小淨距隧道施工結構及其工藝的製作方法
2023-09-21 02:04:00
本發明屬於建設施工工程領域，尤其涉及一種小淨距隧道施工結構及其工藝。
背景技術：
我國進行著大規模的交通設施建設，小淨距隧道工程層出不窮。國內外對小淨距隧道施工進行了卓有成效的研究實踐工作，確保了大量複雜工程的順利完成，也形成了較為統一的認識和施工方法；不足的是大部分施工技術成果仍重在個案，雖對類似工程有借鑑意義，但缺乏系統的指導意義，對於確定的小淨距隧道工程，工程處置措施也不同。
目前常規礦山法施工技術，不適應於小淨距隧道施工，存在不許多不足：1、常規礦山法爆破施工對先行洞及中間巖柱影響大。2、中間巖柱採用普通錨杆注漿加強措施不適應。3、常規的安全步距控制不適用於小淨距隧道左右線施工步距及安全步距控制。
技術實現要素：
為解決現有礦山法爆破施工對先行洞及中間巖柱影響大，採用普通錨杆注漿加強措施不適應，常規的安全步距控制不適用於小淨距隧道左右線施工步距及安全步距控制的技術問題，本發明提供一種對先行洞及中間巖柱影響不大，加強措施適應，安全步距控制適用的小淨距隧道施工結構及其工藝。
本發明提供的小淨距隧道施工結構包括先行洞及後行洞，所述先行洞與所述後行洞並列設置，所述先行洞包括先行洞掌子面及先行洞二襯端頭，所述先行洞掌子面設於所述先行洞一端，所述先行洞二襯端頭設於所述先行洞相對裡側，所述後行洞包括後行洞掌子面及後行洞二襯端頭，所述後行洞掌子面設於所述後行洞一端，所述後行洞二襯端頭設於所述後行洞相對裡側，所述後行洞掌子面設於所述先行洞掌子面與所述先行洞二襯端頭之間位置的對應位置。
在本發明提供的小淨距隧道施工結構一種較佳實施例中，所述先行洞還包括先行洞初支閉環，所述先行洞初支閉環設於所述先行洞掌子面及先行洞二襯端頭之間，所述後行洞還包括後行洞初支閉環，所述後行洞初支閉環設於所述後行洞掌子面及後行洞二襯端頭之間。
在本發明提供的小淨距隧道施工結構一種較佳實施例中，所述後行洞初支閉環設於所述先行洞二襯端頭與所述先行洞掌子面之間位置的對應位置。
在本發明提供的小淨距隧道施工結構一種較佳實施例中，所述後行洞掌子面置於所述先行洞掌子面和所述先行洞二襯端頭之間，所述後行洞掌子面設於所述先行洞掌子面後面30m～40m。
本發明提供的小淨距隧道施工工藝包括如下步驟：
步驟一、設計先行洞與後行洞步距：控制後行洞掌子面位於先行洞掌子面及二襯之間；
步驟二、減震開挖：先行洞採用預裂減震爆破，先行洞掏槽位置適當遠離中巖柱；
步驟三、機械開挖：後行洞採用掘進機開挖，掘進作業時採用電動切割頭對掌子面圍巖進行切割；
步驟四、支護加強措施：調整前支護及後支護類型和工法，對前支護採用複合加強襯砌，臺階法開挖，並調整前支護，對後支護採用大變形襯砌結構，加強支護，同時對二襯進行加強。
在本發明提供的小淨距隧道施工工藝一種較佳實施例中，所述步驟二具體為，先行洞長採用預裂減震爆破，爆破設計優化減少同一段位的炸藥用量，增加段位，降低爆破時的震動速度，將先行洞掏槽位置適當遠離中巖柱，降低爆破時對中巖柱的擾動，保護中巖柱圍巖，採用工程爆破智能檢測儀對隧道兩棟中巖柱側初支邊牆、仰拱及二襯等部位進行震動監測。
在本發明提供的小淨距隧道施工工藝一種較佳實施例中，所述步驟三具體為，後行洞採用隧道掘進機開挖，掘進作業時採用電動切割頭對掌子面圍巖進行切割，減少對周邊圍巖擾動，上臺階高度7m，下臺階和仰拱同時開挖，高度4m，上臺階長度30m，下臺階和仰拱初支隨開挖跟進。
在本發明提供的小淨距隧道施工工藝一種較佳實施例中，所述步驟四具體為，調整前支護類型和工法具體為：採用ⅳ級複合加強襯砌，臺階法開挖；拱牆預留變形量為6～8cm，拱牆格柵鋼架，間距1.2m，拱牆c30噴砼厚23cm，鋼筋網拱部採用3m長組合中空錨杆，邊牆採用3m長的砂漿錨杆，縱環間距1.2m，二襯採用c35素砼，厚40cm；調整後支護類型和工法具體為：採用大變形ⅱ型襯砌結構：加強支護，加大型鋼尺寸，加密間距，加長邊牆系統錨杆，優化初支內輪廓，加大邊牆預留變形量，同時對二襯進行加強，具體參數如下：臺階法加臨時橫撐法開挖；拱牆預留變形量為20～35cm，全環hw175型鋼鋼架，間距0.8m，c30噴砼厚25cm，鋼筋網拱部90°範圍採用3m長樹脂藥包錨杆，邊牆採用6m長的砂漿錨杆，間距縱×環為0.8m×1.2m，二襯採用c35鋼筋砼，厚45cm。增設小導管注漿超前支護。
在本發明提供的小淨距隧道施工工藝一種較佳實施例中，所述步驟四具體為，先行洞及後行動間距小於5m時，增加中巖柱加固措施，先行洞中巖柱側除拱部90°範圍外的拱牆系統錨杆採用玻璃纖維錨杆，長6m；第一層初期支護完成後採用小導管對初支背後進行注漿回填密實，小導管長1m，間距1.2m×1.6m(環×縱)，後行洞初支完成後採用φ22全螺紋錨杆加固中巖柱，錨杆設置範圍為內軌頂面至內軌以上6m範圍，間距為1.0×0.8m(環×縱)，對拉錨杆兩端均設置加強錨杆墊板，墊板尺寸為250mm×250mm×18mm，錨墊板應與初支表面密貼，錨杆長度根據布置位置實際截取。
本發明的小淨距隧道施工結構及其工藝具有如下有益效果：
採用的非爆開挖(機械開挖)法有效的控制後行洞對先行洞的結構及中間巖柱的擾動；對拉錨杆及注漿措施有效的加強中間巖柱的自穩性；小淨距隧道左右線施工步距的控制有效的減少了左右線間施工的相互影響，適用於巖性為千枚巖，軟弱，產狀陡傾，走向與線路小角度相交，巖層呈薄層片狀結構，節理髮育，巖體破碎的特殊地質情況。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：
圖1是本發明提供的小淨距隧道施工結構一較佳實施例的結構示意圖；
圖2是應用圖1所示的小淨距隧道施工結構的施工工藝一較佳實施例的工藝流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1，圖1是本發明提供的小淨距隧道施工結構一較佳實施例的結構示意圖。
所述小淨距隧道施工結構1包括先行洞11及後行洞12。所述先行洞11與所述後行洞12並列設置。
所述先行洞11包括先行洞掌子面111、先行洞二襯端頭112及先行洞初支閉環113。所述先行洞掌子面111設於所述先行洞11一端，所述先行洞二襯端頭112設於所述先行洞11相對裡側。所述先行洞初支閉環113設於所述先行洞掌子面111及先行洞二襯端頭112之間。
所述後行洞12包括後行洞掌子面121、後行洞二襯端頭122及後行洞初支閉環123。所述後行洞掌子面121設於所述後行洞12一端，所述後行洞二襯端頭122設於所述後行洞12相對裡側，所述後行洞掌子面121設於所述先行洞掌子面111與所述先行洞二襯端頭112之間位置的對應位置。所述後行洞初支閉環123設於所述後行洞掌子面121及後行洞二襯端頭122之間。所述後行洞初支閉環123設於所述先行洞二襯端頭112與所述先行洞掌子面111之間位置的對應位置。
所述後行洞掌子面121置於所述先行洞掌子面111和所述先行洞二襯端頭112之間，所述後行洞掌子面121設於所述先行洞掌子面111後面30m～40m。
請參閱圖2，是應用圖1所示的小淨距隧道施工結構的施工工藝一較佳實施例的工藝流程圖。
所述的小淨距隧道施工結構的施工工藝s1，包括如下步驟：
步驟s11、設計先行洞與後行洞步距：控制後行洞掌子面位於先行洞掌子面及二襯之間；
步驟s12、減震開挖：先行洞採用預裂減震爆破，先行洞掏槽位置適當遠離中巖柱；具體地，先行洞長採用預裂減震爆破，爆破設計優化減少同一段位的炸藥用量，增加段位，降低爆破時的震動速度，將先行洞掏槽位置適當遠離中巖柱，降低爆破時對中巖柱的擾動，保護中巖柱圍巖，採用工程爆破智能檢測儀對隧道兩棟中巖柱側初支邊牆、仰拱及二襯等部位進行震動監測；
步驟s13、機械開挖：後行洞採用掘進機開挖，掘進作業時採用電動切割頭對掌子面圍巖進行切割；具體地，後行洞採用隧道掘進機開挖，掘進作業時採用電動切割頭對掌子面圍巖進行切割，減少對周邊圍巖擾動，上臺階高度7m，下臺階和仰拱同時開挖，高度4m，上臺階長度30m，下臺階和仰拱初支隨開挖跟進；
步驟s14、支護加強措施：調整前支護及後支護類型和工法，對前支護採用複合加強襯砌，臺階法開挖，並調整前支護，對後支護採用大變形襯砌結構，加強支護，同時對二襯進行加強；
具體地，調整前支護類型和工法具體為：採用ⅳ級複合加強襯砌，臺階法開挖；拱牆預留變形量為6～8cm，拱牆格柵鋼架，間距1.2m，拱牆c30噴砼厚23cm，鋼筋網拱部採用3m長組合中空錨杆，邊牆採用3m長的砂漿錨杆，縱環間距1.2m，二襯採用c35素砼，厚40cm；調整後支護類型和工法具體為：採用大變形ⅱ型襯砌結構：加強支護，加大型鋼尺寸，加密間距，加長邊牆系統錨杆，優化初支內輪廓，加大邊牆預留變形量，同時對二襯進行加強，具體參數如下：臺階法加臨時橫撐法開挖；拱牆預留變形量為20～35cm，全環hw175型鋼鋼架，間距0.8m，c30噴砼厚25cm，鋼筋網拱部90°範圍採用3m長樹脂藥包錨杆，邊牆採用6m長的砂漿錨杆，間距縱×環為0.8m×1.2m，二襯採用c35鋼筋砼，厚45cm。增設小導管注漿超前支護；先行洞及後行動間距小於5m時，增加中巖柱加固措施，先行洞中巖柱側除拱部90°範圍外的拱牆系統錨杆採用玻璃纖維錨杆，長6m；第一層初期支護完成後採用小導管對初支背後進行注漿回填密實，小導管長1m，間距1.2m×1.6m(環×縱)，後行洞初支完成後採用φ22全螺紋錨杆加固中巖柱，錨杆設置範圍為內軌頂面至內軌以上6m範圍，間距為1.0×0.8m(環×縱)，對拉錨杆兩端均設置加強錨杆墊板，墊板尺寸為250mm×250mm×18mm，錨墊板應與初支表面密貼，錨杆長度根據布置位置實際截取。
本發明的小淨距隧道施工結構及其工藝1具有如下有益效果：
採用的非爆開挖(機械開挖)法有效的控制後行洞對先行洞的結構及中間巖柱的擾動；對拉錨杆及注漿措施有效的加強中間巖柱的自穩性；小淨距隧道左右線施工步距的控制有效的減少了左右線間施工的相互影響，適用於巖性為千枚巖，軟弱，產狀陡傾，走向與線路小角度相交，巖層呈薄層片狀結構，節理髮育，巖體破碎的特殊地質情況。
以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。