一種隧道施工的開挖支護方法
2023-07-14 00:45:11 1
專利名稱：一種隧道施工的開挖支護方法
技術領域：
本發明涉及一種隧道施工的開挖支護方法，特別指適用於古巖堆地質V、 VI級圍
巖隧道、玄武巖地質隧道的開挖支護方法。
背景技術：
地球表面存在著大量的山脈，特別是我國西部，主要是以山區為主。由於風蝕、雨 水、地震等作用，使山體崩塌形成大量的巖堆地質段。而鐵路、公路工程，由於速度、線型的 要求，不可避免地要以隧道的形式穿越這些巖堆地質段。古巖堆地質自穩能力極差、粘聚力 差，存在不均勻沉降，屬於不穩定巖體。在這種地質條件下，隧道施工過程中，地層應力重新 分布，對隧道初期支護結構形成巨大豎向和側向壓力，如果施工方法不當，就會引起初期支 護下沉和水平收斂值過大，導致初期支護結構侵入二次襯砌淨空。目前，在古巖堆地質中施 工隧道存在兩難，即"開挖難"、"支護難"。我國隧道施工開挖有多種施工方法，但針對古巖 堆地質隧道開挖支護方法幾乎為空白，沒有成文的施工工法。如何使隧道安全、快速地穿越 古巖堆地質、玄武巖地質，探求一種在不良地質條件下新的施工方法是隧道安全施工工程 的新課題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是在不良地質條件下提供一種隧道施工的開挖支護方 法，這種方法是在三臺階開挖方法的基礎上配合十字鋼架臨時支護，也就是"十字鋼架支護 開挖法"。 本發明的技術問題由如下方案解決一種隧道施工的開挖支護方法，本方法是在 三臺階開挖方法的基礎上配合十字鋼架臨時支護，其特徵是在隧道開挖斷面內，將隧道分 部分塊開挖，第一步開挖隧道上臺階弧形導坑，施作拱部初期支護和臨時豎向鋼架支撐；第 二步施工一側的中臺階並施作封閉的初期支護和接立臨時豎向鋼架支撐、臨時橫向鋼架支 撐，再開挖隧道另一側的中臺階並施作封閉的初期支護和臨時橫向鋼架支撐；第三步分別 開挖左右兩塊下部、底部，形成隧道初期支護和臨時豎向支撐網狀封閉穩定支護，形成封閉 的支護體系，最後組合成一個完整的隧道斷面，各部位的開挖和支護沿隧道縱向錯開、平行 推進的施工方法進行。 本發明的優點是1、開挖分部斷面大，提供了足夠的施工機械空間，便於施工機械 操作，施工機械參與施工，降低了施工人員的勞動強度，提供了施工效率，加快了開挖速度。 2、本方法與常規CRD開挖法施工方法不同，上臺階採用一次開挖成型，能夠使上臺階拱部 一次達到設計輪廓尺寸，及時完成初期支護，減少了對拱部圍巖的二次擾動，提高了拱部圍 巖的自穩能力，快速形成拱形受力效應，確保了下部施工開挖的安全。3、初期支護工序簡 單，易於操作，縮短初期支護施做時間，初期支護成型快。初期支護在較短時間成形，控制了 圍巖的變形鬆弛，使圍巖快速成為支護體系的組成部分。4、本開挖支護方法與CRD開挖法 相比，減少了中隔壁及臨時仰拱施工所需要的拱架製作及安裝時的錨杆、噴射混凝土的工序，以及拆除中隔壁所需的人力、物力、時間，同時也避免了 CRD開挖法中隔壁支護開挖難 以成型的缺點。本開挖支護方法大大降低了施工成本，縮短了施工工期。5、這種施工開挖 方法既適用於玄武巖、古巖堆地質V、 VI級圍巖隧道施工，也同時適用於黃土隧道和其它不 良地質圍巖隧道的施工。
圖1是本發明的施工工藝流程圖 圖2是十字鋼架臨時支護開挖正面示意圖 圖3是十字鋼架法開挖平面示意圖
具體實施例方式
第一步上臺階開挖支護l施作①部超前小導管；2①部環形機械開挖、人工修整， ①部掌子面噴射砼封閉，3①部初噴4cm厚混凝土 ；4①部掛鋼筋網；5①部安設初期支護鋼 架，安設①部系統錨杆和鎖腳錨管；6①部噴射初期支護；7挖除①部核心土，臨時豎向鋼架 支護； 第二步中臺階開挖支護1②部、③部機械錯開開挖、人工修整；2②部、③部掌子 面噴射砼封閉；3②部、③部初噴4cm厚混凝土 ；4②部、③部掛鋼筋網；5②部、③部安設初 期支護鋼架，安設②部、③部系統錨杆和鎖腳錨管；6②部、③部噴射初期支護；7挖除②部、 ③部之間的核心土，接臨時中臺階豎向鋼架支護；8聯接②部、③部臨時橫向鋼架。
第三步下臺階開挖支護1④部、⑤部機械錯開開挖、人工修整；2④部、⑤部掌子 面噴射砼封閉；3④部、⑤部初噴4cm厚混凝土 ；4④部、⑤部掛鋼筋網；5④部、⑤部安設初 期支護鋼架，安設④部、⑤部系統錨杆和鎖腳錨管；6④部、⑤部噴射初期支護；7挖除 部、 ⑤部之間的核心土，接臨時下臺階豎向鋼架支護； 第四步隧道底部開挖支護1⑥部、⑦部機械錯開開挖、人工修整；2⑥部、⑦部初 噴4cm厚混凝土 ；3開挖預留隧底核心土，接隧底豎向鋼架；4⑥部、⑦部安設初期支護鋼 架；5⑥部、⑦部噴射初期支護； 第五步仰拱施工1分段拆除橫向臨時鋼架支護，拆除的長度以能滿足一環仰拱 鋼筋綁紮作業為標準；2仰拱鋼筋綁紮；3立模、安裝止水帶；4仰拱混凝土澆築；
第六步拱牆襯砌施工1分段拆除豎向臨時鋼架支護，拆除長度以能滿足一環襯 砌作業為標準；2鋪設環向及縱向排水管；鋪設防水板。3鋼筋綁紮，安裝注漿管；4安設端 部模板及中埋式、外貼式止水帶；5 —次性澆築拱牆混凝土。
權利要求
一種隧道施工的開挖支護方法，本方法是在三臺階開挖方法的基礎上配合十字鋼架臨時支護，其特徵是在隧道開挖斷面內，將隧道分部分塊開挖，第一步開挖隧道上臺階弧形導坑，施作拱部初期支護和臨時豎向鋼架支撐；第二步施工一側的中臺階並施作封閉的初期支護和接立臨時豎向鋼架支撐、臨時橫向鋼架支撐，再開挖隧道另一側的中臺階並施作封閉的初期支護和臨時橫向鋼架支撐；第三步分別開挖左右兩塊下部、底部，形成隧道初期支護和臨時豎向支撐網狀封閉穩定支護，形成封閉的支護體系，最後組合成一個完整的隧道斷面，各部位的開挖和支護沿隧道縱向錯開、平行推進的施工方法進行。
全文摘要
本發明公開了一種隧道施工的開挖支護方法，主要工序是將隧道分部分塊開挖，施作拱部初期支護和臨時鋼架支撐，形成網狀封閉穩定支護體系，最後組合成一個完整的隧道斷面，各部位的開挖和支護沿隧道縱向錯開、平行推進的施工方法進行。本開挖支護方法開挖分部斷面大，便於施工機械操作，初期支護工序簡單，易於操作，減少了中隔壁及臨時仰拱施工所需要的拱架製作及安裝時的錨杆、噴射混凝土的工序，縮短了施工工期，降低了施工成本。本開挖方法既適用於玄武巖、古巖堆地質V、VI級圍巖隧道施工，也同時適用於黃土隧道和其它不良地質圍巖隧道的施工。
文檔編號E21D20/00GK101769154SQ20081019175
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者劉平金, 安淵, 李志勇, 王化平, 王春立, 秦建晟, 程文亮 申請人:中鐵六局集團呼和浩特鐵路建設有限公司;中鐵六局集團有限公司