专利名称：隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法
技术领域：
本发明涉及一种隧道开挖施工方法，尤指一种适用于隧道超浅埋不均匀风化地层
的开挖施工方法。
背景技术：
隧道开挖施工方法常用的有双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等。中隔壁法主要应用于双线隧道IV级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道(IV级围岩)地段。交叉中隔壁法主要应用于IV级围岩深埋软质岩、浅埋、偏压地段以及V级围岩深埋地段。因而，该两种施工方法均无法应用于V级围岩浅埋地段。双侧壁导坑法虽然主要应用于V级围岩浅埋、偏压及洞口段，但其为先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的方法。当隧道埋深仅6-21米，且围岩浅埋地段的地层主要为泥岩，泥质砂岩及砂质泥岩的不均匀风化地层时，由于该段的地质不良不均匀风化红层溶洞及裂隙溶洞水、岩溶较为发育，溶洞多充填，溶洞规模为1. 0-5. 2米；再加上不均匀风化槽谷易造成坍塌失稳、地下水渗入等；因而，存在隧道埋深浅，施工地质条件差，安全风险大，工期压力大的问题。且隧道洞口处在深基坑内，采用双侧壁导坑法则进洞非常困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种适用于浅埋不均匀风化地层且从拱部进洞进行开挖的隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法，其操作简单、安全可靠，适合大型机械进行施工。 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法，其采用分部台阶法施工，首先将隧道断面划分为四部分上台左侧、上台右侧、中台、及下台；具体施工步骤如下 1)、拱部超前支护利用上一循环架立钢架施作超前支护；
2)、开挖上台左侧2: 开挖上台左侧2，开挖环宽0. 5-lm，为减少隧道变形引起地表下沉，并保障施工安全，进行洞身结构的初期支护和中隔墙临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立隧道钢架，(包括导坑临时钢架)，并设置锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度，底部钢架在初喷混凝土后架设，架设完毕后复喷混凝土封闭；并将中隔墙由以前的曲墙改变为直墙，这样，向其他工法CRD、 CD及三台阶转换时更方便、快速。
3)、开挖上台右侧 开挖上台右侧，上台右侧滞后上台左侧5-10m，开挖环宽0. 5_lm，中隔墙部分临时钢架已施工完毕，施作初期支护，临时仰拱根据底板地质情况增设。台阶长度不大于10m。
上台为土质时采用人工开挖预留核心土，均采用人工出碴。
4)、开挖中台 上台阶施工至适当距离后(一般不大于10m)，开挖中台，左右错开开挖，施作初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。台阶长度
为10m左右。 5)、开挖下台 开挖下台，封闭初期支护成环，仰拱及时跟进，灌筑隧底填充，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌，拱墙衬砌一次施作。 施工中，各部台阶依次循环施工，各部台阶一次开挖长度不宜大于30m，并加强施工监测来指导现场施工，量测频率每天1-2次。上述初期支护和临时支护的施工工序与施工条件与现有技术相同。 如此，于围岩浅埋地段的不均匀风化地层，采用上述分部台阶法的动态施工工法，工序干扰少，降低了工程造价，且该施工方法操作简单，安全可靠，适合大型机械进行施工，临时支护少，投入经济少，施工速度快；确保了施工全过程处于安全、稳定、优质、快速的可控状态。
图1是本发明的施工工序横切面示意图。
图2是本发明的施工工序纵切面示意图。
具体实施例方式
参见图1及图2所示，为本发明于浅埋不均匀风化地层，采用从拱部进洞进行开挖的隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法，其采用分部台阶法施工，首先将隧道断面划分为四部分上台左侧1、上台右侧2、中台3、及下台4 ;具体施工步骤如下
1)、拱部超前支护5 (小108管棚超前预加固) 隧道拱部140°范围内采取加密的超前108长管棚，长度20-40m，环向间距40cm，每循环间长管棚搭接4-5m。开挖中辅以长3.5m加密的小42超前小导管1. 5m—环。超前
长管棚水平进行打设，设导向墙，水平插设长管棚。
2)、开挖上台左侧1: 开挖上台左侧l，开挖环宽0. 5-lm，为减少隧道变形引起地表下沉，并保障施工安全，施作洞身结构的初期支护和中隔墙6临时支护，喷射砼厚度为35cm，钢架为I 25工字钢，临时仰拱采用I 22工字钢，喷射砼厚28cm ;中隔墙6采用I 22工字钢，喷射砼厚22cm。并设置锁脚锚杆，即加设小50锁脚锚管7，每榀钢架下加设4根。拱脚处开挖面放大，采用喷射砼喷满。 3)、开挖上台右侧2: 开挖上台右侧2，上台右侧滞后上台左侧5-10m，开挖长度不大于10m，施作初期支护，临时仰拱根据底板地质情况增设。 上台为土质时采用人工开挖预留核心土，均采用人工出碴。
4)、开挖中台3: 开挖中台，开挖长度为10m，施作初期支护。中台可根据地质情况施作中隔墙及临时仰拱。 5)、开挖下台4:
开挖下台，封闭初期支护成环，仰拱及时跟进，灌筑隧底填充8，利用衬砌模板台车 一次性灌筑二次衬砌9，拱墙衬砌一次施作。仰拱支护每2-3m施工一次，仰拱衬砌5m —次。
施工中，各部台阶循环施工，各部台阶一次开挖长度不宜大于30m，并加强施工监 控量测，地表下沉、拱顶下沉及水平净空收敛5m设置一个断面，地表下沉点与洞内量测点 布置在同一断面上，量测频率每天1-2次。
权利要求
一种隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法，其特征在于采用分部台阶法施工，首先将隧道断面划分为四部分上台左侧、上台右侧、中台、及下台；具体施工步骤如下1)、拱部超前支护；2)、开挖上台左侧开挖环宽0.5-1m，施作洞身结构的初期支护和为直墙的中隔墙的临时支护，并设置锁脚锚杆；3)、开挖上台右侧上台右侧滞后上台左侧5-10m，开挖长度不大于10m，施作初期支护；4)、开挖中台开挖长度不大于10m，施作初期支护；5)、开挖下台开挖长度为2-3m，封闭初期支护成环，仰拱及时跟进，灌筑隧底填充、二次衬砌；施工中，各部台阶依次循环施工，各部台阶一次开挖长度不大于30m，并加强施工监控量测。
2. 根据权利要求1所述的隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法，其特征在于所 述锁脚锚杆的设置为加设锁脚锚管，每榀钢架下加设4根。
全文摘要
一种隧道超浅埋不均匀风化地层开挖施工方法，其采用分部台阶法施工，将隧道断面划分为上台左侧、上台右侧、中台、及下台；各部台阶依次循环施工，各部台阶一次开挖长度不宜大于30m，并在上台左侧将中隔墙由以前的曲墙改变为直墙，如此，于围岩浅埋地段的不均匀风化地层，采用上述分部台阶法的动态施工工法，工序干扰少，降低了工程造价，且该施工方法操作简单，安全可靠，适合大型机械进行施工，临时支护少，投入经济少，施工速度快；确保了施工全过程处于安全、稳定、优质、快速的可控状态。
文档编号E21D21/00GK101725358SQ200810143470
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者付志刚, 彭青, 李为强, 李波, 申传喜 申请人:中铁四局集团有限公司;中铁四局集团第二工程有限公司