專利名稱：公路隧道開挖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公路山嶺隧道領(lǐng)域的施工方法。
背景技術(shù)：
我國目前公路山嶺隧道開挖的基本方法有7種全斷面法、臺(tái)階法、臺(tái)階分部法、上 下導(dǎo)坑法、上導(dǎo)坑法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法(中壁墻法)及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，其中臺(tái)階法、臺(tái)階分 部法、上下導(dǎo)坑法及上導(dǎo)坑法是公路山嶺隧道開挖的四種基本方法，臺(tái)階法見圖1，其步 驟是①上半部開挖；②拱部錨噴支護(hù)；③拱部襯砌；④中核開挖；⑤下部開挖；⑥邊 墻錨噴支護(hù)及襯砌。臺(tái)階分部法見圖2，其步驟是①上弧形導(dǎo)坑開挖；②拱部錨噴支護(hù)； ③拱部襯砌；④下半部中央部開挖；⑤邊墻部開挖；⑥邊墻錨噴支護(hù)及襯砌；⑦灌筑仰拱。 上下導(dǎo)坑法見圖3，其步驟是①下導(dǎo)坑開挖；②上弧形導(dǎo)坑開挖；③拱部錨噴支護(hù)； 拱部襯砌；⑤設(shè)漏斗，隨著推進(jìn)開挖中核；⑥下半部中央部開挖；⑦邊墻部開挖；⑧邊 墻錨噴支護(hù)及襯砌。上導(dǎo)坑法施工工序見圖4，其步驟是①上導(dǎo)坑開挖；②上半部其它 部分開挖；③拱部錨噴支護(hù);④下半部中央部開挖；⑤拱部襯砌；⑥邊墻部開挖；⑦ 邊墻錨噴支護(hù)及襯砌。
上述四種公路山嶺隧道開挖方法，都需要進(jìn)行兩次襯砌施工，兩次襯砌施工隨著臺(tái)階 或?qū)Э拥拈_挖分部分開進(jìn)行。這些方法具有以下缺點(diǎn)①需多搭一次以上的模板或支架， 施工難度加大，施工環(huán)節(jié)增多，過程成本增大，隧道工程投資總額增大；②由于二次襯砌 分部分開進(jìn)行，二次襯砌混凝土表面有接茬，從而影響外觀效果和施工質(zhì)量；③由于二次 襯砌施工分部進(jìn)行，勢必影響二次襯砌受力結(jié)構(gòu)，降低隧道安全系數(shù)；④施工時(shí)間較長， 減緩施工進(jìn)度。因此，為了提高施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)約工程投資，對(duì)上述四法進(jìn) 行改進(jìn)和完善勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有臺(tái)階法、臺(tái)階分部法、上下導(dǎo)坑法及上導(dǎo)坑法的工藝流 程存在的缺陷，提供一種公路隧道開挖方法，以提高施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)約工程 投資。本發(fā)明的技術(shù)方案是公路隧道開挖方法，包括幵挖、支護(hù)及襯砌步驟，在所述開挖 步驟和支護(hù)步驟完成后，進(jìn)行一次性的全斷面襯砌。
上述開挖步驟和支護(hù)步驟，對(duì)于臺(tái)階法是①上半部開挖；②拱部初期支護(hù)；③下半 部中央部開挖；④邊墻部開挖；⑤邊墻部初期支護(hù)。
上述開挖步驟和支護(hù)步驟，對(duì)于臺(tái)階分部法是①上弧形導(dǎo)坑開挖；②拱部初期支護(hù); ③中核開挖；④下部開挖；⑤邊墻部初期支護(hù)。
上述開挖步驟和支護(hù)步驟，對(duì)于上下導(dǎo)坑法是①下導(dǎo)坑開挖；②上弧形導(dǎo)坑開挖； ③拱部初期支護(hù)；④設(shè)漏斗，隨著推進(jìn)開挖中核；⑤下半部中部開挖；⑥邊墻部開挖； ⑦邊墻部初期支護(hù)。
上述開挖步驟和支護(hù)步驟，對(duì)于上導(dǎo)坑法是①上導(dǎo)坑開挖；②上半部其它部位開挖； ③拱部初期支護(hù)；④下半部中部開挖；⑤邊墻部開挖；⑥邊墻部初期支護(hù)。
上述方案中將原有工法的"錨噴支護(hù)"環(huán)節(jié)全部改為"初期支護(hù)"環(huán)節(jié)，擴(kuò)大了工藝 環(huán)節(jié)的內(nèi)涵，完善了工序結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在隧底圍巖條件較差的環(huán)境下，上述開挖步驟和支護(hù)步驟 后可能還包括下列步驟仰拱澆筑，根據(jù)隧底圍巖情況對(duì)隧底進(jìn)行加固，完善了工序結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果在于，跟舊工藝方法相比，襯砌全斷面一次成型的工藝有以下優(yōu)點(diǎn) ①降低了施工難度，減少了施工環(huán)節(jié)和過程成本，從而節(jié)約工程投資；②襯砌混凝土表面 更加平順，從而提高外觀效果，改善施工質(zhì)量；③襯砌施工由分部實(shí)施該為整體進(jìn)行，勢 必改善二襯受力結(jié)構(gòu)，提高隧道安全系數(shù)；④節(jié)約時(shí)間，加快施工進(jìn)度；⑤與其他施工工 序能更好配合，工藝流程結(jié)構(gòu)更加合理完善，更能適應(yīng)現(xiàn)代隧道施工。


圖1為臺(tái)階法現(xiàn)有技術(shù)工藝流程示意圖
圖2為臺(tái)階分部法現(xiàn)有技術(shù)工藝流程示意圖
圖3為上下導(dǎo)坑法現(xiàn)有技術(shù)工藝流程示意圖
圖4上導(dǎo)坑法現(xiàn)有技術(shù)工藝流程示意圖
圖5為本發(fā)明實(shí)施例1臺(tái)階法工藝流程示意圖
圖6為本發(fā)明實(shí)施例1臺(tái)階法工藝流程圖
圖7為本發(fā)明實(shí)施例2臺(tái)階分部法工藝流程示意圖
圖8為本發(fā)明實(shí)施例2臺(tái)階分部法工藝流程9為本發(fā)明實(shí)施例3上下導(dǎo)坑法工藝流程示意圖 圖10為本發(fā)明實(shí)施例3上下導(dǎo)坑法工藝流程圖 圖11為本發(fā)明實(shí)施例4上導(dǎo)坑法工藝流程示意圖 圖12為本發(fā)明實(shí)施例4上導(dǎo)坑法工藝流程圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步說明。 實(shí)施例l
如圖5和圖6所示，公路隧道開挖方法，按照臺(tái)階法的工藝流程進(jìn)行，步驟如下 第一步上半部開挖；
第二步拱部初期支護(hù)初期支護(hù)主要措施有錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、噴射混 凝土與錨桿聯(lián)合支護(hù)、噴射混凝土與鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)、噴射混凝土與錨桿及鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支 護(hù)、噴鋼纖維混凝土支護(hù)、噴鋼纖維混凝土錨桿聯(lián)合支護(hù)，以及上述幾種類型加設(shè)鋼架而 成的聯(lián)合支護(hù)。根據(jù)施工隧道圍巖的性質(zhì)及狀態(tài)、地下水情況、隧道凈空尺寸及埋深等具 體條件選用其中的 一種或數(shù)種。
第三步下半部中央部開挖；
第四步邊墻部開挖；
第五步邊墻部初期支護(hù)；同第二步。
第六步仰拱澆筑隧道圍巖較差地段應(yīng)設(shè)仰拱，仰拱曲率半徑應(yīng)根據(jù)隧道斷面形狀、 地質(zhì)條件、地下水、隧道寬度等條件確定；當(dāng)隧道邊墻底以下為整體性較好的堅(jiān)硬巖石時(shí)， 可不設(shè)仰拱。
第七步全斷面襯砌。全斷面襯砌的施作應(yīng)在滿足下列要求時(shí)進(jìn)行
① 各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；
② 已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移預(yù)計(jì)總位移量的80% 90%;
③ 周邊位移速率小于0.1 0.2mm/d(d表示天)，或拱頂下沉速率小于0.07 0.15mm/d。 本實(shí)施例中臺(tái)階法中關(guān)于初期支護(hù)、仰拱澆筑及全斷面襯砌的說明同樣適用于以下
三法，不再贅述。 實(shí)施例2
如圖7和圖8所示，公路隧道開挖方法，按照臺(tái)階分部法工藝流程進(jìn)行，步驟如下 第一步上弧形導(dǎo)坑開挖；
5第二步拱部初期支護(hù)；
第三步中核開挖； 第四步下部開挖； 第五步邊墻初期支護(hù)； 第六步仰拱灌筑； 第七步全斷面襯砌。 實(shí)施例3
如圖9和圖IO所示，公路隧道開挖方法，按照上下導(dǎo)坑法的工藝流程進(jìn)行，步驟如下:
第一步下導(dǎo)坑開挖；
第二步上弧形導(dǎo)坑開挖；
第三步拱部初期支護(hù)；
第四步設(shè)漏斗，隨著推進(jìn)開挖中核；
第五步下半部中部開挖；
第六步邊墻部開挖；
第七步邊墻初期支護(hù)；
第八步仰拱灌筑；
第九步全斷面襯砌。
實(shí)施例4
如圖11和圖12所示，公路隧道開挖方法，按照上導(dǎo)坑法的工藝流程進(jìn)行，步驟如下:
第一步上導(dǎo)坑開挖；
第二步上半部其他部位開挖；
第三步拱部初期支護(hù)； 第四步下半部中部開挖；
第五步邊墻部開挖； 第六步邊墻初期支護(hù)； 第七步仰拱灌筑； 第八步全斷面襯砌。
權(quán)利要求
1、公路隧道開挖方法，包括開挖、支護(hù)及襯砌步驟，其特征是，在所述開挖步驟和支護(hù)步驟完成后，進(jìn)行一次性的全斷面襯砌。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道開挖方法，其特征是，所述開挖步驟和支護(hù)步驟是 ①上半部開挖；②拱部初期支護(hù)；③下半部中央部開挖；④邊墻部開挖；⑤邊墻部初期支 護(hù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道開挖方法，其特征是，所述開挖步驟和支護(hù)步驟是 ①上弧形導(dǎo)坑開挖；②拱部初期支護(hù)；③中核開挖；④下部開挖；⑤邊墻部初期支護(hù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道開挖方法，其特征是，所述開挖步驟和支護(hù)步驟是 ①下導(dǎo)坑開挖；②上弧形導(dǎo)坑開挖；③拱部初期支護(hù)； 設(shè)漏斗，隨著推進(jìn)開挖中核；⑤ 下半部中部開挖；⑥邊墻部開挖⑦邊墻部初期支護(hù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道開挖方法，其特征是，所述其開挖步驟和支護(hù)步驟 是①上導(dǎo)坑開挖；②上半部其它部位開挖；③拱部初期支護(hù)；④下半部中部開挖；⑤ 邊墻部開挖；⑥邊墻部初期支護(hù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道開挖方法，其特征是，所述全斷面襯砌步驟是在滿 足下列要求時(shí)進(jìn)行的① 各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；② 已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移預(yù)計(jì)總位移量的80% 90%;③ 周邊位移速率小于0.1 0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07 0.15mm/d。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的公路隧道開挖方法，其特征是，所述邊墻部初 期支護(hù)之后全斷面襯砌之前還包括下列步驟仰拱澆筑。
全文摘要
本發(fā)明涉及公路隧道開挖方法，目的是提高施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)約工程投資。本發(fā)明的技術(shù)方案是公路隧道開挖方法，包括開挖、支護(hù)及襯砌步驟，在所述開挖步驟和支護(hù)步驟完成后，進(jìn)行一次性的全斷面襯砌。本發(fā)明降低了施工難度，減少了施工環(huán)節(jié)和過程成本，從而節(jié)約工程投資；襯砌混凝土表面更加平順，從而提高外觀效果，改善施工質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21D9/00GK101539021SQ20091003090
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者張銀金 申請(qǐng)人:江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司