一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法。

背景技术：

随着我国发展的步伐日渐加快，市政基础设施建设中城市轨道交通所涉及的特大断面浅埋暗挖隧道日趋增多，成为城市建设中的一大特色，如何在城市繁华市区中快速、安全地修建城市地下隧道成为急需解决的问题。

现有技术中主要存在以下两种方法挖隧道：特大断面暗挖隧道普通开挖cd法是将大断面分左右侧壁，分部进行，完成左侧壁开挖，形成左侧支护及中隔墙临时支撑。其单侧壁施工时仍存在较大安全隐患，上方存在建筑物时容易导致偏压，且单侧壁开挖方量大，后期中隔墙临时支撑拆除难度大，作业高度高，风险大，同时一个侧壁作为施工通道，车辆进出不便。普通双侧壁导坑法开挖为单向施工，作业面干扰大，在暗挖车站中运用时给予附属出入口的施工期限太短，两侧导坑落地后形成的核心土过于高大，拆除难度极大，安全风险高。

技术实现要素：

本发明要解决的是现有技术中拆除隧道高大核心土风险高、难度大、临时支撑拆除难的问题，有鉴于此，本发明的目的是提供一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法，该方法能够有效提高施工进度、同时避免了因核心土过于高大拆除困难的问题，保证了施工交通组织，交通便利，核心土最长时限发挥支撑作用，大大提高施工安全性、保障上方建筑物安全。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法，包括如下步骤：

步骤1：在上部的核心土一侧上部沿隧道纵向挖掘以形成第一导坑，并对上部的核心土进行支护；

所述第一导坑呈水平状态，所述上部的核心土位于隧道上部中间位置；

步骤2：在上部的核心土另一侧上部沿隧道纵向挖掘以形成呈水平状态的第二导坑，第二导坑的掌子面距第一导坑掌子面沿掘进方向距离为15m；

向挖掘方向推进第一导坑和第二导坑后挖掘上部的核心土以形成垂直于第一导坑和第二导坑的横向通道；

步骤3：挖掘第一导坑以形成包括若干台阶的第一台阶组，组成第一台阶组的每一台阶长度为3-5m；

步骤4：横向拆除上部的核心土以形成长度为6m的台阶全断面；

步骤5：在第二导坑下方向下挖掘以形成包括若干台阶的第二台阶组；

步骤6：进行核心土仰拱开挖并施工仰拱二衬；

步骤7：进行隧道大断面二衬施工。

进一步地，所述步骤1中第二导坑水平宽度为8m，竖直高度为8m。

一步地，所述步骤2中第二导坑开挖后，上部的核心土留置宽度为5.6m。

一步地，所述步骤5中第二下导坑及上部的核心土分台阶同步挖掘，以形成宽14m高度3m的矩形状台阶。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)提高施工的工作效率，尤其是大断面核心土的拆除效率大大提高，减少了总工期；

(2)减少了大断面核心土临时支护，节约了成本和工序时间。

(3)在上部的核心土横向挖掘形成的横向通道，施工交通组织便利；

(4)对核心土进行支护，且挖掘是台阶状进行，这样不会有上部的土掉落安全性能高。

本方法的实质是特大断面开挖时，由上部核心土左侧的第一导坑先行施工，核心土右侧的第二导坑跟随推进后按预留核心土间隔开设横向通道，进一步按照步序分小块逐步推进左侧第一导坑，中下部核心土与右侧第二导坑向下同步阶梯式开挖，形成多作业面，大大提高施工进度；中央核心土跟随右侧第二导坑同步拆除，有效解决了高大核心土拆除难，风险高等问题；经横向通道连接双侧壁上的导坑，有效解决施工交通组织；与常规的隧道开挖方法相比，本发明所述的特大断面暗挖隧道预留中隔壁台阶拆除高大核心土开挖法，可以有效控制高大核心土拆除风险，减小岩体扰动，第一导坑和第二导坑掌子面纵向距离15m可以同时进行施工，提高了施工的效率，节省了各种材料用量和机械设备用时，减少了机械设备损耗率；

较原cd、双侧壁开挖方法，本工法操作比较容易实现，断面开挖效果好，开挖进度快且安全性能高。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明隧道施工三维示意图；

图2为本发明隧道横向截面施工步序示意图；

图3为本发明隧道开挖步序立面示意图；

图4为本发明隧道上部核心土预留岩柱水平纵向示意图；

图5为本发明隧道上部核心土预留岩柱纵断面示意图。

图中附图标记：第一导坑1、第二导坑2、第一台阶组3、核心土6、横向通道61、第二台阶组7、仰拱10、二衬11、预留岩柱12。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法，包括如下步骤：

图1为本发明隧道施工三维示意图；图2为本发明隧道横向截面施工步序示意图；图3为本发明隧道开挖步序立面示意图；图4为本发明隧道上部核心土6预留岩柱12水平纵向示意图；图5为本发明隧道上部核心土6预留岩柱12纵断面示意图。

一种特大断面暗挖隧道高大核心土拆除的方法，包括以下步骤：

步骤1：上部的核心土6左侧第一导坑1开挖，在上部的核心土6一侧上部沿隧道纵向挖掘以形成第一导坑1，同时对上部的核心土6进行支护。

步骤2：上部核心土6右侧第二导坑2开挖，在上部的核心土6另一侧上部沿隧道纵向挖掘以形成呈水平状态的第二导坑2，第二导坑的掌子面距第一导坑掌子面沿掘进方向距离为15m，掌子面是坑道施工中的一个公用的技术术语，也即开挖坑道隧道工程中不断向前推进的工作面，相当于是第一导坑与第二导坑是交错开来的，是保证其一个安全性符合规范要求，另一方面这样就可以使得第一导坑和第二导坑能够同时进行施工，提高了施工的效率。

将核心土6左右侧的第一导坑1和第二导坑2向着前方(即隧道挖掘方向)推进一定距离后，视实际情况对上部核心土6横向(即垂直于第一导坑1和第二导坑2的方式)分段开挖(每段开挖10m)，形成长度不小于20m的预留岩柱12，这样一方面防止坍塌，另一方面形成横向通道61，形成货物、施工人员通过的道路，便于组织联络。

步骤3：上部核心土6左侧阶梯式多台阶掘进，即挖掘第一导坑1以形成包括若干台阶的第一台阶组3，采用多台阶方式递进，自上而下展开上部核心土6左侧中上、左侧中下进行多个作业面施工，组成第一台阶组3的每一台阶长度为3-5m。

步骤4：上部核心土6开挖，利用已形成的上部的核心土6右侧第二导坑2横向拆除上部的核心土6以形成长度为6m的台阶全断面。

步骤5：在第二导坑2下方向下挖掘以形成包括若干台阶的第二台阶组7，阶梯式多台阶递进，并及时进行支护。

步骤6：仰拱10开挖，仰拱10为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一，通俗解释为向上仰的拱。进行核心土6仰拱10开挖并施工仰拱10二衬11。

步骤7：进行隧道大断面二衬11施工，通过围岩收敛变形监控数据确定二次衬砌施做时机，大断面二次衬砌利用钢模台车，台车长6m，即每次完成大断面二衬11长度为6m。配合钢筋台车先完成防水、钢筋绑扎，二衬11钢模台车跟进，台车模板定位完成一模6m二衬11混凝土浇筑，再循序渐进进行下一模大断面二衬11施工。

本发明所述的工艺原理是基于双侧壁导坑法、cd法及台阶法，结合相应特点，将大断面、特大断面分为核心土6左右侧、上部中央核心土6区域各部分，同时将左右侧第一导坑1、第二导坑2分小块多异形台阶，扩大中下部核心土6受力区，将右侧台阶与核心土6整体开挖，利用已成型的右侧第二导坑2为平台完成上部核心土6区域拆除，逐步完成大断面快速开挖、安全开挖的一种综合方法。是通过确定合理的核心土6预留区及分小块台阶高度，保证施工快速稳定形成大断面闭合，减小对岩体的扰动。其核心是左侧分小块台阶推进，建立洞内运输通道，并利用右侧上导为平台留置岩柱开设横向通道61和横向拆除上部核心土6，右侧中下部核心土6与右侧中下部导坑一体化，加大核心受力单元，并划分中部台阶为中上、中下台阶，现场达到实施条件后，逐步整体开挖中上、中下核心土区域及导坑；满足进尺步距后，左右侧可同时开挖，展开多作业面，大大提高施工进度，最大限度保障大断面开挖安全，经横向通道61连接双侧壁，形成洞内多处横向通道61能够有效解决施工交通组织不方便的问题。

与常规的隧道开挖方法相比，本发明所述的特大断面暗挖隧道预留中隔壁台阶拆除高大核心土开挖法，可以有效控制高大核心土6拆除风险，减小岩体扰动，节省了各种材料用量和节省了机械设备用时，减少了机械设备损耗率；较原cd、双侧壁开挖方法，本工法操作比较容易实现，断面开挖效果好，开挖进度快且安全性能高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。