專(zhuān)利名稱(chēng)：一種隧道開(kāi)挖施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于隧道施工領(lǐng)域，特別是涉及一種偏心⑶法預(yù)留核心土環(huán)形隧道開(kāi)挖施工方法。技術(shù)背景
隧道都是以新奧法基本原理指導(dǎo)施工。新奧法是以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控來(lái)指導(dǎo)隧道施工的方法。 可扼要地概括為“少擾動(dòng)、早噴錨、快封閉、勤測(cè)量”。大跨度軟弱地質(zhì)隧道按照新奧法原理， 總結(jié)出了 CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等有效的施工方法，以上施工方法能夠確保隧道施工安全，但通過(guò)大量的實(shí)踐證明，以上方法施工效率較低，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種施工進(jìn)度快、質(zhì)量好，且能夠適應(yīng)大跨度軟弱地質(zhì)條件的隧道開(kāi)挖施工方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種隧道開(kāi)挖施工方法，其特征在于包括以下步驟
1)開(kāi)挖時(shí)，將隧道斷面分成五個(gè)部分進(jìn)行開(kāi)挖，包括隧道路面標(biāo)高位置上方的左側(cè)的1 號(hào)坑、右側(cè)的2號(hào)坑和位于所述1號(hào)坑和2號(hào)坑之間的預(yù)留核心土，隧道路面標(biāo)高位置下方的左側(cè)仰拱部分和右側(cè)仰拱部分；
2)安裝1號(hào)坑的掌子面前方的1號(hào)超前支護(hù)，然后開(kāi)挖1號(hào)坑，再安裝1坑的1號(hào)初期支護(hù)及側(cè)壁墻的1號(hào)臨時(shí)支護(hù)；
3)安裝2號(hào)坑的掌子面前方的2號(hào)超前支護(hù)，然后開(kāi)挖2號(hào)坑，再安裝2導(dǎo)坑的2號(hào)初期支護(hù)；
4)開(kāi)挖預(yù)留核心土；
5)拆除1號(hào)臨時(shí)支護(hù)，開(kāi)挖左側(cè)仰拱部分，安裝左側(cè)仰拱部分初期支護(hù)，灌注左側(cè)仰拱鋼筋混凝土和左側(cè)仰拱回填混凝土；
6)開(kāi)挖右側(cè)仰拱部分，安裝右側(cè)仰拱部分初期支護(hù)，灌注右側(cè)仰拱鋼筋混凝土和右側(cè)仰拱回填混凝土；
7)在隧道壁鋪設(shè)防水材料，然后在隧道的拱和墻上一次性整體灌注二襯混凝土。本發(fā)明采用以上步驟進(jìn)行，隧道上部也就是隧道路面標(biāo)高位置上方采用側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)和預(yù)留核心土，從而改變了 CD法只有側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)，兩側(cè)開(kāi)挖斷面大，沉降量會(huì)更大等不足，將隧道路面標(biāo)高位置上方的隧道斷面分成左中右三部分開(kāi)挖，預(yù)留核心土能夠確保掌子面的穩(wěn)定不坍塌，相比CD法開(kāi)挖更能確保掌子面的穩(wěn)定。隧道的開(kāi)挖步距是所述1號(hào)坑與2號(hào)坑錯(cuò)開(kāi)3 5米開(kāi)挖，所述2號(hào)坑與預(yù)留核心土錯(cuò)開(kāi)3 5米開(kāi)挖，所述左側(cè)仰拱部分與2號(hào)坑錯(cuò)開(kāi)10 15米開(kāi)挖，所述右側(cè)仰拱部分與左側(cè)仰拱部分錯(cuò)開(kāi)3米開(kāi)挖，二襯混凝土與右側(cè)仰拱部分保持在15米距離以?xún)?nèi)。以上設(shè)計(jì)各錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖的步距基于兩個(gè)方面的考慮一是為了盡快讓各支護(hù)封閉成環(huán)，故而步距不能拉開(kāi)太遠(yuǎn)；二是為了減少沉降量，增強(qiáng)穩(wěn)定性，1號(hào)坑和2號(hào)坑及中間的預(yù)留核心土不能同時(shí)開(kāi)挖，必須錯(cuò)開(kāi)一定距離，如此可保證大跨度軟弱地質(zhì)隧道的不塌方。因此，控制好每個(gè)開(kāi)挖部分的步距可以有效的保持圍巖穩(wěn)定性，較少沉降和變形。為了增加開(kāi)挖隧道中圍巖的穩(wěn)定性，所述1號(hào)坑、2號(hào)坑和預(yù)留核心土的開(kāi)挖寬度各占隧道開(kāi)挖寬度的三分之一，所述左側(cè)仰拱部分和右側(cè)仰拱部分開(kāi)挖寬度各占隧道寬度的二分之一。所述預(yù)留核心土截面呈方形結(jié)構(gòu)，該預(yù)留核心土的左側(cè)為所述1號(hào)坑，右側(cè)和上方均為所述2號(hào)坑，如此，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)使各支護(hù)封閉成環(huán)，達(dá)到可靠的支護(hù)作用。有益效果本發(fā)明采用側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)和預(yù)留核心土，相比CD法開(kāi)挖更能確保掌子面的穩(wěn)定；相比雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖少了一半的側(cè)壁支護(hù)，但有預(yù)留核心土的存在，隧道圍巖的穩(wěn)定性較少甚微，節(jié)省了大量成本，提高了工效；隧道開(kāi)挖遵循“少擾動(dòng)、早噴錨、快封閉、 勤測(cè)量”新奧法施工原理，嚴(yán)格控制開(kāi)挖步距和仰拱、二襯的安全距離，能夠有效保障隧道施工安全。


圖1是本發(fā)明開(kāi)挖部分示意圖2為本發(fā)明隧道開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明隧道開(kāi)挖步距示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。請(qǐng)參見(jiàn)圖1 圖3 —種隧道開(kāi)挖施工方法，其特征在于包括以下步驟
1)開(kāi)挖時(shí)，將隧道斷面分成五個(gè)部分進(jìn)行開(kāi)挖，包括隧道路面標(biāo)高位置上方的左側(cè)的1 號(hào)坑1、右側(cè)的2號(hào)坑2和位于所述1號(hào)坑1和2號(hào)坑2之間的預(yù)留核心土 3，隧道路面標(biāo)高位置下方的左側(cè)仰拱部分4和右側(cè)仰拱部分5，上述隧道上部的1號(hào)坑1、右側(cè)的2號(hào)坑 2和預(yù)留核心土 3以及隧道下部的左側(cè)仰拱部分4和右側(cè)仰拱部分5的開(kāi)挖分界線(xiàn)為隧道路面標(biāo)高位置；
2)安裝1號(hào)坑1的掌子面前方的1號(hào)超前支護(hù)6，然后開(kāi)挖1號(hào)坑1，再安裝1坑1的 1號(hào)初期支護(hù)7及側(cè)壁墻的1號(hào)臨時(shí)支護(hù)8，1號(hào)初期支護(hù)7和1號(hào)臨時(shí)支護(hù)8都是采用架立鋼支撐然后進(jìn)行錨噴，并所述1號(hào)臨時(shí)支護(hù)8是安置在靠近1號(hào)坑1 一側(cè)的預(yù)留核心土 3的側(cè)壁墻上；
3)安裝2號(hào)坑2的掌子面前方的2號(hào)超前支護(hù)9，然后開(kāi)挖2號(hào)坑2，再安裝2導(dǎo)坑2 的2號(hào)初期支護(hù)10，該2號(hào)初期支護(hù)10采用架立鋼支撐然后進(jìn)行錨噴；
4)開(kāi)挖預(yù)留核心土3;
5)拆除1號(hào)臨時(shí)支護(hù)8，開(kāi)挖左側(cè)仰拱部分4，安裝左側(cè)仰拱部分初期支護(hù)11a，該左側(cè)仰拱部分初期支護(hù)Ila采用架立鋼支撐然后進(jìn)行錨噴，灌注左側(cè)仰拱鋼筋混凝土 1 和左側(cè)仰拱回填混凝土 13a ；
6)開(kāi)挖右側(cè)仰拱部分5，安裝右側(cè)仰拱部分初期支護(hù)11b，該右側(cè)仰拱部分初期支護(hù) lib采用架立鋼支撐然后進(jìn)行錨噴，灌注右側(cè)仰拱鋼筋混凝土 12b和右側(cè)仰拱回填混凝土13b ；
7)在隧道壁鋪設(shè)防水材料，然后在隧道的拱和墻上一次性整體灌注二襯混凝土 14。請(qǐng)參見(jiàn)圖3 隧道的開(kāi)挖步距是所述1號(hào)坑1與2號(hào)坑2錯(cuò)開(kāi)3 5米開(kāi)挖，所述2號(hào)坑2與預(yù)留核心土 3錯(cuò)開(kāi)3 5米開(kāi)挖，所述左側(cè)仰拱部分4與2號(hào)坑2錯(cuò)開(kāi)10 15米開(kāi)挖，所述右側(cè)仰拱部分5與左側(cè)仰拱部分4錯(cuò)開(kāi)3米開(kāi)挖，二襯混凝土 14與右側(cè)仰拱部分5保持在15米距離以?xún)?nèi)。請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2 所述1號(hào)坑1、2號(hào)坑2和預(yù)留核心土 3的開(kāi)挖寬度各占隧道開(kāi)挖寬度的三分之一，所述左側(cè)仰拱部分4和右側(cè)仰拱部分5開(kāi)挖寬度各占隧道寬度的二分之一；所述預(yù)留核心土 3截面呈方形結(jié)構(gòu)，該預(yù)留核心土 3的左側(cè)為所述1號(hào)坑1，右側(cè)和上方均為所述2號(hào)坑2。具體案例陽(yáng)曲1號(hào)隧道位于山西省太原市陽(yáng)曲縣，隧道為分離式雙洞單向三車(chē)道高速公路特長(zhǎng)隧道，隧道建筑限界凈寬14. 5米，凈高5. 0米，為平定至陽(yáng)曲高速公路的重點(diǎn)控制性工程。隧道進(jìn)口端黃土地質(zhì)段全長(zhǎng)1213米，區(qū)段內(nèi)隧道普遍埋深為14 23m，覆蓋層較薄，隧道斷面大，主洞開(kāi)挖跨度17. 23m，開(kāi)挖斷面面積160 Hl2。該隧道所處地理位置特殊，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)極大。該隧道采用本發(fā)明的方法進(jìn)行開(kāi)挖，確保了隧道施工安全，隧道變形控制在允許范圍內(nèi)，施工效率得到明顯提高。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種隧道開(kāi)挖施工方法，其特征在于包括以下步驟1)開(kāi)挖時(shí)，將隧道斷面分成五個(gè)部分進(jìn)行開(kāi)挖，包括隧道路面標(biāo)高位置上方的左側(cè)的1 號(hào)坑(1)、右側(cè)的2號(hào)坑(2)和位于所述1號(hào)坑(1)和2號(hào)坑(2)之間的預(yù)留核心土(3)，隧道路面標(biāo)高位置下方的左側(cè)仰拱部分(4)和右側(cè)仰拱部分(5)；2)安裝1號(hào)坑(1)的掌子面前方的1號(hào)超前支護(hù)(6)，然后開(kāi)挖1號(hào)坑(1)，再安裝1 坑(1)的1號(hào)初期支護(hù)(7)及側(cè)壁墻的1號(hào)臨時(shí)支護(hù)(8)；3)安裝2號(hào)坑(2)的掌子面前方的2號(hào)超前支護(hù)(9)，然后開(kāi)挖2號(hào)坑(2)，再安裝2導(dǎo)坑(2)的2號(hào)初期支護(hù)(10);4)開(kāi)挖預(yù)留核心土(3);5)拆除1號(hào)臨時(shí)支護(hù)(8)，開(kāi)挖左側(cè)仰拱部分(4)，安裝左側(cè)仰拱部分初期支護(hù)(11a)， 灌注左側(cè)仰拱鋼筋混凝土(12a)和左側(cè)仰拱回填混凝土(13a)；6)開(kāi)挖右側(cè)仰拱部分(5)，安裝右側(cè)仰拱部分初期支護(hù)(11b)，灌注右側(cè)仰拱鋼筋混凝土( 12b)和右側(cè)仰拱回填混凝土( 13b)；7)在隧道壁鋪設(shè)防水材料，然后在隧道的拱和墻上一次性整體灌注二襯混凝土(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道開(kāi)挖施工方法，其特征在于隧道的開(kāi)挖步距是所述1號(hào)坑(1)與2號(hào)坑(2)錯(cuò)開(kāi)3 5米開(kāi)挖，所述2號(hào)坑(2)與預(yù)留核心土(3)錯(cuò)開(kāi)3 5米開(kāi)挖，所述左側(cè)仰拱部分(4)與2號(hào)坑(2)錯(cuò)開(kāi)10 15米開(kāi)挖，所述右側(cè)仰拱部分(5) 與左側(cè)仰拱部分(4)錯(cuò)開(kāi)3米開(kāi)挖，二襯混凝土(14)與右側(cè)仰拱部分(5)保持在15米距離以?xún)?nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道開(kāi)挖施工方法，其特征在于所述1號(hào)坑(1)、2號(hào)坑(2)和預(yù)留核心土(3)的開(kāi)挖寬度各占隧道開(kāi)挖寬度的三分之一，所述左側(cè)仰拱部分(4)和右側(cè)仰拱部分(5)開(kāi)挖寬度各占隧道寬度的二分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種隧道開(kāi)挖施工方法，其特征在于所述預(yù)留核心土(3)截面呈方形結(jié)構(gòu)，該預(yù)留核心土(3)的左側(cè)為所述1號(hào)坑(1)，右側(cè)和上方均為所述2號(hào)坑(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種隧道開(kāi)挖施工方法，該方法開(kāi)挖時(shí)，將隧道斷面分成五個(gè)部分開(kāi)挖，包括包括隧道路面標(biāo)高位置上方的左側(cè)的1號(hào)坑、右側(cè)的2號(hào)坑和位于所述1號(hào)坑和2號(hào)坑之間的預(yù)留核心土，隧道路面標(biāo)高位置下方的左側(cè)仰拱部分和右側(cè)仰拱部分，然后對(duì)以上五個(gè)部分分別進(jìn)行開(kāi)挖。本發(fā)明采用側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)和預(yù)留核心土，相比CD法開(kāi)挖更能確保掌子面的穩(wěn)定；相比雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖少了一半的側(cè)壁支護(hù)，但有預(yù)留核心土的存在，隧道圍巖的穩(wěn)定性較少甚微，節(jié)省了大量成本，提高了工效。
文檔編號(hào)E21D9/01GK102322266SQ20111016344
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者喬紅彥, 張開(kāi)順, 李勇, 杜松, 申家喜 申請(qǐng)人:中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司