專(zhuān)利名稱(chēng)：軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大斷面隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙 側(cè)洞施工方法。
背景技術(shù)：
目前，在軟弱圍巖(IV級(jí)以下圍巖)地質(zhì)條件下進(jìn)行的地鐵暗挖區(qū)間、車(chē)
站及其它二襯形式為三聯(lián)拱的大斷面隧道施工，通常采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞
法、柱洞法，其中雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在實(shí)際施工中存在以下問(wèn)題(1)分塊開(kāi)挖， 單塊開(kāi)挖面積大，不易及時(shí)支護(hù)，圍巖暴露時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)挖工作面不穩(wěn)定；(2) 拆除臨時(shí)支撐時(shí)，需增加倒換支撐，減弱了支護(hù)效果；(3)隧道易變形、開(kāi)裂， 安全難以控制；(4) 二襯施工縫多，不僅功效低、工期長(zhǎng)，而且容易滲漏。中 洞法是首先開(kāi)挖中洞，待中洞襯砌后，再開(kāi)挖側(cè)洞，最后進(jìn)行側(cè)洞襯砌的方法， 該方法存在的問(wèn)題(1)中墻頂部一般只能采用"Y"型，該部位為凹槽結(jié)構(gòu)， 防水層背后常年積水， 一旦防水層破損，積水必然滲漏；(2) 二襯施工一般分 塊多，施工縫多，發(fā)生滲漏的幾率大，而且功效低、工期長(zhǎng)；(3)每個(gè)中墻頂 部都存在至少兩道施工縫，防水層接縫多，發(fā)生滲漏的幾率大，而柱洞法雖然 在施工工序上和中洞法不一樣，但所存在的問(wèn)題是一樣的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有隧道施工方法用于軟弱圍巖大斷面隧道時(shí)存在單塊開(kāi) 挖面積大、圍巖暴露時(shí)間長(zhǎng)、隧道易變形、開(kāi)裂以及支護(hù)效果差、施工縫多、 防水效果差等問(wèn)題，提供一種新的軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工 方法，首先按照凈空尺寸及使用要求將隧道斷面劃分成三部分，即左側(cè)洞、右
側(cè)洞和中洞，具體施工步驟如下(1)側(cè)洞開(kāi)挖將每個(gè)側(cè)洞的開(kāi)挖斷面分為 至少四個(gè)導(dǎo)洞，然后采用CRD法原理開(kāi)挖，各個(gè)導(dǎo)洞交錯(cuò)開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)尺根 據(jù)初期支護(hù)鋼格柵間距確定，開(kāi)挖后及時(shí)噴射混凝土穩(wěn)定開(kāi)挖面，上述導(dǎo)洞的 數(shù)量可根據(jù)隧道斷面大小，在保證開(kāi)挖工作面穩(wěn)定的情況下確定；(2)側(cè)洞襯 砌首先根據(jù)地質(zhì)情況、斷面大小并經(jīng)過(guò)受力分析， 一次性全斷面拆除臨時(shí)支 護(hù)，具體做法是沿隧道縱向每隔一段距離拆除一段長(zhǎng)度的臨時(shí)支護(hù)，按照從上 到下的順序順次拆除；然后分別一次性澆筑仰拱二襯和拱部二襯，其施工縫設(shè) 置在側(cè)洞中墻下部，上述臨時(shí)支護(hù)的拆除循環(huán)進(jìn)尺不大于6m,該長(zhǎng)度是申請(qǐng)人 經(jīng)過(guò)FLAC軟件分析，結(jié)合多次試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，如果該長(zhǎng)度較短，會(huì) 造成環(huán)向施工縫較多，工效低，如果太長(zhǎng)，圍巖及初期支護(hù)承受不住隧道拱部 荷載，對(duì)施工安全構(gòu)成威脅；(3 )待同一斷面上的左側(cè)洞、右側(cè)洞均襯砌成環(huán)， 并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行中洞開(kāi)挖及中洞襯砌，中洞開(kāi)挖采用CRD法原 理開(kāi)挖，襯砌步驟與上述每一側(cè)洞的襯砌步驟一致，最終形成三聯(lián)拱隧道的整 體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述CRD法施工步驟為該技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)公知技術(shù)，具體工序如下 拱部超前支護(hù)一開(kāi)挖一側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階(留核心土)一臨時(shí)支護(hù)(包括側(cè)壁臨時(shí) 支護(hù)及臨時(shí)仰拱)一開(kāi)挖同側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階一臨時(shí)支護(hù)(包括側(cè)壁臨時(shí)支護(hù))一 開(kāi)挖另一側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階(留核心土)一臨時(shí)支護(hù)(包括側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)及臨時(shí)仰 拱)一開(kāi)挖另一側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階一臨時(shí)支護(hù)。在實(shí)際施工中，上述工序可根據(jù)實(shí) 際情況靈活應(yīng)變，比如導(dǎo)洞的數(shù)量可根據(jù)隧道斷面大小靈活增加；再比如在中 洞開(kāi)挖時(shí)，為減小沉降，可先開(kāi)挖上方導(dǎo)洞，再開(kāi)挖下方導(dǎo)洞，在本領(lǐng)域，人 們也稱(chēng)之為按照CRD法原理施工。
所述中洞的開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺、臨時(shí)支護(hù)的拆除循環(huán)進(jìn)尺以及襯砌澆筑的循環(huán) 進(jìn)尺都與側(cè)洞相同，并且兩個(gè)側(cè)洞與中洞的施工縫位置相互對(duì)應(yīng)，這樣，保證 兩個(gè)側(cè)洞和中洞的施工進(jìn)程一致，使三者的施工縫相互一一對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行防水 處理后，能保證防水效果。
通常，人們采用6m長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)時(shí)，施工難度比較大，不容易打進(jìn)， 尤其對(duì)于拱部為砂層的隧道，本發(fā)明所述每一側(cè)洞和中洞采用CRD法原理開(kāi)挖 時(shí)的超前支護(hù)的施工方法為首先采用與風(fēng)管連接的細(xì)鋼管吹孔，借助風(fēng)力將 孔內(nèi)的砂吹出成孔，小心拔出細(xì)鋼管，然后迅速插入長(zhǎng)導(dǎo)管，結(jié)合頂進(jìn)將長(zhǎng)導(dǎo) 管打入，最后進(jìn)行超前注漿。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果-
(1) 單塊開(kāi)挖面積劃分更加合理，適合人工開(kāi)挖，而且變形較大時(shí)，利于 實(shí)現(xiàn)快速閉合，控制變形，提高了安全系數(shù)；
(2) 采用本方法施工，設(shè)備簡(jiǎn)單，施工作業(yè)簡(jiǎn)便，不需使用特殊的施工機(jī) 械和設(shè)備，節(jié)約能源，基本沒(méi)有廢氣廢液排放，滿(mǎn)足城市施工的高環(huán)保要求， 有利于環(huán)保節(jié)能；
(3) 采用先側(cè)洞、后中洞的施工順序，施工中初期支護(hù)與仰拱、拱部二襯 穿插進(jìn)行，側(cè)洞和中洞臨時(shí)支護(hù)采用跳段拆除，中洞臨時(shí)支護(hù)拆除前，兩側(cè)洞 二襯已成環(huán)，承受大部分圍巖壓力，充分發(fā)揮中墻二襯結(jié)構(gòu)的支護(hù)作用，降低 中洞拱部初期支護(hù)所承受的荷載，提高安全系數(shù)；
(4) 采用本方法，沉降變形小，對(duì)周邊環(huán)境影響小，各工序劃分明確，施 工質(zhì)量易于控制，易于保證開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定和安全；
(5) 側(cè)洞和中洞的二襯分別按照仰拱和拱部劃分，兩次澆筑，施工縫數(shù)量 少而且工效高，克服了以往施工存在的中墻頂部防水難處理，施工縫多、易滲
水的弊端。


圖1為本發(fā)明的開(kāi)挖過(guò)程示意圖。
圖2為左側(cè)洞和右側(cè)洞的仰拱二襯和拱部二襯施工示意圖。
圖3為中洞"CRD"法開(kāi)挖施工方法圖。
圖4為本發(fā)明側(cè)洞的施工步驟透視圖。
圖5為本發(fā)明中洞的施工步驟透視圖。
圖中I-左側(cè)洞 II-右側(cè)洞III-中洞4-初期支護(hù)5-仰拱二襯6-拱部二襯7-超前支護(hù)8-施工縫9-核心土 10-中墻 11-導(dǎo)洞
具體實(shí)施例方式
一種軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法，首先按照凈空尺寸及使用要求
將隧道斷面劃分成三部分，即兩個(gè)側(cè)洞i、 n和中洞m，具體施工步驟如下
(1)側(cè)洞開(kāi)挖本發(fā)明將每個(gè)側(cè)洞的開(kāi)挖斷面分為四個(gè)(或六個(gè)或八個(gè))導(dǎo)洞 11，然后采用CRD法原理開(kāi)挖，各導(dǎo)洞錯(cuò)開(kāi)5-7m，留設(shè)2m左右的核心土，交 錯(cuò)開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)4的鋼格柵間距確定，開(kāi)挖后及時(shí)噴射混凝 土穩(wěn)定開(kāi)挖面；(2)側(cè)洞襯砌首先根據(jù)地質(zhì)情況、斷面大小并經(jīng)過(guò)受力分析， 一次性全斷面拆除臨時(shí)支護(hù)，具體做法是沿隧道縱向每隔一段距離拆除一段長(zhǎng) 度的臨時(shí)支護(hù)，按照從上到下的順序順次拆除，首先破除上部的中墻，沿中墻 頂部縱向破槽，槽寬0.8m左右，破掉混凝土，留下鋼格柵，定期監(jiān)測(cè)，如結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定，則可拆除鋼格柵，繼續(xù)破掉仰拱上部的其余中墻，既而依次破除左邊臨 時(shí)仰拱、右邊臨時(shí)仰拱以及下部中墻；臨時(shí)支護(hù)的拆除循環(huán)進(jìn)尺不大于6m， 一 般為一環(huán)襯砌的長(zhǎng)度；然后分別一次性澆筑仰拱二襯5和拱部二襯6，其施工 縫設(shè)置在側(cè)洞中墻10下部，具體做法是施工仰拱防水一綁扎仰拱鋼筋一澆注 仰拱混凝土一搭設(shè)支架體系一施工拱部防水一綁扎拱部鋼筋一安裝拱部模板一 澆注拱部混凝土，這在本領(lǐng)域是比較容易實(shí)現(xiàn)的，待這一段的混凝土強(qiáng)度達(dá)到 設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按照上述臨時(shí)支護(hù)的拆除方法拆除相鄰段臨時(shí)支護(hù)，澆注相鄰段 仰拱二襯和拱部二襯，如此循環(huán)施工；(3 )待同一斷面上的兩側(cè)側(cè)洞均襯砌成
環(huán)，并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行中洞m開(kāi)挖及中洞襯砌，中洞開(kāi)挖采用CRD 法原理開(kāi)挖，襯砌步驟與上述每一側(cè)洞的襯砌步驟一致，最終形成三聯(lián)拱隧道 的整體結(jié)構(gòu)，所述中洞的開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺、臨時(shí)支護(hù)的拆除循環(huán)進(jìn)尺以及襯砌澆 筑的循環(huán)進(jìn)尺都與側(cè)洞相同，并且兩個(gè)側(cè)洞與中洞的施工縫位置相互對(duì)應(yīng)。
上述每一側(cè)洞和中洞采用CRD法原理開(kāi)挖時(shí)的超前支護(hù)7的施工方法為-首先采用與風(fēng)管連接的O20細(xì)鋼管吹孔，借助風(fēng)力將孔內(nèi)的砂吹出成孔，小心 拔出細(xì)鋼管，然后迅速插入①40長(zhǎng)導(dǎo)管，結(jié)合頂進(jìn)將長(zhǎng)導(dǎo)管打入，最后進(jìn)行超 前注槳，施工簡(jiǎn)便，效果好。
本發(fā)明將隧道劃分為三個(gè)大部分進(jìn)行開(kāi)挖，在超前支護(hù)，即注漿長(zhǎng)導(dǎo)管的 棚架支護(hù)下，按照先兩側(cè)洞、后中洞的順序施工，分塊開(kāi)挖，分塊襯砌，具備 條件時(shí)盡早閉合成環(huán)，施工中開(kāi)挖二襯穿插施工，兩側(cè)洞分別成環(huán)后再開(kāi)挖中 洞，合理利用兩側(cè)洞成環(huán)后二襯承受?chē)鷰r壓力，充分發(fā)揮中墻二襯結(jié)構(gòu)的支護(hù) 作用，降低中洞拱部初期支護(hù)所承受的荷載，提高安全系數(shù)；同時(shí)一次性全斷 面跳段拆除臨時(shí)支護(hù)，為一次性澆注仰拱二襯和拱部二襯提供了有利條件，減 少了施工縫，而且工效高、工期短；同時(shí)中洞的開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺、臨時(shí)支護(hù)的拆 除循環(huán)進(jìn)尺以及襯砌澆筑的循環(huán)進(jìn)尺都與側(cè)洞相同，使三者的施工縫相互一一 對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行防水處理后，能保證防水效果。
權(quán)利要求
1、一種軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法，首先按照凈空尺寸及使用要求將隧道斷面劃分成三部分，即左側(cè)洞(I)、右側(cè)洞(II)和中洞(III)，其特征是具體施工步驟如下(1)側(cè)洞開(kāi)挖將每個(gè)側(cè)洞的開(kāi)挖斷面分為至少四個(gè)導(dǎo)洞(11)，然后采用CRD法原理開(kāi)挖，各個(gè)導(dǎo)洞交錯(cuò)開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)(4)的鋼格柵間距確定，開(kāi)挖后及時(shí)噴射混凝土穩(wěn)定開(kāi)挖面；(2)側(cè)洞襯砌首先根據(jù)地質(zhì)情況、斷面大小并經(jīng)過(guò)受力分析，一次性全斷面拆除臨時(shí)支護(hù)，具體做法是沿隧道縱向每隔一段距離拆除一段長(zhǎng)度的臨時(shí)支護(hù)，按照從上到下的順序順次拆除；然后分別一次性澆筑仰拱二襯(5)和拱部二襯(6)，其施工縫(8)設(shè)置在側(cè)洞中墻(10)下部；(3)待同一斷面上的左側(cè)洞(I)、右側(cè)洞(II)均襯砌成環(huán)，并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行中洞(III)開(kāi)挖及中洞襯砌，中洞開(kāi)挖采用CRD法原理開(kāi)挖，襯砌步驟與上述每一側(cè)洞的襯砌步驟一致，最終形成三聯(lián)拱隧道的整體結(jié)構(gòu)。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法，其特征 是所述中洞(III)的開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺、臨時(shí)支護(hù)的拆除循環(huán)進(jìn)尺以及襯砌澆筑的 循環(huán)進(jìn)尺都與側(cè)洞相同，并且兩個(gè)側(cè)洞與中洞的施工縫位置相互對(duì)應(yīng)。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法，其 特征是每一側(cè)洞和中洞采用CRD法原理開(kāi)挖時(shí)的超前支護(hù)(7)的施工方法為 首先采用與風(fēng)管連接的細(xì)鋼管吹孔，借助風(fēng)力將孔內(nèi)的砂吹出成孔，小心拔出 細(xì)鋼管，然后迅速插入長(zhǎng)導(dǎo)管，結(jié)合頂進(jìn)將長(zhǎng)導(dǎo)管打入，最后進(jìn)行超前注漿。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法，其特 征是所述臨時(shí)支護(hù)的拆除循環(huán)進(jìn)尺不大于6m。
全文摘要
本發(fā)明涉及大斷面隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種軟弱地質(zhì)三聯(lián)拱隧道雙側(cè)洞施工方法，解決現(xiàn)有隧道施工方法存在圍巖暴露時(shí)間長(zhǎng)、隧道易變形以及防水效果差等問(wèn)題，(1)側(cè)洞開(kāi)挖，(2)側(cè)洞襯砌首先一次性全斷面拆除初期支護(hù)，然后分別一次性澆筑仰拱二襯和拱部二襯，其施工縫設(shè)置在側(cè)洞中墻下部；(3)待同一斷面上的左側(cè)洞I、右側(cè)洞Ⅱ均襯砌成環(huán)，再進(jìn)行中洞Ⅲ開(kāi)挖及中洞襯砌。采用本方法施工，設(shè)備簡(jiǎn)單，施工作業(yè)簡(jiǎn)便；采用先側(cè)洞、后中洞的施工順序，充分發(fā)揮中墻二襯結(jié)構(gòu)的支護(hù)作用，降低中洞拱部初期支護(hù)所承受的荷載，提高安全系數(shù)；沉降變形小，對(duì)周邊環(huán)境影響小，易于保證開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定和安全；施工縫數(shù)量少而且工效高。
文檔編號(hào)E21D9/00GK101196116SQ200710185698
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者安劉生, 張麗芳, 張金柱, 徐家定, 濤 李, 王鵬程, 祁璽劍, 賈大鵬, 趙香萍, 馬立忠 申請(qǐng)人:中鐵十二局集團(tuán)有限公司