专利名称：下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法
技术领域：
本发明涉及隧道的施工方法，具体为ー种下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法。
背景技术：
随着我国高速鉄路、公路、地下工程的迅猛发展，隧道施工中将遇到各种不良地层，干燥粉细砂地层有如下特点(1)以浅黄褐色粉细砂、细砂为主，颗粒粒径主要集中在O. 075 O. 25mm区间，约占总重的80% 93%，颗粒较均匀，颗粒级配差；(2)干燥，天然含水率仅为2% 4% ；(3)密实状态；(4)黏聚カ低，黏聚カO 2kPa，内摩擦角为30° 32°。干燥粉细砂层灵敏度高，触变性强，在施工过程中，造成扰动，极易引起漏砂及涌砂， 短时间内即形成堆积体，毫无封闭阻挡时间，施工进展极为缓慢，エ期风险大。现有施工多采用注浆或冷冻法等措施进行处理，而面对含水率小于3%的干燥粉细砂地层，存在如下问题(1)注入的浆液不宜扩散，无法起到胶结砂层的作用；(2)开挖后易出现滑砂、涌砂现象；(3)初期支护暴露时间长，无法形成快速封闭；(4)工程施工进度慢，且安全风险大。
发明内容
本发明为了解决现有下半断面为干燥粉细砂层隧道采用注浆或冷冻法施工存在浆液不宜扩散、开挖后易发生滑砂及涌砂现象、无法快速封闭、施工进度慢且安全风险大的问题，提供了ー种下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法。本发明是采用如下技术方案实现的下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法，步骤如下a、測量放样后进行超前支护；b、将隧道上部黄土区域沿隧道开挖轮廓线挖出弧形导坑，立即初喷混凝土并施作初期支护；c、对隧道下部干燥粉细砂层掌子面施作若干梅花状布置的超前水平旋喷桩，与此同时，对中台阶施工若干斜向旋喷桩，相邻斜向旋喷桩之间必须保证纵向连续咬合、上下搭接紧密；d、将中台阶分上下两部分进行开挖；e、对下台阶施工若干斜向旋喷桩，相邻斜向旋喷桩之间必须保证纵向连续咬合、上下搭接紧密ば、将下台阶分上下两部分进行开挖；g、隧道左右两侧分段开挖隧底，然后扩大拱脚及钢架基础进行支护；h、开挖预留核心土后施作仰拱，且仰拱施工始終紧跟下台阶，然后施作二次衬砌。通过在边墙先行施工斜向旋喷桩对下半断面进行超前支护，在下半断面开挖轮廓线上形成连续隔离桩墙，起到隔断与加固砂层的作用，防止砂层滑落、坍塌；通过采用多台阶分部开挖，降低对砂层的扰动，降低开挖临空面起到保护围岩、杜绝初期支护发生收敛沉降大变形甚至坍塌的作用；对初期支护拱架采用扩大拱脚及扩大钢架基础的作业步骤，有效控制隧道沉降及收敛；对隧道下部干燥粉细砂层掌子面施做超前水平旋喷桩进行封堵保护，防止开挖过程中发生正面滑砂及涌砂现象，控制掌子面挤出位移，仰拱施工紧跟下台阶，及时封闭成环，控制掌子面变形，克服了现有下半断面为干燥粉细砂层隧道采用注浆或冷冻法施工存在浆液不宜扩散、开挖后易发生滑砂及涌砂现象、无法快速封闭、施工进度慢且安全风险大的问题。斜向旋喷桩的外插角为1° -23°，且斜向旋喷桩桩体是由如下重量配比的成分组成，水水泥膨胀土为4:4:1，斜向旋喷桩的角度设计和配比进ー步提高了隔断和加固砂层的作用。当施工后的斜向旋喷桩背后存在空洞时，进行注浆作业，保证初期支护与围岩更加密帖。本发明采用的施工方法合理有效，加固并隔断干燥粉细砂层，防止其滑塌，同时起到控制初期支护收敛与下沉的作用；而且降低对细砂层的扰动，减小开挖临空面，起到保护围岩杜绝隧道坍塌的作用；有效控制了隧道沉降，防止开挖过程中发生正面滑砂及涌砂现象，严格控制掌子面挤出位移；保证初期支护与围岩更加密帖的同时，仰拱施工紧跟下台阶，及时封闭成环，控制掌子面变形。
具体实施例方式下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法，步骤如下a、測量放样后进行超前支护山、将隧道上部黄土区域沿隧道开挖轮廓线挖出弧形导坑，立即初喷混凝土并施作初期支护；c、对隧道下部干燥粉细砂层掌子面施作若干梅花状布置的超前水平旋喷桩，与此同时，对中台阶施工若干斜向旋喷桩，相邻斜向旋喷桩之间必须保证纵向连续咬合、上下搭接紧密；d、将中台阶分上下两部分进行开挖；e、对下台阶施工若干斜向旋喷桩，相邻斜向旋喷桩之间必须保证纵向连续咬合、上下搭接紧密ば、将下台阶分上下两部分进行开挖；g、隧道左右两侧分段开挖隧底，然后扩大拱脚及钢架基础进行支护；h、开挖预留核心土后施作仰拱，且仰拱施工始終紧跟下台阶，然后施作二次衬砌。斜向旋喷桩的外插角为1° -23°，且斜向旋喷桩桩体是由如下重量配比的成分组成，水水泥膨胀土为4:4:1 ;当施工后的斜向旋喷桩背后存在空洞时，进行注浆作业。具体实施过程中，弧形导坑高度为2. 0-3. 0m，核心土沿隧道纵向长度为3_5m，核心土宽度为隧道开挖跨度的1/3 1/2，高度为I. 5-2. 5m，每个循环开挖一榀拱架；斜向旋喷桩桩体单根长度为3m,桩径60 cm _80cm,桩距35cm-55cm,咬合15cm_25cm ;中、下台阶的上下部分高度均不超过2m，拱脚外侧加肋扩大拱脚，连接板部位垫设槽钢扩大钢架基础，同时采用U型钢筋与锚管焊接加强锁脚锚管与钢架连接的稳定性，有效控制沉降；超前水平旋喷桩采用2X2米布置，且长度为20m，角度同隧道坡度，仰拱初支距离掌子面控制在15-20m ;衬砌紧跟仰拱距离掌子面控制在25-30m，超前斜向旋喷桩施工、中下台阶开挖、隧底施工及支护、预留核心土开挖及施作仰拱均需要监控量測。
权利要求
1.ー种下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法，其特征在于步骤如下a、測量放样后进行超前支护山、将隧道上部黄土区域沿隧道开挖轮廓线挖出弧形导坑，立即初喷混凝土并施作初期支护；c、对隧道下部干燥粉细砂层掌子面施作若干梅花状布置的超前水平旋喷桩，与此同时，对中台阶施工若干斜向旋喷桩，相邻斜向旋喷桩之间必须保证纵向连续咬合、上下搭接紧密；d、将中台阶分上下两部分进行开挖；e、对下台阶施工若干斜向旋喷桩，相邻斜向旋喷桩之间必须保证纵向连续咬合、上下搭接紧密ば、将下台阶分上下两部分进行开挖；g、隧道左右两侧分段开挖隧底，然后扩大拱脚及钢架基础进行支护；h、开挖预留核心土后施作仰拱，且仰拱施工始終紧跟下台阶，然后施作二次衬砌。
2.根据权利要求I所述的下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法，其特征在于斜向旋喷桩的外插角为1° -23°，且斜向旋喷桩桩体是由如下重量配比的成分组成，水水泥膨胀土为4:4: I。
3.根据权利要求I所述的下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法，其特征在于当施工后的斜向旋喷桩背后存在空洞时，进行注浆作业。
全文摘要
本发明具体为一种下半断面为干燥粉细砂层隧道的施工方法，解决了现有隧道施工存在施工进度慢且安全风险大的问题。a、测量放样后进行超前支护；b、挖出弧形导坑，立即初喷混凝土并施作初期支护；c、施作超前水平旋喷桩的同时，施工斜向旋喷桩；d、将中台阶分上下两部分进行开挖；e、对下台阶施工斜向旋喷桩；f、将下台阶分上下两部分进行开挖；g、隧道左右两侧分段开挖隧底，进行支护；h、开挖预留核心土后施作仰拱，且仰拱施工始终紧跟下台阶，然后施作二次衬砌。本发明起到控制初期支护收敛与下沉的作用；而且降低对细砂层的扰动，有效控制了隧道沉降，严格控制掌子面挤出位移，控制掌子面变形。
文档编号E21D9/04GK102650210SQ20121014453
公开日2012年8月29日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者李建军, 郑捷 申请人:中铁十二局集团有限公司, 中铁十二局集团第三工程有限公司