一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，包括以下步驟：1）施工準備；2）施作小導洞超前支護；3）小導洞超前支護完成后，分兩步開挖小導洞；4）小導洞開挖完成后，采用鋼架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、混凝土聯(lián)合支護；5）小導洞施工至正洞另一側拱腳外邊線時，及時施作正洞的上部初期支護；6）進行正洞中部、下部的開挖支護。本發(fā)明的有益效果：確保輔助坑道安全、快速進入正洞，減小、規(guī)避了在軟弱圍巖地質(zhì)段施工交叉口時隧道頂部易坍塌的風險，節(jié)省臨時支撐費用，加快施工進度。
【專利說明】一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道施工領域，具體來說，涉及一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法。
【背景技術】
[0002]在隧道施工時，經(jīng)常會遇到合同段長度大于5km的隧道，為了增加工作面，加快隧道施工進度，改善隧道施工期間的排水及通風條件，均設置了輔助坑道(斜井)。輔助坑道與正洞相交的交叉口相對于隧道其它段落，因其斷面空間更大而使施工安全環(huán)節(jié)變得比較薄弱，且交叉口多處于成巖較差、斷層及地質(zhì)構造影響嚴重的破碎帶等圍巖強度較低的軟弱圍巖地質(zhì)段。按常規(guī)采用從下向上的挑頂方法進入正洞，將會增加造成拱頂坍塌、拱頂下沉大變形等安全事故的機率，安全風險極高。且為了安全需要，還要進行繁瑣、大量的臨時支護。
[0003]針對上述相關技術中常規(guī)從下向上的挑頂方法不適用于軟弱圍巖條件下的正洞挑頂?shù)膯栴}，目前尚未提出有效的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述相關技術中常規(guī)從下向上的挑頂方法不適用于軟弱圍巖條件下的正洞挑頂?shù)膯栴}，本發(fā)明提出一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，能夠規(guī)避在軟弱圍巖地質(zhì)段施工交叉口時隧道頂部易坍塌的風險，并且不需要大量的臨時支護，降低了成本。
[0005]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，包括以下步驟:
步驟1:施工準備；
步驟2:采用超前小導管注漿，施作小導洞超前支護；
步驟3:小導洞超前支護完成后，分兩步開挖小導洞，第一步沿垂直隧道中線方向上坡開挖至正洞隧中，第二步平坡開挖至正洞另一側；
步驟4:小導洞開挖完成后，采用鋼架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、混凝土聯(lián)合支護；
步驟5:小導洞施工至正洞另一側拱腳外邊線時，及時施作正洞的上部初期支護；
步驟6:正洞上部初期支護施作完畢后，沿正洞中心線分別向進出口方向施作正洞上部開挖支護、中部邊墻初期支護、正洞中部開挖支護以及正洞下部開挖支護。
[0006]進一步的，所述步驟I具體包括以下步驟:
步驟1-1:調(diào)整輔助坑道平坡段的縱向中心線與正洞的相交角度；
步驟1-2:確定小導洞的位置；
步驟1-3:根據(jù)小導洞初始斷面頂面標高，確定輔助坑道與最近的正洞相交斷面的頂面標聞;
步驟1-4:輔助坑道開挖至與正洞相交的交叉口時，及時施作交叉口支護。
[0007]進一步的，在所述步驟1-1中，輔助坑道平坡段的縱向中心線與正洞中線成90°角或位于交叉口所在正洞曲線的法線方向上。
[0008]進一步的，在所述步驟1-2中，具體包括以下步驟:
步驟1-2-1:確定小導洞頂面標高；
步驟1-2-2:擬定小導洞斷面尺寸:小導洞采用矩形斷面，寬度值為正洞設計鋼架間距的整倍數(shù)；高度與正洞三臺階工法中的上臺階高度相適應。
[0009]進一步的，在所述步驟1-2-1中，所述小導洞頂面標高根據(jù)以下因素進行確定: 正洞設計拱部內(nèi)頂標高、正洞二襯厚度、正洞初期支護厚度、小導洞支護厚度、預留圍巖沉落量。
[0010]進一步的，在所述步驟1-4中，所述交叉口支護由雙120a鋼架、40cm厚C30混凝土構成，并且，所述交叉口支護處的軟弱圍巖通過小導管超前注漿加固。
[0011]進一步的，在所述步驟3中，采用全斷面開挖，單循環(huán)進尺控制在0.6m。
[0012]進一步的，在所述步驟4中，所述鋼架為118門式鋼架，間距小于或等于80cm;所述噴混凝土為C25噴射混凝土，厚度為22cm。
[0013]進一步的，在所述步驟5中，所述上部初期支護由I20b型鋼鋼架和厚度為27cm的C25混凝土構成，其中，所述I20b型鋼鋼架的拱腳落在交叉口雙I20a鋼架上，并連接牢固，同時每側拱腳設置鎖腳鋼管。
[0014]進一步的，在所述步驟6中，在正洞中部開挖支護5m后，進行下部的開挖支護。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
1)采用從上向下的挑頂方法進入正洞，進入正洞后直接形成正洞的上臺階，完成進入正洞的施工，加快軟弱圍巖地質(zhì)段輔助坑道進入正洞的施工進度；
2)進入正洞直接形成永久的拱部初期支護結構，為正洞下部施工作業(yè)提供一個較為安全可靠的施工環(huán)境；
3)確保輔助坑道安全、減小、規(guī)避了在軟弱圍巖地質(zhì)段施工交叉口時隧道頂部易坍塌的風險；
4)節(jié)省了臨時支撐費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明實施例所述的一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，包括以下步驟:
步驟1:施工準備，具體包括:
步驟1-1:調(diào)整輔助坑道平坡段與正洞的相交角度，使其縱向中心線與正洞中線成90°角或位于交叉口所在正洞曲線的法線方向上；
步驟1-2:確定小導洞的位置，具體包括:
步驟1-2-1:確定小導洞頂面標高；
步驟1-2-2:擬定小導洞斷面尺寸:小導洞采用矩形斷面，寬度值為正洞設計鋼架間距的整倍數(shù)，一般不大于4m ;高度與正洞三臺階工法中的上臺階高度相適應，一般為2.5?3.5m ；
步驟1-3:根據(jù)小導洞初始斷面頂面標高確定輔助坑道與最近的正洞相交斷面的頂面標聞;
步驟1-4:輔助坑道開挖至與正洞相交的交叉口時，及時施作交叉口支護，其中，所述交叉口支護由雙I20a鋼架、40cm厚C30混凝土構成，并且，所述交叉口支護處的軟弱圍巖通過小導管超前注漿加固。
[0020]步驟2:采用超前小導管注漿，施作小導洞超前支護，在導洞的拱部和邊墻利用上一循環(huán)架立的鋼架施作Φ42Χ3.5mm超前注漿小導管，環(huán)向間距20cm，長度3m，縱向間距1.2米/環(huán)；
步驟3:小導洞超前支護完成后，分兩步開挖小導洞，第一步沿垂直隧道中線方向上坡開挖至正洞隧中，第二步平坡開挖至正洞另一側，采用全斷面開挖，單循環(huán)進尺控制在0.6m ；
步驟4:小導洞開挖完成后，采用鋼架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土聯(lián)合支護，所述鋼架為118門式鋼架，間距小于或等于80cm ;所述噴混凝土為C25噴射混凝土，厚度為22cm。
[0021]步驟5:小導洞施工至正洞另一側拱腳外邊線時，及時施作正洞的拱部初期支護，其中，所述上部初期支護由I20b型鋼鋼架和厚度為27cm的C25混凝土構成，其中，所述I20b型鋼鋼架的拱腳落在交叉口雙I20a鋼架上，并連接牢固，同時每側拱腳設置鎖腳鋼管。其中在進行步驟5之前，要進行端面檢測，如果檢測結果表明不合格則重復步驟3-4直到檢測合格；如果合格則重復步驟2-4，直至整個小導洞施工完成后進行步驟5 ；
步驟6:正洞上部初期支護施作完畢后，沿正洞中心線分別向進出口方向施作正洞上部開挖支護、中部邊墻初期支護、正洞中部開挖支護以及正洞下部開挖支護。其中，正洞中部開挖支護5m后，進行下部的開挖支護。
[0022]綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術方案，通過采用從上向下的挑頂方法進入正洞，進入正洞后直接形成正洞的上臺階，完成進入正洞的施工，加快軟弱圍巖地質(zhì)段輔助坑道進入正洞的施工進度；并且進入正洞直接形成永久的拱部初期支護結構，為正洞下部施工作業(yè)提供一個較為安全可靠的施工環(huán)境；并且確保了輔助坑道安全、減小、規(guī)避了在軟弱圍巖地質(zhì)段施工交叉口時隧道頂部易坍塌的風險；而且進入正洞后，所采用的臨時支撐只是對原設計正洞初支結構的適當加強，節(jié)省了臨時支撐費用。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:施工準備； 步驟2:采用超前小導管注漿，施作小導洞超前支護； 步驟3:小導洞超前支護完成后，分兩步開挖小導洞，第一步沿垂直隧道中線方向上坡開挖至正洞隧中，第二步平坡開挖至正洞另一側； 步驟4:小導洞開挖完成后，采用鋼架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、混凝土聯(lián)合支護； 步驟5:小導洞施工至正洞另一側拱腳外邊線時，及時施作正洞的上部初期支護； 步驟6:正洞上部初期支護施作完畢后，沿正洞中心線分別向進出口方向施作正洞上部開挖支護、中部邊墻初期支護、正洞中部開挖支護以及正洞下部開挖支護。
2.根據(jù)權利要求1所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:所述步驟I具體包括以下步驟: 步驟1-1:調(diào)整輔助坑道平坡段的縱向中心線與正洞的相交角度； 步驟1-2:確定小導洞的位置； 步驟1-3:根據(jù)小導洞初始斷面頂面標高，確定輔助坑道與最近的正洞相交斷面的頂面標聞; 步驟1-4:輔助坑道開挖至與正洞相交的交叉口時，及時施作交叉口支護。
3.根據(jù)權利要求2所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟1-1中，輔助坑道平坡段的縱向中心線與正洞中線成90°角或位于交叉口所在正洞曲線的法線方向上。
4.根據(jù)權利要求2所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟1-2中，具體包括以下步驟: 步驟1-2-1:確定小導洞頂面標高； 步驟1-2-2:擬定小導洞斷面尺寸:小導洞采用矩形斷面，寬度值為正洞設計鋼架間距的整倍數(shù)；高度與正洞三臺階工法中的上臺階高度相適應。
5.根據(jù)權利要求4所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法:在所述步驟1-2-1中，所述小導洞頂面標高根據(jù)以下因素進行確定: 正洞設計拱部內(nèi)頂標高、正洞二襯厚度、正洞初期支護厚度、小導洞支護厚度、預留圍巖沉落量。
6.根據(jù)權利要求2所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟1-4中，所述交叉口支護由雙I20a鋼架、40cm厚C30混凝土構成，并且，所述交叉口支護處的軟弱圍巖通過小導管超前注漿加固。
7.根據(jù)權利要求1所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟3中，采用全斷面開挖，單循環(huán)進尺控制在0.6m。
8.根據(jù)權利要求1所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟4中，所述鋼架為118門式鋼架，間距小于或等于80cm ;所述噴混凝土為C25噴射混凝土，厚度為22cm。
9.根據(jù)權利要求1所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟5中，所述上部初期支護由I20b型鋼鋼架和厚度為27cm的C25混凝土構成，其中，所述I20b型鋼鋼架的拱腳落在交叉口雙I20a鋼架上，并連接牢固，同時每側拱腳設置鎖腳鋼管。
10.根據(jù)權利要求1所述的軟弱圍巖輔助坑道小導洞橫穿正洞挑頂施工方法，其特征在于:在所述步驟6中，在正洞中部開挖支護5m后，進行下部的開挖支護。
【文檔編號】E21D11/00GK104329098SQ201410436864
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】張秀良, 李庚許, 徐志平, 曲炳武, 馬雙來, 曹乾桂, 張西磊, 劉金佐, 柴聰斌, 陳賓 申請人:中鐵十六局集團有限公司