 法通过以下步骤实现(1)、沿隧道拱部开挖轮廓线，施做小导管超前支护；(2)、在小导管超前支护保护下进行上台阶的开挖并留核心土，每次开挖进尺为一 榀钢架距离，然后施做初期支护的上台阶部分；(3)、开挖中部核心土；(4)、交错开挖左侧中台阶和右侧下台阶，每次开挖控制在1 2榀型钢钢架距离， 然后施做初期支护的中台阶左侧和下台阶右侧部分；(5)、交错开挖右侧中台阶和左侧下台阶，每次开挖控制在1 2榀型钢钢架距离， 然后施做初期支护的中台阶右侧和下台阶左侧部分；(6)、进行仰拱部分土体的开挖，每次开挖榀钢架距离，然后施做初期支护的仰拱 部分，紧跟施做仰拱；(7)、施做初期支护和拱墙二次衬砌间的防水层，然后进行衬砌钢筋绑扎；(8)、浇注拱墙二次衬砌。与现有技术相比，本发明的有益效果
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本发明在有效保证特大断面黄土隧道施工安全的同时，其施工工序简单，开挖空 间大，便于大型机械作业，隧道施工进度快。
图1是本发明的结构横断面图；图2是本发明的施工工序横断面图；图3是本发明的施工工序纵剖面图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。参见图1，本发明包括初期支护2、拱墙二次衬砌3、仰拱4，沿隧道拱部的轮廓线设 置有小导管超前支护1，初期支护2与拱墙二次衬砌3之间设置有防水层。初期支护2由喷射混凝土、架立型钢钢架、打设锚杆和挂设钢筋网构成。初期支护2的仰拱部分包括喷射混凝土和架立型钢钢架。防水层由无纺布和防水板构成。参见图2、3，实施本发明的施工方法的步骤为(1)、沿隧道拱部开挖轮廓线，施做小导管超前支护1 ；(2)、在小导管超前支护1保护下进行上台阶5的开挖并留核心土，每次开挖进尺 为一榀钢架距离，然后施做初期支护2的上台阶部分；(3)、开挖中部核心土 6 ；(4)、交错开挖左侧中台阶7和右侧下台阶10，每次开挖控制在1 2榀型钢钢架 距离，然后施做初期支护2的中台阶左侧和下台阶右侧部分；(5)、交错开挖右侧中台阶8和左侧下台阶9，每次开挖控制在1 2榀型钢钢架距 离，然后施做初期支护2的中台阶右侧和下台阶左侧部分；(6)、进行仰拱部分土体11的开挖，每次开挖5榀钢架距离，然后施做初期支护2 的仰拱部分，紧跟施做仰拱4 ；(7)、施做初期支护2和拱墙二次衬砌3间的防水层，然后进行衬砌钢筋绑扎；(8)、浇注拱墙二次衬砌3。
权利要求
一种特大断面黄土隧道的支护结构，包括初期支护(2)、拱墙二次衬砌(3)、仰拱(4)，其特征在于沿隧道拱部的轮廓线设置有小导管超前支护(1)，初期支护(2)与拱墙二次衬砌(3)之间设置有防水层。
2.根据权利要求1所述的一种特大断面黄土隧道的支护结构，其特征在于所述的初 期支护(2)由喷射混凝土、架立型钢钢架、打设锚杆和挂设钢筋网构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种特大断面黄土隧道的支护结构，其特征在于所述 的初期支护(2)的仰拱部分包括喷射混凝土和架立型钢钢架。
4.根据权利要求3所述的一种特大断面黄土隧道的支护结构，其特征在于所述的防 水层由无纺布和防水板构成。
5.一种特大断面黄土隧道的支护结构的施工方法，其特征在于所述的施工方法通过 以下步骤实现(1)、沿隧道拱部开挖轮廓线，施做小导管超前支护(1)；(2)、在小导管超前支护(1)保护下进行上台阶(5)的开挖并留核心土，每次开挖进尺 为一榀钢架距离，然后施做初期支护(2)的上台阶部分；(3)、开挖中部核心土(6)；(4)、交错开挖左侧中台阶(7)和右侧下台阶(10)，每次开挖控制在1 2榀型钢钢架 距离，然后施做初期支护(2)的中台阶左侧和下台阶右侧部分；(5)、交错开挖右侧中台阶(8)和左侧下台阶(9)，每次开挖控制在1 2榀型钢钢架距 离，然后施做初期支护(2)的中台阶右侧和下台阶左侧部分；(6)、进行仰拱部分土体(11)的开挖，每次开挖(5)榀钢架距离，然后施做初期支护(2) 的仰拱部分，紧跟施做仰拱(4)；(7)、施做初期支护(2)和拱墙二次衬砌(3)间的防水层，然后进行衬砌钢筋绑扎；(8)、浇注拱墙二次衬砌(3)。
全文摘要
本发明具体涉及一种特大断面黄土隧道的支护结构及其施工方法。黄土隧道施工过程中易发生较大变形甚至塌方事故，当前，针对大断面黄土隧道，已成功应用预留核心土短台阶法解决开挖面积140m2的大断面黄土隧道的施工，以及采用CRD法解决埋深25m、开挖面积120m2的新黄土隧道下穿既有铁路的施工，随着黄土隧道开挖断面的进一步加大，其施工难度及风险也逐步变大。本发明包括初期支护、拱墙二次衬砌、仰拱，沿隧道拱部的轮廓线设置有小导管超前支护，初期支护与拱墙二次衬砌之间设置有防水层。本发明在有效保证特大断面黄土隧道施工安全的同时，其施工工序简单，开挖空间大，便于大型机械作业，隧道施工进度快。
文档编号E21D11/00GK101906974SQ20101024850
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者刘培硕, 刘小刚, 刘赪, 李凌志, 李国良, 李宁, 李雷, 杨国柱, 杨木高, 梁文灏, 王新东, 谢君泰, 赵秋林, 马洪程 申请人:中铁第一勘察设计院集团有限公司