適用于下穿城市主干道上軟下硬地層淺埋小斷面隧道開挖施工的方法。

背景技術(shù)：

近年來，各大城市相續(xù)發(fā)展地下公共交通設(shè)施，在城市地下交通的建設(shè)過程中不可避免的會遇到一些下穿城市主干道的淺埋隧道，由于隧道埋深較淺往往會處在上軟下硬的復合地層中，隧道成洞條件差，此時采用傳統(tǒng)的鉆爆開挖方法施工風險極大，針對下穿城市主干道上軟下硬復合地層條件下的淺埋暗挖小斷面隧道施工，為有效控制地面沉降，保證隧道施工安全，需采用一種特定的隧道開挖施工方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種下穿城市主干道上軟下硬地層小斷面隧道開挖方法，其目的是開挖時由軟到硬、由上至下將隧道按地質(zhì)情況分5個部分依次交替開挖，因開挖面的減小在開挖時可以有效控制進尺減少對隧道周邊原始地層的擾動，在開挖完成后能快速的進行封閉支護，減少開挖面的暴露時間保護圍巖，從而保證隧道的施工安全。

其主要內(nèi)容為，在下穿城市主干道上軟下硬的淺埋小斷面隧道施工中，開挖前采用超前小導管對隧道頂部土層進行超前預支護；開挖時將隧道按地質(zhì)情況分為5個部分，先交替開挖頂部覆土層并施做臨時支撐結(jié)構(gòu)形成臨時的封閉支撐體系減少覆土層的凌空時間，然后再分左右兩側(cè)交替開挖隧道中部巖體并施做中部臨時支撐結(jié)構(gòu)使隧道支護步步成環(huán)及時封閉，最后開挖隧道下部巖體完成隧道開挖施工。

1.一種下穿城市主干道上軟下硬地層小斷面隧道開挖方法，其特征在于：

(1)隧道開挖前在拱頂軟弱回填土層范圍內(nèi)施做超前小導管進行超前支護，小導管長度為2.5米，直徑42mm，間距0.3米，入射方向與水平面呈3～5°仰角，每進尺0.5米施做一次；

(2)開挖A部分回填土層，先開挖弧形導坑待支護形成后再開挖核心土，每次開挖進尺長度不超過0.5m；開挖完成后立即采用型鋼拱架對開挖部位進行支護，并設(shè)置豎向和橫向臨時支撐使拱架及時封閉；

(3)A部分開挖進尺1.5m后同時開始開挖B部分回填土層和C部分砂巖；B部分開挖前施做超前小導管，先開挖弧形導坑待支護形成后再開挖核心土，每次開挖進尺長度不超過0.5m；采用型鋼拱架對開挖部位進行支護，并設(shè)橫向臨時支撐使拱架封閉；C部分采用繩鋸切割挖機破碎開挖，開挖時先開挖邊墻弧形導坑預留核心土，每次進尺長度不超過0.5m，開挖完成后立即支護并施做系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿；

(4)B、C部分開挖進尺1.5m后，開始開挖D部分砂巖，開挖采用繩鋸切割挖機破碎開挖，開挖時先開挖邊墻弧形導坑預留核心土，每次進尺長度不超過0.5m，開挖完成后支護并施做系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿；待D部分初支施做完畢后拆除A、B部分水平臨時支撐并開挖C、D部分核心土，開挖完畢后施做豎向中間臨時支撐和水平臨時支撐，使A、B、C、D四個部分支護體系封閉；

(5)按上述步驟依次開挖A、B、C、D四個部分，待D部分開挖進尺達到1.5m后開始開挖E部分，開挖時先開挖E部分左右側(cè)弧形導坑，每次開挖進尺0.5m，開挖完畢后支護拱架并施做系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿；待左右兩側(cè)弧形導坑開挖支護完成1.5m后拆除E部分上部臨時支撐拱架開挖中間核心土并施做底部仰拱。

利用本施工工藝，具有以下優(yōu)點：

(1)施工安全性高，風險可控；

(2)每部開挖完成后支護體系都能及時封閉，步步成環(huán)，保護了圍巖(覆土)的穩(wěn)定性；

(3)對圍巖(覆土)擾動小，開挖施工無震動，對地面道路影響小。

附圖說明

圖1為開挖分部示意圖。

A、B、C、D、E－五個開挖分部；1—巖土分界線，上部為回填土層，下部為砂巖。

圖2為A部分開挖支護。

2—Φ42超前小導管；3—豎向型鋼臨時支撐；4—橫向型鋼臨時支撐；5—型鋼拱架。

圖3為B部分開挖支護和C部分邊墻導坑開挖支護。

6—系統(tǒng)錨桿；7—鎖腳錨桿。

圖4為D部分邊墻導坑開挖支護。

圖5為開挖C、D部分核心土開挖及臨時支護。

圖6為開挖E部分邊墻導坑開挖支護。

圖7為開挖支護完成后的隧道。

圖8為A、B、C、D、E五個開挖部分開挖順序示意圖。

具體實施方式

本工藝具體實施方式如下：

(1)隧道開挖前在拱頂軟弱回填土層范圍內(nèi)施做超前小導管進行超前支護，小導管長度為2.5米，直徑42mm，間距0.3米，入射方向與水平面呈3～5°仰角，每進尺0.5米施做一次。

(2)開挖A部分回填土層，采用人工開挖，先開挖弧形導坑待支護形成后再開挖核心土，每次開挖進尺長度不超過0.5m。開挖完成后立即采用型鋼拱架對開挖部位進行支護，并設(shè)置豎向和橫向臨時支撐使拱架及時封閉。初支拱腳和臨時支撐拱腳必須落在基底硬巖上，保證拱腳穩(wěn)定密實。

(3)A部分開挖進尺1.5m后同時開始開挖B部分回填土層和C部分砂巖。B部分開挖前施做超前小導管，開挖時采用人工開挖，先開挖弧形導坑待支護形成后再開挖核心土，每次開挖進尺長度不超過0.5m。采用型鋼拱架對開挖部位進行支護，并設(shè)橫向臨時支撐使拱架及時封閉。初支拱腳必須落在基底硬巖上，保證拱腳穩(wěn)定密實，拱架頂部與A部分拱架連接處應(yīng)連接緊密，連接板應(yīng)進行圍焊加固。C部分采用繩鋸切割挖機破碎開挖，開挖時先開挖邊墻弧形導坑預留核心土，每次進尺長度不超過0.5m，開挖完成后立即支護并施做系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿。

(4)B、C部分開挖進尺1.5m后，開始開挖D部分砂巖，開挖采用繩鋸切割挖機破碎開挖，開挖時先開挖邊墻弧形導坑預留核心土，每次進尺長度不超過0.5m，開挖完成后立即支護并施做系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿。待D部分初支施做完畢后拆除A、B部分水平臨時支撐并開挖C、D部分核心土，開挖完畢后施做豎向中間臨時支撐和水平臨時支撐，使A、B、C、D四個部分支護體系封閉。

(5)按上述步驟依次開挖A、B、C、D四個部分，待D部分開挖進尺達到1.5m后開始開挖E部分，開挖時先開挖E部分左右側(cè)弧形導坑，每次開挖進尺0.5m，開挖完畢后立即支護拱架并施做系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿。待左右兩側(cè)弧形導坑開挖支護完成1.5m后拆除E部分上部臨時支撐拱架開挖中間核心土并施做底部仰拱。