一种隧道分部导坑施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及施工方法，尤其涉及一种隧道分部导坑施工方法。
【背景技术】
[0002]我国地域辽阔，地表起伏大，75 %左右的国土是山地或重丘，海拔高差达5000米，建国后三十年所建的公路大多盘山绕行或切坡深挖，严重破坏生态环境，造成水土流失及塌方滑坡，甚至一些古滑坡复活，50年代，我国仅有总长2500米的公路隧道30多座，“九五”?“十五”期间，为适应改革开放及人口流动，高速公路建设得到了迅猛发展，“九五”期间新建隧道27.8万延米，还建成了许多特长大隧道，如中梁山隧道、缙云山隧道及二朗山隧道等，随着我国社会经济发展、西部大开发战略的深入展开以及拉动内需的进一步投入，在地形、地貌及工程地质条件复杂，但资源丰富、交通网密度的西部地区将会修建更多的长大隧道工程。进入21世纪，我国城镇化、机动化进程不断加快，2000年我国的城镇化率仅为36.2%，到2010年城镇化率已达47.5%，城镇人员由4.6亿聚增至6.4亿，到2015年末，以“十二五”规划的要求将达到51.5%, 1986年我国汽车保有量仅为363万辆，2012年底，我国机动车保有量已达2.4亿辆，车辆的急剧增长使原有道路不堪重负，严重影响人们的出行和日常生活，成为社会经济发展的瓶颈，为了保证资源的合理、快速调配，势必会修建更多三车道、四车道隧道，由于地形、地质、规划路线等的约束，为满足分离式隧道净距要求，往往需强行拉开线形而导致相邻路段不顺畅、工程占地较宽、桥隧相连地段不能有效兼顾桥梁布置要求，小净距和连拱隧道以其独特的优势应运而生，连拱隧道结构构造及施工复杂，对变形敏感，而小净距隧道可充分利用中夹岩柱的承载能力，经济技术效果明显，许多学者曾在这方面做出了卓有成效的研宄。但由于其断面扁平率大，净距小，开挖断面大，比一般单向双车道隧道断面大1.5?2.0倍，相邻隧道在施工过程中相互影响，显然，传统的施工方法已不能完全适应大跨小净距道施工的要求，特别是在进、出口段，地质条件复杂，围岩破碎、埋深浅，因此，对大跨小净距隧道的施工方法进行研宄，对丰富我国公路隧道施工实践具有重要的工程意义和经济价值。
[0003]在我国，开挖隧道的常用方法一般有全断面法，台阶法，环形开挖留核心土法，交叉中隔壁法(CRD法)，双侧壁导坑法等。一般地，在围岩地质较好的情况(1-1II级围岩)，在满足隧道安全质量的前提下，应优先采用全断面法和上下台阶法，在围岩地质较差的情况(IV-V级围岩)，考虑隧道的安全施工，尤其是隧道在进洞时复杂的山岭地质条件，应优先采用双侧壁导坑法和交叉中隔壁法。
[0004]双侧壁导坑法是在隧道开挖断面的两侧都设置导坑，并都对其设置临时初次支护侧壁构件的分部开挖法，双侧壁导坑法又称眼镜法，适用于IV、V级围岩，当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件行别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法，现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉降仅约为短台阶法的1/2，这种方法一般将断面分成左右侧导坑，上部核心土和下台阶四块，导坑尺寸的确定原则与单侧壁导坑法相同，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3，形状应近于椭圆形断面，左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重新分布的影响不致波及另一侧已成志导坑的原则确定，双侧壁导坑法开挖的横断面示意如图1所示，纵断面示意如图2所示，施工作业顺序如下:(I)左(右)导坑开挖；(2)左(右)导坑初期支护；(3)右(左)导坑开挖；
[4]右(左)导坑初期支护；(5)上台阶开挖；(6)上台阶初期支护、导坑隔壁拆除；(7)下台阶开挖；(8)仰拱初期支护；(9)仰拱超前浇筑；(10)全断面二次衬砌。采用双侧壁导坑法的缺点是:1、对于浅埋大跨隧道，特别是围岩较破碎地段，采用双侧壁导坑法施工易使隧道拱部范围围岩坍塌、冒顶等问题，施工安全风险大；2、对于偏压隧道，水平位移较大；3、各工序之间相互影响，施工速度慢。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述不足，提供了一种隧道分部导坑施工方法。
[0006]本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现:一种隧道分部导坑施工方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0007](I)准备工作:施工前首先做好图纸会审及技术交底工作，同时做好现场洞口场地平整、设备材料的准备；并测放隧道的中心线及边线，对明暗交界段绘若干横断面图，根据山体边坡线与隧道的平面关系，确定护拱位置；
[0008](2)超前管棚、小导管施工:
[0009]①管棚施工前，先进行2m套拱施工，套拱内埋设5榀118工字钢，并将管棚导向管Φ127Χ4πιπι孔口管焊接精确固定在118工字钢上，倾角与隧道纵坡成5°?10°夹角，以防管棚钻孔时由于钻杆自重下沉而侵入隧道开挖断面内，从而妨碍隧道的开挖施工，护拱砼浇筑好后对孔口管进行编号；
[0010]②管棚米用热乳无缝钢管Φ 108mm，壁厚6mm，节长3m、6m，管距40cm间距均勾布孔；倾角平行于路线纵坡，方向平行于路线中线，钢管施工误差径向不大于20cm ;
[0011]③管棚采用履带式SKM130中风压钻车，钻孔前场地平整，精确定孔位，在钻进过程中不发生偏移和倾斜，钻孔交替进行，每钻完一孔立即顶进钢管，管内全长设排气管，并伸出管口，钢管与孔口处间隙封堵密实，保证注浆时浆液不溢出；
[0012]④安装好钢管后采用GZJB型双液注浆机，浆液由TBW250/15型混浆机拌制；注浆材料:双液注浆；水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，水泥浆水灰比1:1，水玻璃度40波美度，水玻璃模数为2.4 ;初压0.5-1.0MPa,终压2.5MPa，持压15min后停止注浆；注浆量应满足设计的要求，若注浆量超限，未达到压力要求时，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔；当压力达到
2.5MPa后稳压十分钟后，且进浆比重和出浆比重相同时方可停止注浆；注浆时要有专人进行注楽记录表的填写，实际记录注楽每5min的吃楽量；
[0013]⑤在进洞口掌子面先精确定位安装一榀钢拱架，在钢拱架外沿线按设计文件要求在隧道拱部130°范围内施作超前小导管，小导管采用YT-28型风钻开孔，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出(风压0.5?0.6MPa)钻孔深度不小于设计孔深；小导管前端做成尖锥形，尾部焊接Φ 8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔30cm梅花型钻眼，眼孔直径为Φ8πιπι，尾部长度10cm作为不钻孔的止浆段；成孔后，报检验孔，合格后将小导管按设计要求用带冲击的ΥΤ-28风钻将小导管顶入孔中，外露10-20cm左右方便安装止浆软管，在注浆完成后将小导管与钢架焊接共同组成预支护体系；
[0014](3)拱部环形开挖:针对地质条件较差的V级围岩，因为围岩稳定性较差，施工中应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，V级围岩应先超前支护后开挖，洞口段预支护采用“管棚+注浆”，洞身其他段采用“小导管+注浆”预支护，开挖采用人工辅助挖掘机开挖，直接用装载机运至洞外，用自卸车运走。每开挖循环进尺为1.0m，由测量人员控制方向和高程，并放出开挖轮廓线，左右侧导坑开挖半径6.252m，剩余部分为拱部开挖宽度，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能圆顺，以减少应力集中，严格按施工规范控制超欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护；
[0015](4)拱部初期支护及临时支护:
[0016]①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面；初喷前应对受喷岩面进行清理，清理完成后先喷射4-6cm厚混凝土封闭岩面；
[0017]②初喷砼后，及时安装118钢架间距50cm，采用锁脚锚杆和连接钢筋固定，锁脚锚杆采用4m长Φ 22砂浆锚杆，纵向采用间距75cm的Φ22钢筋焊接牢固，使拱架连成整体；
[0018]③钢筋网片直接架设在钢拱架上，并与钢拱架及锚杆连接牢固；采用AS定型钢筋20cm X 20cm焊接网，搭接长度为20cm ；