专利名称：一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法
一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法技术领域
本发明属于水利水电、公路、铁路、市政工程等技术领域，具体是一种浅埋大跨输水马蹄形隧洞三台阶五步开挖方法。
背景技术：
目前，国内常用的“浅埋暗挖法”主要有:台阶法、⑶法、CRD法、PBA法、三台阶七步法。而常用的开挖方法工序繁多，开挖成型断面小，机械化程度低，多为人工开挖，开挖循环周期较长，围岩变形较大，施工成本高，施工安全风险突出。发明内容
本发明的目的是保证隧洞开挖安全，提供一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法，该方法工序衔接周期短，能缩短一衬支护时间，为围岩变形发展赢得了时间。
本发明的三台阶五步开挖方法按以下步骤进行: O 一步开挖:上半洞超前支护、上台阶开挖:在挖掘机沿隧洞设计轮廓线开挖、预留核心土体，开挖面进行初喷混凝土封闭，架设型钢拱架，拱架脚下垫混凝土预制块，铺设钢筋网片，打设锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度。
2) 二步开挖:隧洞中部拉槽开挖，以保证上台阶开挖出渣及交通，中部拉槽开挖成降坡，两侧边墙预留土体； 3)三步开挖:隧洞左边墙开挖，然后边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护； 4)四步开挖:隧洞右边墙开挖:边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护； 5)五步开挖:下台阶边墙及仰拱开挖、支护。
本发明的三台阶五步开挖方法进行了分区开挖，充分利用了各工序在空间和时间的重叠，合理利用了各工序开挖时段，减小了隧洞洞内变形，能够较快使一衬封闭成环。该施工方法各工序保持一定的距离，可保证围岩变形在一定的范围内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是: 1、节省劳动力、降低人员安全风险和施工成本:由于合理分步，各部开挖采用机械设备开挖，很大程度上节省了大量劳动力，降低了工人的劳动强度。另外，劳动强度和施工环境的改善，有力地保障了施工人员的安全和职业健康。
2、节约时间、加快进度:由于分步合理，上中下各台阶在开挖时段上相互错开，为支护提前了时间，同时上一工序的开挖时间可和下一支护的时段可同步进行，消除了各工序衔接滞停的时间影响，平均综合开挖进度为60m/月，大大提高了开挖循环时间。
本发明解决了现有地下水位中复杂地层隧洞穿河、重型交通要道下开挖技术存在的工序多、施工进度慢、成本高、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长的问题。本发明适用于浅埋大跨重粉质壤土、钙质胶结、卵石层施工中。
下面结合附图对本发明做详细的说明: 图1是本发明三台阶七步法施工步骤及施工方法示意图。
图2是图1的断面图。
1、一步开挖部分，2、核心土体，3、中部拉槽(二步开挖部分)，4、隧洞右边墙(三步开挖部分)，5、下台阶边墙(五步开挖部分)，6、仰拱部分(五步开挖部分)，7、隧洞左边墙(四步开挖部分)，8、锁脚锚管,9、一衬底拱，10、二衬底拱，11、钢架桥，12、二衬边顶拱。
具体实施方式
本发明的三台阶五步开挖方法按以下步骤进行: O 一步开挖(图示中的I):上半洞超前支护、上台阶开挖:在挖掘机沿隧洞设计轮廓线开挖、预留核心土体2，开挖面进行初喷混凝土封闭，架设型钢拱架，拱架脚下垫混凝土预制块，铺设钢筋网片，打设锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度； 2)二步开挖:隧洞中部拉槽3开挖，以保证上台阶开挖出渣及交通，中部拉槽开挖成降坡，两侧边墙预留土体； 3)三步开挖:隧洞左边墙7开挖，然后边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护； 4)四步开挖:隧洞右边墙4开挖:边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护； 5)五步开挖:下台阶边墙5及仰拱6开挖、按上述方法进行支护。
本发明并不局限于上述实施步骤，如果对本发明的各种改动不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
权利要求
1.一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法，其特征在于按以下步骤进行: I)一步开挖:上半洞超前支护、上台阶开挖:在挖掘机沿隧洞设计轮廓线开挖、预留核心土体，初喷混凝土对开挖面进行封闭，架设型钢拱架，拱架脚下垫混凝土预制块，铺设钢筋网片，打设锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度； 2)二步开挖:隧洞中部拉槽开挖，以保证上台阶开挖出渣及交通，中部拉槽开挖成降坡，两侧边墙预留土体； 3)三步开挖:隧洞左边墙开挖，然后边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护； 4)四步开挖:隧洞右边墙开挖:边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护； 5)五步开挖:下台阶边墙及仰拱开挖、支护。
全文摘要
本发明是一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法。1)一步开挖上半洞超前支护、上台阶开挖；2)二步开挖隧洞中部拉槽开挖；3)三步开挖隧洞左边墙开挖、支护；4)四步开挖隧洞右边墙开挖、支护；5)五步开挖下台阶边墙及仰拱开挖、支护。本发明的开挖方法有效进行了分区开挖，充分利用了各工序在空间和时间的重叠，合理利用了各工序开挖时段，减小了洞内变形，能够较快使一衬封闭成环。该开挖方法有效地减小了开挖安全风险，提高了开挖工效，缩短了开挖支护封闭时间，有效减小了洞内变形量。
文档编号E21D11/00GK103174430SQ20131012299
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者史雁飞, 徐元亭, 刘洪卫, 范超杰, 林志斌, 孙维忠, 朱先武, 吴庆杰, 刘泽敏, 张进良 申请人:中国水利水电第十四工程局有限公司