一种在复杂地质条件下隧洞的施工方法
【专利摘要】一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，通过系统的工艺流程、明确管棚的施工方法、顶管的施工方法以及开挖采用人工机械破除与小药量爆破相结合的掘进方式、注重安全施工等手段，加强现场管理，保证隧洞的施工有序的进行。整个施工过程中实施有效的动态管理，施工方案考虑各种不利的因素，并制定相应的措施。施工中出现的问题得到及时的处理，加强现场的管理，确保隧洞施工的质量以及安全。
【专利说明】一种在复杂地质条件下隧洞的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及施工领域，特别是一种在复杂地质条件下隧洞的施工方法。
【背景技术】
[0002]隧洞施工穿越破碎带和岩溶地层。破碎带内岩体破碎，呈碎块状结构，发育无序， 结合很差，间隙被黄褐色粉细沙充填；岩溶发育，溶洞规模很大，空间被流砂充填，流砂层没有粘聚力，易坍塌，而且随水流动。掘进施工过程中会出现危岩和流砂坍塌问题。而且破碎带和岩溶地层透水性好，地下水受水库影响大，施工中涌水量大，降排水施工困难，而且不确定因素较多，需要充分考虑掘进施工中洞内突水问题。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明通过系统的工艺流程、依靠管棚的施工方法、顶管的施工方法以及开挖采用人工机械破除与小药量爆破相结合的掘进方式、注重安全施工等手段，加强现场管理，保证隧洞的施工有序的进行。
[0004]本发明的有益效果是在整个施工过程中实施有效的动态管理，施工方案考虑各种不利的因素，并制定相应的措施。施工中出现的问题得到及时的处理，加强现场的管理，确保隧洞施工的质量以及安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1为管棚剖面；图2为顶管俯视图；图3为顶管立面图。
[0006]其中，1.顶进管道；2.管棚钢管；3.取水竖井；4.后靠背；5.千斤顶；6.水泥管。
【具体实施方式】
[0007]1.工艺流程:测量放线一水平探测钻孔一施工大管棚临时支护一水平掘进洞室 —顶进钢筋混凝土管一循环施工至设计位置一管道四周注浆加固。
[0008]施工前采用地质钻机沿隧洞轴线施工8个超前探测钻孔，探测孔沿平洞圆形断面四周均匀布置，探测孔长度15.0!11，孔径80_。以了解掘进层位地层情况，确定超前大管棚支护单回次长度。
[0009]2.管棚的施工:超前探测孔完成后，在隧洞断面圆形轮廓线外0.2m，位置沿轴线施工大管棚。支护管棚为圆形封闭结构，初始断面圆心直径2.4m,采用O 108壁厚4mm的钢管，支护管棚外插角1°~3°，呈放射状平行顺直，管中心间距150mm。钢管锤击式打入，管棚单回次长度10m，钢管端部采用焊接方式固定成整体结构，中间根据实际需要进行焊接加固。为保证管棚支护效果，在钢管上外侧均匀布置二排注浆孔，孔径5mm，间距100mm，排间距60mm，采用机械钻孔施工。管棚布设完成后，采用超细水泥单液浆对管棚进行全孔一次性注浆，逐管注浆，间隔施工。注浆采用压力注浆，超细水泥单浆液水灰比为0.6，注浆压力 1.5~2.0Mpa，如图1。[0010]3.顶管施工及技术控制措施:
3.1顶管施工的准备工作:将取水竖井(3)用石块填充至平洞底标高下约40_，以方便 在竖井内搭建施工平台，平台上安装顶进导轨、千斤顶基座、千斤顶(5)和后靠背(4)。在平 台下设置大功率潜水泵抽水，疏干井下涌水，保证井内水位低于作业平台1.0-2.0m。导轨采 用两根38kg / m道轨现场制作，千斤顶基座在地面采用槽钢预先制作，后靠背(4)采用现 浇钢筋混凝土，顶进装置采用2个4001千斤顶(5)，如图2，图3。
[0011]检查全部顶管设备，并经过试运转，工况良好。
[0012]工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规范规定。
[0013]3.2手工掘进顶管时，符合规定:(I)工具管接触或切入土层后，自上而下分层开 挖，工具管断面的超挖量应根据土质条件确定。
[0014](2)在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135°范围内不得超挖；管顶以 上超挖量不得大于1.5cm。
[0015]3.3工具管进入土层后的管端处理符合:(I)进入接收坑的工具管和管端下部应 设枕垫。
[0016](2)管道两端露在工作坑中的长度不得小于0.5m，且不得有接口。
[0017](3)钢筋混凝土管道端部应及时浇注混凝土。
[0018]3.4装配式后背墙安装。
[0019]3.4.1装配式后背墙施工。
[0020]I)装配式后背墙采用现浇钢筋混凝土和钢板组装，组装后的后背墙应有足够的强 度和钢度。
[0021]2)后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直。
[0022]3)装配式后背墙的底端在顶进管道(I)底以下50cm。
[0023]4)后背土体壁面应与后背墙紧贴，有孔隙时应采用砂石料填塞密实。
[0024]5)组装后背墙的构件在同层内的规格一致，各层间接触紧帖，并层层固定。
[0025]4.导轨安装:该工程导轨采用38kg / m钢轨，轨底和型钢焊接成一体，安装时和 工作井底板预埋钢板焊牢，并用型钢支撑或用砼围牢。导轨安装前要先复核管道中心位置， 确保导轨的高程、轴线位置准确。导轨定位必须稳固、正确，在顶进中承受各种负荷时不位 移、不变形、不沉降。
[0026]导轨安装符合规定:(I)两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一 致。
[0027](2)导轨安装的允许偏差应为:轴线位置:3_ ;顶面高程:(T+3_ ；
两轨内距:±2_。
[0028](3)安装后的导轨牢固，不得在使用中产生位移，并经常检查校核。
[0029]5.管道的顶进。
[0030]
顶管的施工工艺:
【权利要求】
1.一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，通过系统的工艺流程、管棚的施工方 法、顶管的施工方法以及开挖采用人工机械破除与小药量爆破相结合的掘进方式、注重安 全施工等手段，加强现场管理，保证隧洞的施工有序的进行。
2.根据权力要求I所述的一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，其特征在于: 工艺流程为:测量放线一水平探测钻孔一施工大管棚临时支护一水平掘进洞室一顶进钢筋 混凝土管一循环施工至设计位置一管道四周注浆加固。
3.根据权力要求I所述的一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，其特征在于: 支护管棚为圆形封闭结构，初始断面圆心直径2.4m,采用O 108壁厚4mm的钢管,支护管棚 外插角1°?3°，呈放射状平行顺直，管中心间距150mm。
4.根据权力要求I所述的一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，其特征在于: 管棚布设完成后，采用超细水泥单液浆对管棚进行全孔一次性注浆，逐管注浆，间隔施工， 注浆采用压力注浆，超细水泥单浆液水灰比为0.6，注浆压力1.5—2.0Mpa0
5.根据权力要求I所述的一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，其特征在于: 将取水竖井(3)用石块填充至平洞底标高下约40mm，以方便在竖井内搭建施工平台，平台 上安装顶进导轨、千斤顶基座、千斤顶(5)和后靠背(4)，并在平台下设置大功率潜水泵抽 水，疏干井下涌水，保证井内水位低于作业平台1.0-2.0m;导轨采用两根38kg / m道轨现 场制作，千斤顶基座在地面采用槽钢预先制作，后靠背(4)采用现浇钢筋混凝土，顶进装置 采用2个400t千斤顶(5)。
6.根据权力要求I所述的一种针对复杂地质条件下的隧洞的施工方法，其特征在于: 顶管采用F型DN1800钢筋混凝土管道顶进，单节长度2.0m,混凝土标号不低于C60，混凝土 管之间为承插性F型接口，接口处油麻填充止水，管壁预留I 口注浆孔，顶进采用2台双冲 程YD-400型千斤顶和I台液压动力站作为主顶设备，利用特制DN1800半封闭型纠偏机头 作为工具管，同时配备I套1800型圆形顶铁和4套1800型U形顶铁。
【文档编号】E21D9/00GK103527202SQ201210263337
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月27日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】杨蕾涛, 门长根, 刘涛, 孙猛 申请人:中国有色金属工业第六冶金建设有限公司