浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法

文档序号:9683802阅读:791来源:国知局
浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道施工技术领域,特别地,涉及一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法。
【背景技术】
[0002]随着我国交通建设的不断扩大和发展,地下暗挖工程呈埋深浅、地层岩性差、地下水丰富、周边环境复杂等趋势发展。浅埋暗挖法具有造价低、拆迀少、灵活多变、无需太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点而广泛应运于各类地下暗挖工程中。
[0003]近年来,为改善城市交通状况,节约用地,城市轨道交通建设如雨后春笋般快速发展。同时为选取最有利的运营路线及控制投资成本,地下轨道交通建设周边环境越来越复杂,地铁车站站后渡线隧道矿山法施工难度越来越大。尤其是沿海地区一二线城市,根据调查走访,目前地铁渡线隧道暗挖呈断面大,且有其独特的富水,上软下硬等地质特性,普遍存在隧道渗漏水量大、拱顶掉块冒顶等重大安全风险。如何有效的确保隧道安全可控,节省工程投资,缩短暗挖工期,成为一个亟需解决的问题。

【发明内容】

[0004]本发明提供了一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法,以解决目前隧道暗挖呈断面大,且有其独特的富水,上软下硬等地质特性,普遍存在隧道渗漏水量大、拱顶掉块冒顶等重大安全风险的技术问题。
[0005]本发明提供一种浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法,包括以下步骤:a、进行施工准备,按设计的隧道横断面进行施工区域划分,将隧道横断面沿横向和竖向划分成多个施工区域;b、按照施工设计要求对隧道超前支护及隧道轮廓线进行测量放线,超前支护位置线需考虑隧道预留沉降量进行同等尺寸外放;C、采用物探超前地质预报与钻探超前地质预报相结合的方式进行超前地质预报;d、进行超前管棚注浆及超前帷幕注浆,并对注浆效果进行检查,注浆效果符合施工要求即则入下一工序,不符合施工要求则再次进行超前管棚及超前帷幕注浆;e、沿从上至下和从左至右的顺序逐个对施工区域进行开挖支护施工;f、完成一次隧道横端面的施工后,进行初支和临支封闭并进行监控量测;满足设计要求则重复步骤a-e进行下一循环施工,不满足设计要求则进行加强支护,并调整开挖参数再进行步骤e直至满足设计要求。
[0006]进一步地,步骤c中的物探超前地质预报采用地质雷达技术和红外探测技术;步骤c中的钻探超前地质预报采用超前地质钻孔技与超前管棚钻孔、超前帷幕注浆钻孔、超前炮孔相结合的技术;施工时超前地质钻孔需重叠3m以上。
[0007]进一步地,步骤d中的超前管棚注浆,具体步骤如下:采用多功能矿研钻机或潜孔钻机进行管棚孔钻设,外插角为1° -3° ;管棚材料选用外径为90mm-120mm、壁厚为5mm-15mm的热乳无缝钢管,热乳无缝钢管前端呈尖锥状,尾部焊接加劲箍和法兰盘,管壁四周钻多排直径为8mm-12mm的压浆孔;采用间隔钻进、间隔注浆的原则;管棚分节顶进,内丝扣连接,连接长度大于150mm;管棚内插入多根直径为15mm-22mm的主筋钢筋笼作为补强,焊接法兰盘,灌注普通硅酸盐水泥砂浆,管棚的环向布置间距为350mm-450mm。
[0008]进一步地,步骤d中的超前帷幕注浆顺序总体原则为:由外到内、由下到上、先短孔后长孔、间隔跳孔,分三序孔施工;结合地质情况,超前帷幕注浆采用前进式分段注浆法对掌子面及开挖轮廓线以外2m-4m进行加固及堵水,采用多功能矿研钻机成孔,具体步骤为:
[0009](I)、标定孔位,确定钻进外插角后,采用φ 100mm-150mm的钻头低速钻进至1.5m-2.5111,安设1111-31]1的孔口管;
[0010](2)、孔口管采用C>90mm-120mm,5 = 2mm-6mm无缝钢管加工,管长lm_4m,孔口管外壁缠绕50cm-80cm长的麻丝成纺锤型,在孔口管外壁离法兰盘5cm_10cm的地方用Φ3ηιηι-1Omm的盘圆钢焊接一圈,防止麻丝滑动,采用钻机冲击到设计深度,并用锚固剂锚固,以保证孔口管安设牢固、不漏浆;
[0011 ] (3)、钻孔注浆施工过程,每次钻深3m-5m后,退钻进行注浆施工,注浆达到设计结束标准后,再钻进3m-5m,并进行注浆,如此循环直到钻注到设计深度,注浆采用从下到上,从外到内,间隔跳孔为原则;施工中可根据地质渗漏水情况适当调整钻注分段长。
[0012]进一步地,步骤e中施工区域设置为七块区域,分别为沿竖向分布于左侧的第一区和第二区、沿竖向分布于右侧的第三区和第四区、处于第二区下部的第五区、处于第四区下部的第六区以及处于第五区和第六区下部的第七区;其中,第一区与第三区施工步骤相同,第二区与第四区施工步骤相同,第五区与第六区施工步骤相同。
[0013]进一步地,第一区的开挖支护具体步骤如下:
[0014](I)、开挖:采用人工环形开挖留核心土中间拉槽排水方式,核心土断面大于开挖断面的50 %,每循环开挖小于等于0.5m;当遇到掌子面渗漏水,为避免拱脚泡水软化下沉,在第二区临时横撑下进行拉槽排水,槽宽小于lm,并挂网喷射砼封闭;开挖完成后,立即对掌子面进行初喷;
[0015](2)、立架:格栅拱架主筋采用钢筋焊接而成,为使拱脚落垫实,需在拱架处下垫槽钢;
[0016](3)、锁脚锚管及径向锚杆打设:在软弱围土中,锁脚锚管及径向锚杆采用风钻成孔,严禁水钻,避免掌子面失稳;
[0017](4)、喷射混凝土施作:采用普通硅酸盐水泥干喷工艺,并添加速凝剂,为使初支喷锚密实,采用分层喷射工艺;分层喷射工艺即挂网后,立即对格栅拱架喷锚至格栅拱架厚度的一半,待下一循环喷锚时,对前一榀拱架剩余厚度进行挂网复喷至设计厚度;
[0018](5)、回弹量的控制:控制砂石料含泥量,必要时对砂石料进行水洗;喷射时,喷嘴风压控制在0.1MPa-0.2MPa,喷嘴具掌子面距离为lm_l.5m。
[0019]进一步地,第一区的临时支撑支设,具体步骤为:在大断面软弱围土中,隧道两侧侧压力大于拱顶垂直正压力,为确保隧道安全,在上导洞增设临时横撑;临时横撑为直撑,加设间距为Im的纵向连接筋,不施作网喷砼,只在临时横撑上铺设木板,作为临时施工器具摆放平台,加快隧道掘进速度,同时改善隧道内安全文明施工环境。
[0020]进一步地,第五区开挖支护的具体步骤为:采用人工配合机械开挖,每次开挖长度控制在lm-2m,开挖完成后,立即进行立架锚喷支护。
[0021]进一步地,第七区开挖支护的具体步骤为:采用人工、机械和爆破相结合进行开挖,每次开外长度控制在2m-3m,开挖完成后立架;锚喷支护闭合成环。
[0022]进一步地,步骤e中,开挖依次进行,每个区域开挖前后错开间距5m_8m,临时仰拱加网喷混凝土并预留孔洞以方便出渣,同时喷射混凝土底板平整、并能减小上导坑进行机械扒渣,减小上导坑空间狭小时人工出渣工作量,提高工作效率。
[0023]本发明具有以下有益效果:
[0024]本发明浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法,十字支护,安全可控,经过结构受力计算分析和多个工程实例应用,十字撑支护体系在控制隧道沉降及变形上安全可靠,可广泛应用。操作简单,质量易控,直型支撑加工及安装简单,便于施工质量控制。对等均分,快速成环,直型支撑将大跨对等均分成多个小洞室,有别于传统弧形支撑将大跨分割成大小不一洞室格局。均分后的小洞室,均可采用中小型机具施工,克服了原小洞室机械利用率不高、封闭成环速度慢等缺点。同时临时仰拱为直撑加网喷混凝土后平整直顺,便于施工机械行走,提高开挖及出土效率,缩短工期,节约刚性成本。直型支撑安装快速,减少支撑安设时间,可快速成环。适用于软弱围岩的大断面浅埋暗挖工程,尤其是限制地表沉降的城市地下工程的施工。
[0025]信息化动态调整临时横撑的安拆。在围岩极差,地下水丰富,监控量测异常时可在十字撑拱肩部位增加临时横撑,待对应导洞开挖,监
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