一种巨型松散岩堆护拱进洞的方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种巨型松散岩堆护拱进洞的方法。

背景技术：

大前石岭隧道进口岩堆的规模极大，岩堆范围包括了隧道进口的几乎整个山体，自然坡度26°～38°，岩堆厚度为26.3～48.4米，岩堆体下部依山体延伸到河中。岩堆主要由大小不一的块石组成，岩质为早震旦系钓鱼台组(Z1d)石英砂岩，块石直径多在0.5m～1.5m之间，大者2～3m，块径总体较为均一，呈松散架空结构，基本无粘接，无碎块石及细粒土充填，无分选，岩堆的空隙率达40％-50％。

大前石岭隧道从巨型岩堆中上部穿过，隧道顶部岩堆最大厚度50米，隧道底部离岩堆底基岩高度达32米以上。为保证线路以及后续施工安全，隧道进口设计有42.5m明洞。开始的29.5m，地形较缓，结合施工需要进行明洞开挖较容易实现，但剩余的13m，地形很陡，且进行明洞开挖时还需要较大范围的放坡，不仅工程量巨大，还对当前处于自稳状态的岩堆造成较大扰动，存在很大的安全隐患，一旦发生溜坍，整治难度很大。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大大减少岩堆的开挖量，又有效减少工程施工对岩堆的扰动的巨型松散岩堆护拱进洞的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种巨型松散岩堆护拱进洞的方法，其特征在于，包括如下施工步骤：

S1对边坡进行前期预处理：将待建护拱以上边坡按能够保持稳定坡率进行杂草清理、刷坡，然后采用喷锚防护；

S2紧靠边坡先施作3m长护拱兼作为导向墙：导向墙内设2榀/m的I18工字钢，工字钢间距1m，工字钢用φ28mm的多根钢筋连为一体，形成第一护拱段钢架；第一护拱段钢架外缘设φ133mm、壁厚5mm的导向钢管，导向钢管环向间距333mm，外插角为3°，导向钢管与第一护拱段钢架焊接，形成第一护拱段钢结构；第一护拱段钢结构内外一次浇筑混凝土，形成第一护拱段；

S3待导向墙混凝土达到强度后，在S2中的多个导向钢管内均施作43m长的支撑钢管，支撑钢管的直径小于导向钢管的直径，形成超前大管棚，并向支撑钢管内注浆，将大管棚与岩堆粘固在一起；

S4待大管棚注浆完毕后，开始往外侧施作剩余10m护拱：护拱内设2榀/m的I18工字钢，工字钢间距为1m，相邻工字钢用多个φ28mm钢筋连为一体，形成第二护拱段钢架，第二护拱段钢架内外一次浇筑混凝土，形成第二护拱段；

S5待13m护拱施工完毕后，开始从护拱端头暗挖进洞，及时初支，开挖方法为台阶法，开挖方式采用人工与风镐或液压破碎锤的组合方式，每循环进尺为一榀钢架的间距，即50cm，及时喷锚封闭；在进洞20m后，该20m含13m的护拱段，及时施作仰拱和二衬。

进一步的：S1中喷锚防护过程为：先喷射C25混凝土厚15cm，然后再喷射的混凝土层上进行锚杆锚固，锚杆采用φ25mm自进式锚杆，锚杆长4m，锚杆间距1m×1m，再然后在混凝土层外铺设钢筋网片，钢筋直径取φ8mm，网格间距15cm，钢筋网片与锚杆的外端焊接固定。

进一步的：S5中的喷锚封闭作业中，采用φ25mm自进式锚杆，锚杆长1.8m，锚杆沿径向打入S3中的相邻支撑钢管间的位置。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本发明由于明挖段坡度较陡，改为暗挖后开挖量大大减少，并且不用再耗费大量人力施作边坡防护，安全风险大大降低，施工难度也大大降低。

2、本发明采用暗挖，最大限度的减少对岩堆的扰动，符合隧道施工“早进洞、晚出洞、少扰动”的施工原则，并且在护拱保护下施工，施工安全风险更低。

3、本发明通过护拱将明洞二衬与暗洞二衬连为一体，整体性更好，防护效果也更好，也更有利于铁路运营后的安全。

4、本发明由于明洞改暗挖后，属于正常隧道施工，施工班组单一，施工工艺统一，更加便于管理，减少管理难度，总的施工管理成本较低。

5、本发明开挖量少，对环境破坏少，弃碴也少，具有很好的环保性，能满足当地政府较高要求的环保政策。

6、本发明在今后铁路投入运营以后，维修保养工作较少，维修风险也更小，管理成本更低。

综上，本发明从技术、经济、安全、环保等多方位比选，效果均较优。

附图说明

图1是本发明第一护拱段的正面示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是本发明第二护拱段的正面示意图。

图中：1、第一护拱段钢结构；1-1、第一护拱段钢架；1-2、导向钢管；2、支撑钢管；3、第二护拱段钢架。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并结合附图详细说明如下：

请参见图1-3，一种巨型松散岩堆护拱进洞的方法，其创新点为，包括如下施工步骤：

S1对边坡进行前期预处理：将待建护拱以上边坡按能够保持稳定坡率进行杂草清理、刷坡，以去除沙土，然后采用喷锚防护，为后续施作护拱做好准备。

S2紧靠边坡先施作3m长护拱兼作为导向墙：导向墙内设2榀/m的I18工字钢，工字钢间距1m，工字钢用φ28mm的多根钢筋连为一体，形成第一护拱段钢架1-1；第一护拱段钢架外缘设φ133mm、壁厚5mm的导向钢管1-2，导向钢管环向间距333mm，外插角为3°，导向钢管与第一护拱段钢架焊接，形成第一护拱段钢结构1。第一护拱段钢结构内外浇筑混凝土，混凝土必须一次性浇筑，严禁分次施工，必须确保整体稳定性，形成第一护拱段。

S3待导向墙混凝土达到强度后，在S2中的多个导向钢管内均施作43m长的支撑钢管2，支撑钢管的直径为Φ108mm，形成超前大管棚，并向支撑钢管内注浆，将大管棚与岩堆粘固在一起。

S5待大管棚注浆完毕后，开始往外侧施作剩余10m护拱：护拱内设2榀/m的I18工字钢，工字钢间距为1m，相邻工字钢用多个φ28mm钢筋连为一体；形成第二护拱段钢架3，第二护拱段钢架内外浇筑混凝土，混凝土也必须一次性浇筑，严禁分次施工，须确保整体稳定性，形成第二护拱段。

S6待13m护拱施工完毕后，开始从护拱端头暗挖进洞，及时初支，开挖方法为台阶法，开挖方式采用人工与风镐或液压破碎锤的组合方式，禁止使用爆破施工，避免扰动，每循环进尺为一榀钢架的间距，即50cm，及时喷锚封闭；在进洞20m后，该20m含13m的护拱段，及时施作仰拱和二衬。

上述S1中喷锚防护过程进一步优选为：先喷射C25混凝土厚15cm，然后再喷射的混凝土层上进行锚杆锚固，锚杆采用φ25mm自进式锚杆，锚杆长4m，锚杆间距1m×1m，再然后在混凝土层外铺设钢筋网片，钢筋直径取φ8mm，网格间距15cm，钢筋网片与锚杆的外端焊接固定。

上述S6中的喷锚封闭作业中，锚杆进一步优选采用φ25mm自进式锚杆，锚杆长1.8m，锚杆沿径向优选打入S3中的相邻支撑钢管间的位置，即每两根相邻的支撑钢管间打入一根沿隧洞径向方向设置的锚杆。

本巨型松散岩堆护拱进洞的方法在隧道明挖段先施作护拱，再实施明洞暗挖，既大大减少了岩堆的开挖量，又有效减少了工程施工对岩堆的扰动。