专利名称：一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法
技术领域：
本发明涉及隧道进洞施工技术，具体为一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法。
背景技术：
公知，隧道进洞施工常规是先在洞口范围自上而下分层刷边、仰坡并及时打设锚杆挂网喷锚支护，或者拉槽的方式找出洞门端墙位置进行套拱支护进洞施工，在保证洞口稳定和有一定覆盖厚度的情况下采用开挖上弧导的方式进洞施工，许多实践经验证明，这种传统的隧道进洞施工方法是进行大面积破坏原山坡坡体，破坏植被，使本就松散的黄土土体表面结构平衡破坏，尤其是砂质黄土，造成边仰坡防护面积和防护圬工的增大，还有引发边、仰坡坍塌等隧道洞口工程病害的发生。由于隧道洞门进洞为浅埋砂质黄土，单压、坡梁地势与洞门斜倾，进洞场地狭窄的隧道进洞施工，如果采用传统的进洞施工方法，就会存在以下缺点边、仰坡刷坡或拉槽土方量非常大，增加防护圬工，劳动强度大、进洞速度慢、 施工周期长、施工成本高；施工作业比较繁琐，隧道结构受力不合理，而且对松散黄土坡体扰动大，施工安全隐患大；此外，造成周围地表植被破坏严重，环境污染大，不符合文明施工的要求。
发明内容
本发明为了解决偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道进洞施工采用传统施工方法存在进洞速度慢、施工周期长、施工成本高以及环境污染大等问题，提供一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法。本发明是采用如下技术方案实现的一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法，包括以下步骤步骤一、在隧道处于明洞端临空面的一侧，测量出洞底标高， 按下导拱角标高先开挖该侧抗滑挡墙基础，并在抗滑挡墙基础内打入钢管桩，加固临空面； 步骤二、将下导钢拱架间隔预支在抗滑挡墙基础内，长度为洞门里程到开挖长度范围内，浇筑混凝土作为抗滑挡墙基础；步骤三、支设中导钢拱架，将其与下导钢拱架连接，继续立模浇筑抗滑挡墙混凝土，形成抗滑挡墙，抗滑挡墙内外侧分别用土回填夯实，同时将该侧上导核心土回填成型；步骤四、掏槽开挖隧道处于暗洞端的上导拱脚，先支护几榀上导钢拱架， 与中导钢拱架形成环状，并及时挂网喷设混凝土形成整体，当上导开挖支立钢拱架接触到坡面时，施作超前小导管支护；步骤五、开挖隧道处于暗洞端的上导拱脚槽，预留上导核心土，每次按一榀施工进尺，直至形成上导进洞施工；步骤六、上导进洞施工完成5m后，开挖中导，中导推进一段距离后开挖下导，形成隧道三台阶施工，至此完成隧道进洞施工。本发明根据隧道进洞洞门为浅埋砂质黄土，单压、坡梁地势与洞门斜倾，进洞场地狭窄，刷坡土方超大的特点，采用加强临空面基础应力，采用抗滑混凝土钢管挡墙，使隧道处于明洞临空面的一侧处于抗滑作用，抵抗单压，形成上导早进洞的施工方法，该方法在确保隧道施工安全、环保不破坏植被以及保护方面效果明显，技术先进，是传统施工望其项背的。该方法与常规隧道洞门进洞开挖先刷仰拱、两侧边坡，再打设锚杆挂网喷锚，或者拉槽，施作套拱进洞比较，洞门不须先刷仰坡，而是加固临空面，形成抗滑，抵抗单压、倾斜侧压，创造进洞条件，具有以下优点
1、大大减少边、仰坡刷坡或拉槽土方量，减少圬工防护，使洞口段尽快形成施工能力；
2、减少对松散砂质黄土坡土体的扰动，施工过程安全可靠，使隧道结构受力更合理；
3、施工范围小，有利于洞口段稳定，施工效率高，施工工序简单，施工速度快；
4、对隧道周围地表植被破坏小和不破坏生态，环境污染小，环保、文明施工程度高；
该方法适用铁路隧道偏压浅埋或者单压倾斜黄土隧道洞门进洞施工，也可用于公路、 水工类似隧道施工。
图1为本发明的施工过程示意图2为本发明所述抗滑挡墙的平面结构示意图； 图3为本发明所述抗滑挡墙的立面结构示意图； 图4为本发明所述抗滑挡墙内钢管桩的平面布置图中1-明洞端；2-钢管桩；3-下导钢拱架；4-中导钢拱架；5-回填土 ；6-上导核心土 ；7-暗洞端；8-上导钢拱架；9-坡面；10-超前小导管；11-钢筋；12-抗滑挡墙。
具体实施例方式一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法，包括以下步骤 步骤一、在隧道处于明洞端1临空面的一侧，测量出洞底标高，按下导拱角标高先开挖
该侧抗滑挡墙基础(即下导基础)，并在抗滑挡墙基础内打入钢管桩2，加固临空面，如图4 所示，钢管桩可采用Φ 150mm长3. 5m钢管桩，间距lm，梅花形布置，增强地基应力；
步骤二、将下导钢拱架3间隔预支在抗滑挡墙基础内，相邻下导钢拱架间距可为0. 5m, 长度为洞门里程到开挖长度范围内，浇筑混凝土作为抗滑挡墙基础，具体实施时，挡墙基础外侧收0. 5m，将右侧下导钢拱架预埋在抗滑挡墙中，钢拱架内侧混凝土保护层8cm ；
步骤三、支设中导钢拱架4，将其与下导钢拱架3连接，继续立模浇筑抗滑挡墙混凝土直至上导与中导连接板位置，根据施工侧压实际，挡墙可继续加高，形成抗滑挡墙12，为上导钢拱架支立创造条件，抗滑挡墙内外侧分别用回填土 5夯实，同时将该侧上导核心土 6回填成型，抗滑挡墙底部宽5m，为下部宽、上部窄的结构，外侧1:0. 25收坡，如图2、3所示，为抗滑挡墙的示意步骤四、掏槽开挖隧道处于暗洞端7的上导拱脚，以减少对坡体的扰动，先支护几榀上导钢拱架8，与中导钢拱架形成环状，并及时挂网喷设混凝土形成整体，当上导开挖支立钢拱架接触到坡面9时，施作超前小导管10支护，具体施工中，小导管可采用Φ42πιπι，L=6m, 密排布设；
步骤五、开挖隧道处于暗洞端的上导拱脚槽，预留上导核心土，每次按一榀施工进尺， 直至形成上导进洞施工；
步骤六、上导进洞施工完成后，开挖中导，中导推进5m后开挖下导，形成隧道三台阶施工，至此完成隧道进洞施工。
工程实例
2011年10月年该专利申请人建设的大准至朔黄铁路联络线神华准池铁路，朔州隧道全长11292m，为双线特长隧道，为偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道，设5座斜井和进出口共7个作业工区掘进施工，合同工期19. 1个月，工期紧，安全风险大，又临近雁北高寒区冬期开工，为满足隧道安全正常施工，冬期前实现早进洞施工，施工中成功应用了本发明所述方法，最大限度地解决了隧道进洞边、仰坡刷方量超大问题，减少防护圬工，节约了成本，经比较，比Φ 108mm大管棚法超前支护进洞方法节约费用78万元，比开挖拉槽土方施工方法节省时间20天，经济和社会效益明显。经过施工实践证明，本发明所述方法是目前效率最高，成本最低的施工进洞方法。
权利要求
1. 一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法，其特征是包括以下步骤步骤一、在隧道处于明洞端(1)临空面的一侧，测量出洞底标高，按下导拱角标高先开挖该侧抗滑挡墙基础，并在抗滑挡墙基础内打入钢管桩(2)，加固临空面；步骤二、将下导钢拱架(3)间隔预支在抗滑挡墙基础内，长度为洞门里程到开挖长度范围内，浇筑混凝土作为抗滑挡墙；步骤三、支设中导钢拱架(4)，将其与下导钢拱架(3)连接，继续立模浇筑抗滑挡墙混凝土，形成抗滑挡墙(12)，抗滑挡墙内外侧分别用回填土(5)夯实，同时将该侧上导核心土 (6)回填成型；步骤四、掏槽开挖隧道处于暗洞端(7)的上导拱脚，先支护几榀上导钢拱架(8)，与中导钢拱架形成环状，并及时挂网喷设混凝土形成整体，当上导开挖支立钢拱架接触到坡面 (9)时，施作超前小导管(10)支护；步骤五、开挖隧道处于暗洞端的上导拱脚槽，预留上导核心土，每次按一榀施工进尺， 直至形成上导进洞施工；步骤六、上导进洞施工完成后，开挖中导，中导推进一段距离后开挖下导，形成隧道三台阶施工，至此完成隧道进洞施工。
全文摘要
本发明涉及隧道进洞施工技术，具体为一种偏压浅埋或单压倾斜砂质黄土隧道快速进洞施工方法，解决传统施工方法存在进洞速度慢、周期长、成本高等问题，包括在隧道处于明洞端临空面的一侧，开挖抗滑挡墙基础，打入钢管桩；将下导钢拱架间隔预支在抗滑挡墙基础内，浇筑混凝土作为抗滑挡墙；支设中导钢拱架，浇筑抗滑挡墙混凝土；掏槽开挖暗洞端的上导拱脚，支护上导钢拱架，与中导钢拱架形成环状；开挖上导拱脚槽，预留上导核心土；上导施工完后，开挖中导、下导，形成隧道三台阶施工。减少边、仰坡刷坡或拉槽土方量，减少对松散黄土坡土体的扰动，减少防护圬工，施工过程安全可靠，隧道结构受力合理，施工效率高，工序简单，施工速度快。
文档编号E21D11/18GK102518453SQ20111041772
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者史赵鹏, 祁玺剑 申请人:中铁十二局集团有限公司, 中铁十二局集团第二工程有限公司