专利名称：城市浅埋大断面隧道五部开挖工法的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及城市轨道交通工程技术领域，具体是一种城市浅埋大断面隧道开挖施工方法
背景技术：
随着我国发展大中型城市轨道交通的步伐日渐加快，城市轻轨、地铁等线路经常遇到需要下穿建(构)筑物的城市浅埋隧道。部分区段线路交叉汇集，形成特大断面隧道， 大断面隧道的岩体爆破及沉降变形对上部建筑物的影响较大。目前针对大断面的设计分多部施工，较先进的有九部和七部开挖施工方法，其初期支护整体性差，反复扰动造成隧道拱顶整体下沉量加大。五部开挖法改善了作业步骤，降低了爆破次数，加强了初期支护，缩短了二次衬砌实施间隔时间。五部开挖方法具备一系列的特点(1)降低爆破影响，⑵提高围岩收敛变形约束能力，(3)减少工序交替，(4)安全性能良好。五部开挖方法在具备上述优点的同时，也存在着许多问题(1)单次开挖跨度大， 软弱岩层面易坍落。(2) —次爆破用药量大。
发明内容
本发明的目的在于减少特大断面开挖施工步骤，降低隧道爆破对周围建筑的影响，加强了初期支护，从而改善沉降变形及尽早施作二次衬砌，提高了结构施工期间安全性。本发明的目的是由以下技术方案实现的一种特大断面的开挖方法，断面积大于300m2，洞跨比小于0. 5，包括隧道超前支护、岩体爆破、临时支护、初期支护、二次衬砌。其特征在于全断面分解为五个施工组成部分，并按顺序依次实施，在开挖方法上结合CD开挖法及双侧壁导坑法的特点，并以降低爆破影响和提高初期支护为主要手段实现二次衬砌早施作。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性和显著优点本发明采用五部台阶开挖方法，减少了工序交替，减少了岩体爆破次数，提高了初期支护钢拱架整体性，同时减少了临时支护工程量，缩短工期。通过监控技术与现场技术措施结合，最终实现了安全、高效、快速施工的目的。
附图1为本发明涉及的隧道开挖断面图附图2为本发明涉及的隧道开挖三维立体图
具体实施例方式结合附图，通过实例对本发明作进一步的详细说明参见图1、图2，本发明涉及的隧道实施中由以下部份组成上导坑左侧壁1部岩体开挖，该部左侧初期支护I，左侧上导坑边墙临时支护Γ ；上导坑右侧壁2部岩体开挖，该部右侧初期支护II，中墙临时支撑；下导坑左侧壁3部岩体开挖，该部左侧初期支护III，中墙临时支护ΙΙΓ ；下导坑右侧壁4部岩体开挖，该部右侧初期支护IV，中墙临时支护IV'； 拆除边墙ΙΙΓ > IV'临时支护与中墙临时支撑，下导坑中部5部(包括仰拱)岩体开挖， 该部初期支护V。本发明城市浅埋大断面隧道五部开挖工法的施工顺序如下1)上导坑左侧壁1部岩体开挖，施作该部左侧初期支护I和左侧上导坑边墙临时支护Γ ；2)上导坑右侧壁2部岩体开挖，施作该部右侧初期支护II和中墙临时支撑；3)下导坑左侧壁3部岩体开挖，施作该部左侧初期支护III和中墙临时支护 III'；4)下导坑右侧壁4部岩体开挖，施作该部右侧初期支护IV和中墙临时支护IV'；5)拆除边墙III'、IV'临时支护与中墙临时支撑，下导坑中部5部(包括仰拱) 岩体开挖，施作该部初期支护V。6)通过围岩收敛变形监控数据确定二次衬砌实施。在上述的施工方法中，1部实施与2部实施错开距离10_15m，2部实施与3部实施错开距离15-20m，3部实施与4部实施错开距离15_20m，4部实施与5部实施错开距离 10-20m。在上述的施工方法中，1部与2部岩体开挖单次循环进尺小于1. 5m, 3部与4部岩体开挖单次循环进尺小于2m，5部岩体开挖单次循环进尺小于2m。在上述的施工方法中，遇软弱岩层时在1部与2部岩体开挖前实施超前支护，超前注浆小导管L = 2. 5-4m，超前砂浆锚杆L = 2. 5_3m。在上述的施工方法中，岩体爆破参数依据对上部建(构)筑物保护、围岩硬度系数、岩层裂隙与渗水等综合分析，通过计算取值。爆破参数设计原则是炮眼宣浅不宜深，多布置炮眼减少单孔装药量，毫秒雷管分段微差起爆降低爆破振速。在上述的施工方法中，3部与4部岩体爆破设计考虑对初期支护I与II的影响，设置减振孔。在上述的施工方法中，初期支护依据上部建(构)筑物、隧道埋置深度、围岩性质、 岩层裂隙与渗水等综合分析取值，选用锚网喷+钢拱架的联合支护形式。设计原则是突出深度锚固作用，提高初期支护的整体性，提高钢拱架刚度，增强初期支护I与II的钢拱架下端锁脚固定。在上述的施工方法中，临时支护Γ III' , IV'选用锚网喷+钢拱架的联合支护形式，设计时临时支护宜利于拆除。在上述的施工方法中，临时支撑位于隧道中部，滞后2部实施3_5m，上端直接置于初支钢拱架下表面，沿边缘焊接固定，下端置于纵向工字钢排架上，增设垫块等填充竖向空隙。作为本发明的隧道五部开挖施工方法，可以为城市轨道工程、山体隧道工程、地下硐室工程等掩埋结构物。
权利要求
1.一种特大断面的开挖方法，该方法包括下述步骤上导坑左侧壁岩体开挖，施作该部左侧初期支护和左侧上导坑边墙临时支护；上导坑右侧壁岩体开挖，施作该部右侧初期支护和中墙临时支撑；下导坑左侧壁岩体开挖，施作该部左侧初期支护和中墙临时支护；下导坑右侧壁岩体开挖，施作该部右侧初期支护和中墙临时支护；拆除边墙临时支护与中墙临时支撑，下导坑中部(包括仰拱)岩体开挖，施作该部初期支护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于全断面分解为五个施工组成部分，并按顺序依次实施，在开挖方法上结合CD开挖法及双侧壁导坑法的特点，并以降低爆破振速和提高初期支护为主要手段实现二次衬砌早施作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于断面积大于300m2，洞跨比小于0.5，包括隧道超前支护、岩体爆破、临时支护、初期支护、二次衬砌等。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于岩体爆破参数依据对上部建(构)筑物保护、围岩硬度系数、岩层裂隙与渗水等综合分析，通过计算取值。原则是炮眼宜浅不宜深， 多布置炮眼减少单孔装药量，毫秒雷管分段微差起爆降低爆破振速。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于下导坑左侧壁与下导坑右侧壁岩体爆破设计考虑对初期支护上导坑左侧初期支护与上导坑右侧初期支护的影响，设置减振孔。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于初期支护依据上部建(构)筑物、隧道埋置深度、围岩性质、岩层裂隙与渗水等综合分析取值，选用锚网喷+钢拱架的联合支护形式。 原则是突出深度锚固作用，提高初期支护的整体性，提高钢拱架刚度，增强上导坑左右侧初期支护的钢拱架下端锁脚固定。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于遇软弱岩层时在上导坑岩体开挖前实施超前支护，超前注浆小导管L = 2. 5-4m，超前砂浆锚杆L = 2. 5_3m。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于上导坑左右侧壁岩体开挖单次循环进尺小于1. 5m，下导坑左右侧壁岩体开挖单次循环进尺小于2m，下导坑中部(包括仰拱)岩体开挖单次循环进尺小于2m。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于全断面由以下部份组成上导坑左侧壁，上导坑右侧壁，下导坑左侧壁，下导坑右侧壁，下导坑中部(包括仰拱)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于上导坑左侧壁施作与上导坑右侧壁施作错开距离10-15m，上导坑右侧壁施作与下导坑左侧壁施作错开距离15-20m，下导坑左侧壁施作与下导坑右侧壁施作错开距离15-20m，下导坑右侧壁施作与下导坑中部(包括仰拱) 错开距离10-20m。
全文摘要
本发明涉及城市浅埋大断面隧道开挖。该隧道开挖断面积311.436m2，宽23.74m，高16.224m，洞跨比0.454。全断面分解为五个施工组成部分，并按顺序依次实施，在开挖方法上结合CD开挖法及双侧壁导坑法的特点，并以降低爆破影响和提高初期支护为主要手段实现二次衬砌早施作。其优点是，大断面隧道五部开挖爆破对围岩体扰动影响优于现有技术；提高了围岩收敛变形约束能力；提高初期支护的整体性能；通过减少工序交替提高作业效率。
文档编号E21D9/00GK102220868SQ20111013427
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者吴怀林, 周世均, 李俊松, 李永强, 杨航, 蓝必冠, 袁世勇, 陈哲, 陈自杰 申请人:重庆中环建设有限公司, 重庆巨能建设(集团)有限公司