向搭接长度不小于3.0m。小导管布置示意见附图4-5。
[0018]步骤四.在隧道下穿段的施工掌子面打入垂直玻璃纤维锚杆进行开挖加固。玻璃纤维锚杆长12m，锚杆间距60cmX80cm (水平X竖向)，每8m—环，搭接长度4m。
[0019]玻璃纤维锚杆注水泥浆，水灰比1:1。注浆压力为0.5?1.0MPa，由现场试验确定。注浆采用压力与注浆量双重控制:玻纤锚杆当注浆量大于0.326m3，注浆压力大于0.5MPa时可结束注浆；当注浆压力大于1.2MPa，注浆量大于0.009m3时可结束注浆。
[0020]步骤五.隧道下穿段的洞身采用少分部超短台阶法开挖施工，同时加强施工监控量测，及时施作初期支护和二次衬砌。少分部超短台阶法开挖施工工序见附图6-8。
[0021](1)首先利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。然后开挖顶部弧形导坑①，同时，每循环进尺一次(2m~4m)，向掌子面垂直打入玻璃纤维锚杆、喷5cm厚混凝土封闭。再分部施作弧形导坑①的初期支护I，即初喷4cm厚钢纤维混凝土，架立钢架，施作Φ50ι?πι、管壁厚3.5mm、长度4.5m的锁脚钢管，最后钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
[0022](2)在滞后于弧形导坑①施工一段距离(2m~4m)后，左右交错开挖左侧上导坑②、右侧上导坑③。然后向掌子面垂直打入玻璃纤维锚杆、喷5cm厚混凝土封闭掌子面。再施作左侧上导坑②、右侧上导坑③的初期支护I1、111，即初喷4cm厚钢纤维混凝土，架立钢架，并施作Φ50ι?πι、管壁厚3.5mm、长度4m的锁脚钢管，最后钻设径向销杆后复喷射混凝土至设计厚度。
[0023](3)在滞后于右侧上导坑③施工一段距离后(2m~4m)，左右交错开挖左侧下导坑④、右侧下导坑⑤。然后施作左侧下导坑④、右侧下导坑⑤的初期支护IV、V，即初喷4cm厚钢纤维混凝土，施作钢架，最后钻设径向锚杆后复喷射混凝土至设计厚度。
[0024](4)依次分上、中、下台阶三步开挖预留的核心土⑥。
[0025](5)开挖隧道底部⑦。然后施作隧道底部⑦的初期支护VII，即对隧底周边部分初喷4cm厚钢纤维混凝土，施作钢架，最后复喷射混凝土至设计厚度。
[0026](6)灌注VID部仰拱二次衬砌及隧底填充。
[0027](7)根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑拱部和侧墙的二次衬砌IX部。拱部、侧墙及仰拱的二次衬砌采用C35钢筋混凝土，拱墙厚度为60cm，仰拱厚度为70cm。
[0028]以上所述的少分部超短台阶法，各分部的前后台阶长度控制在2m~4m，临时支撑一次拆除的长度控制在6m以内，二次衬砌一次施作4?6m，二衬距掌子面距离控制在20m以内。
[0029]以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，以本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。
【主权项】
1.一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其特征在于具体施工步骤如下: (1 )在隧道下穿段的前部开挖管棚工作室，所述管棚工作室比正常隧道洞径扩挖lm; (2 )在管棚工作室施作大管棚超前支护； (3 )隧道下穿段的拱部施作小导管超前支护； (4 )在隧道下穿段的施工掌子面打入垂直玻璃纤维锚杆进行开挖加固； (5 )对隧道下穿段的洞身采用少分部超短台阶法开挖施工，加强施工监控量测，及时施做初期支护和二次衬砌； (5.1)以隧道洞身每向内推进2 m -4 m为一循环进尺单元，首先开挖隧道洞身顶部的弧形导坑，向掌子面垂直打入玻璃纤维锚杆，喷混凝土 ；施作弧形导坑周边初期支护，架设钢架，施作锁脚钢管； (5.2 )接着依次开挖隧道洞身左、右侧的上、下导坑，向掌子面打入玻璃纤维锚杆，喷混凝土，施作导坑周边初期支护，并在左、右侧上导坑拱脚处设置锁脚钢管； (5.3)然后分台阶开挖中间预留核心土 ；再开挖隧底、施作初期支护，灌注仰拱二次衬砌及隧底填充；最后拆除临时支撑，施作拱墙二次衬砌； (5.4)重复步骤(5.1)-(5.3 )，直到完成隧道洞身的施工。2.根据权利要求1所述的一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其特征在于步骤(2 )的施工过程为:在下穿段隧道拱部150°范围内，一次性打入一环Φ 159_大管棚进行超前加强支护，大管棚长为120m，管壁厚为9mm，环向间距为40cm，外插角为3°，注浆材料为水泥水玻璃双液浆。3.根据权利要求1所述的一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其特征在于步骤(3 )的施工过程为:在下穿段隧道拱部150°范围内设置Φ42_小导管超前支护，小导管长为6m，管壁厚为3.5mm，环向间距为30cm，外插角3°?5°，注楽材料为M20水泥砂浆，超前小导管配合钢架使用，每3m (5榀)施做一环，纵向搭接长度不小于3.0m。4.根据权利要求1所述的一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其特征在于步骤(4 )的施工过程为:向掌子面垂直打入玻璃纤维锚杆进行加固，玻璃纤维锚杆长12m，玻璃纤维销杆间距60cmX80cm (水平X竖向)，每8m—环，搭接长度4m ;注楽材料为纯水泥浆。5.根据权利要求1所述的一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其特征在于步骤(5 )中，初期支护采用双层钢拱架，喷射混凝土采用钢纤维混凝土 ；锁脚钢管为O50mm钢管，管壁厚3.5mm,长度4~4.5m ;二次衬砌拱墙及仰拱采用C35钢筋混凝土，拱墙厚度为60cm，仰拱厚度为70cm。6.根据权利要求1所述的一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其特征在于步骤(5 )中各分部的前后台阶长度控制在2m~4m，临时支撑一次拆除的长度控制在6m以内，二次衬砌一次施作4?6m，二衬距掌子面距离控制在20m以内。
【专利摘要】本发明涉及一种大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工方法，其施工步骤包括：1）首先在隧道下穿段前部开挖管棚工作室；2）在管棚工作室施作大管棚超前支护；3）在下穿段隧道拱部施作小导管超前支护；4）在下穿段隧道施工掌子面打入垂直玻璃纤维锚杆进行开挖加固；5）下穿段隧道采用少分部超短台阶法开挖施工，同时加强施工监控量测，及时施做初期支护和二次衬砌。本发明能有效地减小隧道开挖对地面高速公路的影响，加快施工进度，解决了大跨断面黄土隧道下穿高速公路的施工技术难题，确保隧道施工和既有高速公路运营的安全性。
【IPC分类】E21D11/10, E21D9/04, E21D20/02, E21D11/00
【公开号】CN105350973
【申请号】CN201510640236
【发明人】丁春林, 窦世学, 赵军, 张伍星, 武国春, 杨新安, 吴科亮
【申请人】同济大学, 中铁二十五局集团第五工程有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月8日