小角度下穿高速网格隧道施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种小角度下穿高速网格隧道施工方法。

背景技术：

随着我国国民经济的快速发展，城市的建设规模迅速扩大，近年来以暗挖隧道形式下穿高速公路及铁路的工程逐渐增多。在运营繁忙的高速公路、铁路和有建筑物等结构物下面修建隧道或下穿通道等地下工程时，多采用浅埋暗挖法进行施工。浅埋暗挖隧道施工过程中，不仅要受到地层和自身永久荷载的作用，而且还会受列车(汽车)动载作用。隧道近距离下穿既有道路或其他构筑物时，因施工措施不当、地质水文灾害等原因引起路面大量沉降甚至坍塌，将造成交通中断，导致巨大的经济损失和社会影响。当隧道与高速公路呈现小角度夹角时，此时的隧道与高速公路的重合面比较大，如若采用传统的浅埋暗挖隧道的施工方式，可能会产生路面大量的沉降甚至坍塌，而且当要求隧道的掌子面距离地面的距离较小时，上述施工方法产生路面沉降的可能性大大增加。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种小角度下穿高速网格隧道施工方法，确保施工过程中高速正常通行、路面沉降满足设计要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种小角度下穿高速隧道施工方法，施工方法包括如下步骤，

A、对隧道的截面进行分区，按照上、下方向及左、右方向分为左上区域、左下区域、中上区域、中下区域、右上区域、及右下区域；

B、上述6个区域的挖掘施工时，首先对隧道的中间区域进行挖掘施工，在中间区域挖掘施工之前，在隧道的截面轮廓周边设置门式及径向超前预支护，隧道的中间区域的挖掘施工由上至下进行；

C、在隧道的中间区域进行挖掘施工一段距离后，开始挖掘隧道的两侧区域，隧道10的两侧区域的挖掘施工由上至下进行；

D、上述6个区域的挖掘施工时，每个洞室挖掘过程中的掌子面错开距离为3～5m，每次循环开挖进尺为0.5m。

本方法发明还存在以下技术特征：

所述步骤B中，中上区域挖掘进入高速公路的下方时，中上区域和中下区域的间距控制在2.5～3m,在中下区域内设置初期支护，使得中下区域形成封闭环。

所述步骤C中，左上区域挖掘距离高速公路下方3m位置处时，停止对左上区域、左下区域的挖掘施工，并对左上区域、左下区域的掌子面喷混凝土封闭。

待中下区域挖掘距离高速公路下方距离大于5m位置处时，开始继续进行左上区域、左下区域的挖掘施工。

所述中上区域、左上区域、右上区域挖掘施工依次进入高速公路下方。

隧道的截面轮廓超前预支护时，采用直径为180mm的大棚管、直径为42mm的导管及全段面注浆进行超前预支护；其中左上、左下、右上及右下区域超前支护采用径向注浆方式进行施工。

上述6个区域的挖掘施工时，中上区域、左上区域、右上区域采用人工进行挖掘施工，左下区域、中下区域、右下区域采用人工配合掘进机进行施工，初期支护施工过程中，在拱部范围内预埋直径为42mm的钢花管作为注浆管，当初期支护闭合环长度大于5m后，对初支背后进行注浆。

在距离中上区域掌子面3m位置预留出土口，在中下区域掌子面预留溜土凹槽。

与现有技术相比，本发明具备的技术效果为：通过将隧道断面分割为“网格状”断面型式，实现暗挖隧道断面型式“化大为小”目的，隧道施工过程中通过不断调整各区域施工顺序，实现浅埋暗挖隧道以小角度下穿高速并顺利贯通目的，采用本方法进行浅埋暗挖矩形大断面隧道小角度下穿高速施工，可确保高速正常通行及路面沉降满足设计要求，现场施工安全、质量及工期目标可控，该施工方法可应用在机场高速等繁忙路段。

附图说明

图1为本方法“网格状”隧道横断面图及三维示意图；

图2为本方法各导洞进入机场高速施工顺序示意图；

图3为本方法的中上区域开挖、支护施工示意图；

图4为本方法的中下区域开挖、支护施工示意图；

图5为本方法的左上区域开挖、支护施工示意图；

图6为本方法的左下区域开挖、支护施工示意图；

图7为本方法的右上区域开挖、支护施工示意图；

图8为本方法的右下区域开挖、支护施工示意图；

图9为本方法的出土口及溜土凹槽预留纵断面图；

图10为本方法出土口及溜土凹槽预留平面图。

具体实施方式

结合图1至图10，对本发明作进一步地说明：

一种小角度下穿高速隧道施工方法，施工方法包括如下步骤，

A、对隧道10的截面进行分区，按照上、下方向及左、右方向分为左上区域13、左下区域14、中上区域11、中下区域12、右上区域15、及右下区域16；

B、上述6个区域的挖掘施工时，首先对隧道10的中间区域进行挖掘施工，在中间区域挖掘施工之前，在隧道10的截面轮廓周边设置超前预支护，隧道10的中间区域的挖掘施工由上至下进行；

C、在隧道10的中间区域进行挖掘施工一段距离后，开始挖掘隧道10的两侧区域，隧道10的两侧区域的挖掘施工由上至下进行；

D、上述6个区域的挖掘施工时，每个洞室挖掘过程中的掌子面错开距离为3～5m，每次循环开挖进尺为0.5m。

通过将隧道10断面分割为“网格状”断面型式，实现暗挖隧道10断面型式“化大为小”目的，隧道10施工过程中通过不断调整各区域施工顺序，实现浅埋暗挖隧道以小角度下穿高速并顺利贯通目的，采用本方法进行浅埋暗挖矩形大断面隧道10小角度下穿高速施工，可确保高速正常通行及路面沉降满足设计要求，现场施工安全、质量及工期目标可控，该施工方法可应用在机场高速等繁忙路段。

所述步骤B中，中上区域11挖掘进入高速公路的下方时，中上区域11和中下区域12的间距控制在2.5～3m,在中下区域12内设置初期支护，使得中下区域12形成封闭环，其中初期支护采用I20工字钢及C25网喷混凝土施工，支护厚度30cm。

所述步骤C中，左上区域13挖掘距离高速公路下方3m位置处时，停止对左上区域13、左下区域14的挖掘施工，并对左上区域13、左下区域14的掌子面喷混凝土封闭，喷混凝土厚度为8cm，必要时设置钢筋网片。

待中下区域12挖掘距离高速公路下方距离大于5m位置处时，开始继续进行左上区域13、左下区域14的挖掘施工。

所述中上区域11、左上区域13、右上区域15挖掘施工依次进入高速公路下方，采用此方式施工，高速公路沉降小于设计控制值30mm。

为确保暗挖隧道开挖支护施工前掌子面前方及周边土体稳定，隧道10的截面轮廓超前预支护时，采用直径为180mm的大棚管、直径为42mm的导管及全段面注浆进行超前预支护，确保暗挖隧道开挖支护施工前掌子面及前方土体稳定，保证施工安全，其中直径为180mm的超长大棚管间距0.3m，单根施工长度85m；直径为42mm的导管每根施工长度3m，纵向间距2.0m，环向间距0.3m；全断面注浆采用直径为45mm导管施工，导管1*1m梅花形布置，每次施工长度20m，搭接5m。

上述6个区域的挖掘施工时，中上区域11、左上区域13、右上区域15采用人工进行挖掘施工，左下区域12、中下区域14、右下区域16采用人工及掘进机配合进行施工，初期支护施工过程中，在拱部范围内预埋直径为42mm的钢花管作为注浆管，当初期支护闭合环长度大于5m后，对初支背后进行注浆，确保初支背后无空洞。

为确保上导洞土方快速运至下导洞，在距离中上区域13掌子面3m位置预留出土口131，在中下区域14掌子面预留溜土凹槽141，溜土凹槽141边距上导洞拱脚边至少保留1m距离，确保上导洞拱架安全。