海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法

2023-07-21 02:27:41 1

專利名稱：海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法
技術領域：
本發明涉及一種海底隧道的施工方法，特別是涉及一種徵對海底隧道斷層破碎帶的銑挖 支護施工方法。
背景技術：
目前國內海底隧道施工仍處在起步階段，常規的方法是通過增設臨時支撐並採取分部開 挖的方式控制圍巖的變形量，從而確保施工過程中圍巖的穩定。在常規分部開挖方法中，主
要有CD法、CRD法和雙側壁導坑法，在青島膠州灣海底隧道的V級圍巖洞段，設計推薦了CD 法和雙側壁導坑法開挖，這些開挖方法，除工藝流程繁瑣，需要增設大量的臨時支撐外，更 重要的是難以及時將隧道支護封閉成環，從而增加了隧道開挖後的收斂變形量值，增加了隧 道施工對塌風險。

發明內容
本發明的目的是提供一種能減少臨時支撐和簡化施工組織並降低開挖對圍巖擾動，有效 提高施工效率和效益的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法。
本發明的目的是通過下列技術方案實現的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，包 括以下步驟
a、 將掌子面前方的巖體劃分為上半斷面和下半斷面，銑挖機就位；
b、 通過銑挖機對上半斷面的左半部周邊進行刻槽，刻槽的深度滿足一榀鋼格柵的安裝
c、 在槽內安裝鋼格柵；
d、 對安裝有鋼格柵的部位進行噴射混凝土支護；
e、 在接近拱頂處已形成支護結構位置加設臨時支墊。
f、 在通過銑挖機對上半斷面的右半部周邊進行刻槽，刻槽的深度滿足一榀鋼格柵的安
裝；
g、 在槽內安裝鋼格柵；
h、 對安裝有鋼格柵的部位進行噴射混凝土支護；
i、 將左半部和右半部的支護連接成拱；部的巖體進行開挖，開挖完成後在鋼格柵之間架設錨杆，然後復噴 射混凝土進行成環封閉；
k、對下半斷面的巖體開挖，先進行半幅開挖，通過銑挖機自上而下分段銑挖成型，分 段的長度為鋼格柵的單元長度；
1、分段銑挖成型後安裝單元鋼格柵，並用預應力錨杆進行鎖定，對鎖定的鋼格柵採用 噴射混凝土進行覆蓋；
m、完成半幅開挖並安裝鋼格柵和噴射混凝土後，繼續依照此方法對另外半幅進行施工 並將兩個半幅的支護封閉成環。
所述步驟c在安裝鋼格柵之後，可架設預應力錨杆對鋼格柵進行鎖定，在有超前支護體 系時，預應力錨杆可與超前支護練成一體。
所述步驟k在對下半斷面的半幅開挖時，可對主要巖體採用鑽爆法開挖，並預留 50-100cm的銑挖層以減小爆破作業對圍巖的影響並增加圍巖的自承能力。
所述步驟b和步驟f中通過銑挖機對上半斷面的左半部分和右半部分的周邊進行刻槽，刻 槽可分段進行，在完成一段刻槽之後即進行架設鋼格柵和錨杆並進行噴射混凝土支護的工作 ，完成之後在進行下一段的刻槽，直到全部刻槽安裝完畢再進行步驟j。
從本發明的方法特徵可以看出，本發明的優點在於減少了繁瑣的施工分部；降低了施 工組織的難度；減小了對圍巖的擾動，能充分發揮圍巖的自承能力；減少大量的臨時鋼支撐 和噴混凝土支護；整體施工進度更快，效益更好；
初期支護能及時封閉成環，封閉成環距掌子面距離不大於5m，能有效控制圍巖變形。


圖l是本發明的上半斷面左半部的鋼格柵安裝示意圖 圖2是本發明的上半斷面右半部的鋼格柵安裝示意圖 圖3是本發明的上半斷面的巖體開挖後的示意圖
圖4是本發明的下半斷面左半部的鋼格柵安裝和巖體開挖後的示意圖 圖5是本發明的下半斷面右半部的鋼格柵安裝和巖體開挖後的示意圖 其中附圖標記l是鋼格柵 2是巖體
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明做進一步的說明 優選實施例
海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，包括以下步驟a、 將掌子面前方的巖體2劃分為上半斷面和下半斷面，銑挖機就位；
b、 通過銑挖機對上半斷面的左半部周邊進行刻槽，刻槽的深度滿足一榀鋼格柵l的安裝
c、 在槽內安裝鋼格柵l;
d、 對安裝有鋼格柵l的部位進行噴射混凝土支護；
e、 在接近拱頂處已形成支護結構位置加設臨時支墊。
f、 在通過銑挖機對上半斷面的右半部周邊進行刻槽，刻槽的深度滿足一榀鋼格柵l的安
裝；
g、 在槽內安裝鋼格柵l;
h、 對安裝有鋼格柵l的部位進行噴射混凝土支護；
i、 將左半部和右半部的支護連接成拱；
j、對上半斷面的中部的巖體2進行開挖，開挖完成後在鋼格柵l之間架設錨杆，然後復 噴射混凝土進行成環封閉；
k、對下半斷面的巖體2開挖，先進行半幅開挖，通過銑挖機自上而下分段銑挖成型，分 段的長度為鋼格柵l的單元長度；
1、分段銑挖成型後安裝單元鋼格柵l，並用預應力錨杆進行鎖定，對鎖定的鋼格柵l採 用噴射混凝土進行覆蓋；
m、完成半幅開挖並安裝鋼格柵l和噴射混凝土後，繼續依照此方法對另外半幅進行施工 並將兩個半幅的支護封閉成環。
本發明充分利用了銑挖施工對圍巖擾動小的優點，分部分段的對未開挖的巖體2實施預 支護，然後開挖中部核心巖體2，達到在不使用臨時支護的情況下高效完全的完成隧道開挖 支護的目的。
為了增加整個支護的穩固性，所述步驟c在安裝鋼格柵l之後，可架設預應力錨杆對鋼格 柵1進行鎖定，在有超前支護體系時，預應力錨杆可與超前支護練成一體。所架設的預應力 錨杆在受到操作空間限制的時候，可以將預應力錨杆向掌子面的前方傾斜一定的角度。
為減小爆破作業對圍巖的影響並增加圍巖的自承能力，所述步驟k在對下半斷面的半幅 開挖時，可對主要巖體2採用鑽爆法開挖，並預留50-100cm的銑挖層以減小爆破作業對圍巖 的影響並增加圍巖的自承能力，也能減少超挖，使支護能更快捷的封閉成環，從而保證隧道 整體支護結構的穩定性。
所述步驟b和步驟f中通過銑挖機對上半斷面的左半部分和右半部分的周邊進行刻槽，刻
6槽可分段進行，在完成一段刻槽之後即進行架設鋼格柵l和錨杆並進行噴射混凝土支護的工 作，完成之後在進行下一段的刻槽，直到全部刻槽安裝完畢再進行步驟j。上半斷面銑挖刻 槽時可分段進行，並在分段刻槽完成後做好分段支護(鋼格柵、錨杆和噴射混凝土支護)後 再進行相鄰槽段的銑挖、支護，以減小銑挖過程中圍巖變形量。銑挖刻槽過程中，為加快施 工進度，在圍巖穩定性稍好的情況下，可跳段開挖支護，最後封閉成環。
本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特徵 和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特徵，除非特別敘述， 均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。S卩，除非特別敘述，每個特徵只是一 系列等效或類似特徵中的一個例子而已。
本發明並不局限於前述的具體實施方式
。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特徵 或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
1.海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，其特徵在於包括以下步驟a、將掌子面前方的巖體(2)劃分為上半斷面和下半斷面，銑挖機就位；b、通過銑挖機對上半斷面的左半部周邊進行刻槽，刻槽的深度滿足一榀鋼格柵(1)的安裝；c、在槽內安裝鋼格柵(1)；d、對安裝有鋼格柵(1)的部位進行噴射混凝土支護；e、在接近拱頂處已形成支護結構位置加設臨時支墊。f、在通過銑挖機對上半斷面的右半部周邊進行刻槽，刻槽的深度滿足一榀鋼格柵(1)的安裝；g、在槽內安裝鋼格柵(1)；h、對安裝有鋼格柵(1)的部位進行噴射混凝土支護；i、將左半部和右半部的支護連接成拱；j、對上半斷面的中部的巖體(2)進行開挖，開挖完成後在鋼格柵(1)之間架設錨杆，然後復噴射混凝土進行成環封閉；k、對下半斷面的巖體(2)開挖，先進行半幅開挖，通過銑挖機自上而下分段銑挖成型，分段的長度為鋼格柵(1)的單元長度；l、分段銑挖成型後安裝單元鋼格柵(1)，並用預應力錨杆進行鎖定，對鎖定的鋼格柵(1)採用噴射混凝土進行覆蓋；m、完成半幅開挖並安裝鋼格柵(1)和噴射混凝土後，繼續依照此方法對另外半幅進行施工並將兩個半幅的支護封閉成環。
2.根據權利要求l所述的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，其 特徵在於所述步驟c在安裝鋼格柵(1)之後，可架設預應力錨杆對鋼格柵(1)進行鎖定， 在有超前支護體系時，預應力錨杆可與超前支護練成一體。
3.根據權利要求1或2所述的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法 ，其特徵在於所述步驟k在對下半斷面的半幅開挖時，可對主要巖體(2)採用鑽爆法開挖， 並預留50-100cm的銑挖層以減小爆破作業對圍巖的影響並增加圍巖的自承能力。
4.根據權利要求3所述的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，其 特徵在於所述步驟b和步驟f中通過銑挖機對上半斷面的左半部分和右半部分的周邊進行刻槽 ，刻槽可分段進行，在完成一段刻槽之後即進行架設鋼格柵(1)和錨杆並進行噴射混凝土 支護的工作，完成之後在進行下一段的刻槽，直到全部刻槽安裝完畢再進行步驟j。
全文摘要
本發明公開了一種海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，涉及一種針對海底隧道斷層破碎帶的支護施工方法。本發明的目的是提供一種能減少臨時支撐和簡化施工組織並降低開挖對圍巖擾動，有效提高施工效率和效益的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法。技術方案是通過將掌子面前方巖體分部、分段的進行開槽，並在開槽中設置鋼格柵和預應力錨杆，再通過噴射混凝土對鋼格柵和錨杆進行包裹、覆蓋，形成初期支護，逐塊分段支護後通過臨時墊塊將各分離單元連接成支護整體，形成支護拱，在支護完成之後對核心部位的巖土進行開挖，整個步驟不斷重複進行，進而對整個隧道進行施工。本發明主要應用於海底隧道斷層破碎帶施工。
文檔編號E21D11/10GK101638989SQ20091030504
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者斌 劉, 朱平安, 謝文清, 斌 郭 申請人:中鐵二局股份有限公司;中鐵二局第二工程有限公司