本發(fā)明涉及一種隧道的施工方法，具體涉及一種軟弱圍巖、軟硬互層有水圍巖﹙Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖﹚隧道的開挖支護(hù)施工方法。

背景技術(shù)：

軟弱、軟硬互層圍巖具有地基承載力低、含水量大、粘結(jié)力差、開挖困難和易塌方等特點(diǎn)。我國現(xiàn)修建該類軟巖較大斷面(斷面面積150m²～250m²)隧道時(shí)，Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖主要采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等工法，該工法沉降變形較大。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在基礎(chǔ)建設(shè)過程中出現(xiàn)了很多超大斷面隧道(斷面面積250m²～400m2)，諸如市政工程四車道隧道、高速公路三車道隧道、鐵路工程三線、四線、車站隧道等。許多超大斷面隧道位于軟弱圍巖地層，埋深淺、穩(wěn)定性差，施工難度大。軟巖超大斷面隧道，如采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，不能很好地控制隧道沉降變形，施工安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種沉降變形控制好、施工安全性高的軟巖超大斷面隧道的開挖支護(hù)施工方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的軟巖超大斷面隧道的開挖支護(hù)施工方法，在隧道開挖前，洞口段采用雙層水平咬合旋噴樁+洞口長(zhǎng)管棚聯(lián)合超前支護(hù)，利用拱頂雙層旋噴樁相互咬合，在全風(fēng)化地層隧道拱頂形成封閉的拱殼結(jié)構(gòu)；然后超大斷面隧道分割成上下部復(fù)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑、中導(dǎo)洞等多個(gè)小斷面導(dǎo)坑進(jìn)行開挖與初期支護(hù)。

所述的拱部雙層旋噴樁加固體直徑500mm，樁體環(huán)向中心間距400mm，旋噴樁相互咬合10cm，水平旋噴樁長(zhǎng)度30m；噴嘴2.8mm；旋噴壓力35-38Mpa；轉(zhuǎn)速12r/min；回拔速度20-25cm/min；水灰比1:1；拱部120°角范圍拱頂雙層φ500水平旋噴樁內(nèi)打設(shè)φ180洞口長(zhǎng)管棚，管棚間距400mm，鋼管材料為φ180×10mm熱軋無縫鋼管，長(zhǎng)管棚內(nèi)套置鋼筋籠，鋼筋籠由4根Φ22螺紋鋼組成。

具體包括以下步驟：

步驟一、下部側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)：

三臺(tái)階法開挖1#側(cè)壁導(dǎo)坑和2#側(cè)壁導(dǎo)坑，超前支護(hù)為φ42超前小導(dǎo)管，鋼架采用I18工字鋼，鋼架間距0.8m，濕噴C30混凝土封閉，每循環(huán)進(jìn)尺一榀鋼架距離；1#側(cè)壁導(dǎo)坑和2#側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)完畢后，隧底φ89鋼花管注漿加固；

步驟二、上部側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)：

上部的3#側(cè)壁導(dǎo)坑和4#側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)施工滯后下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑和2#側(cè)壁導(dǎo)坑為5m～6m，3#側(cè)壁導(dǎo)坑與4#側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)相互錯(cuò)開5m～6m，上部的3#側(cè)壁導(dǎo)坑和4#側(cè)壁導(dǎo)坑采用環(huán)形臺(tái)階法開挖；HW200型鋼支護(hù)，間距0.8m，打設(shè)Φ32自鉆式錨桿，濕噴C30鋼纖維混凝土封閉；臨時(shí)豎撐和臨時(shí)仰拱及時(shí)閉合成環(huán)，采用I20工字鋼；形成第一層初期支護(hù)6；

步驟三、大墻腳混凝土基礎(chǔ)施工：

下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑和2#側(cè)壁導(dǎo)坑內(nèi)底部注漿完成后，分段、分層澆筑C35的靴型大墻腳基礎(chǔ)，并在靴型大墻腳基礎(chǔ)頂部預(yù)埋鋼板，便于靴型大墻腳基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼板與拱部的第一層初期支護(hù)的鋼架底面焊接連接；

步驟四、上下導(dǎo)坑連接斷面開挖支護(hù)：

上部的3#側(cè)壁導(dǎo)坑與下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑的第一連接斷面、上部的4#側(cè)壁導(dǎo)坑與下部的2#側(cè)壁導(dǎo)坑的第二連接斷面，滯后3#側(cè)壁導(dǎo)坑和4#側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)5m～6m的距離，待下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑和2#側(cè)壁導(dǎo)坑的靴型大墻腳混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到70％以后，人工風(fēng)鎬開挖上、下部側(cè)壁導(dǎo)坑的第一連接斷面和第二連接斷面，將第一層初期支護(hù)的HW200鋼架接長(zhǎng)并與靴型大墻腳基礎(chǔ)的頂面預(yù)埋鋼板滿焊加固，濕噴C35鋼纖維混凝土封閉；

步驟五、中導(dǎo)洞上部開挖支護(hù)：

待上、下部側(cè)壁導(dǎo)坑的第一連接斷面和第二連接斷面開挖支護(hù)5m～6m距離后，進(jìn)行5#中導(dǎo)洞上部開挖支護(hù)，將HW200鋼架與兩側(cè)上部3#側(cè)壁導(dǎo)坑和4#側(cè)壁導(dǎo)坑的鋼架通過螺栓連接，拱部打設(shè)φ32自鉆式錨桿，濕噴C30鋼纖維混凝土封閉；

步驟六、第二層初期支護(hù)施工：

將臨時(shí)支撐之間的混凝土鑿穿，全環(huán)架設(shè)第二層格柵鋼架，鋼架腳趾與靴型大墻腳基礎(chǔ)的頂面預(yù)埋鋼板進(jìn)行滿焊加固，濕噴C30鋼纖維混凝土封閉包裹第二層格柵鋼架，形成第二層初期支護(hù)；

步驟七、中導(dǎo)洞下部及仰拱開挖支護(hù)：

第二層格柵鋼架支護(hù)完畢后，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析，雙層初期支護(hù)穩(wěn)定，變形不超過允許范圍時(shí)，逐榀拆除側(cè)壁導(dǎo)坑臨時(shí)支撐，機(jī)械開挖中導(dǎo)洞下部；開挖仰拱，仰拱鋼架與兩側(cè)靴型大墻腳基礎(chǔ)連接，濕噴混凝土封閉仰拱鋼架，形成仰拱初期支護(hù)。

采用上述技術(shù)方案的軟巖超大斷面隧道的開挖支護(hù)施工方法，與現(xiàn)有雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)相比具有以下有益效果：采用復(fù)合雙側(cè)壁雙層支護(hù)法進(jìn)行多部開挖，及時(shí)施加支護(hù)結(jié)構(gòu)，有效地減小了軟巖超大斷面隧道變形沉降，減少了施工中圍巖過度變形帶來的施工風(fēng)險(xiǎn)，保障了施工安全；大墻腳的施作降低了底部導(dǎo)洞支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊圍巖由于受力變形過大帶來的破壞風(fēng)險(xiǎn)；由于臨時(shí)支撐拆除體系轉(zhuǎn)換使得結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生復(fù)雜的變化，采用的雙層支護(hù)很好的起到荷載分擔(dān)作用，減少了該變化帶來的安全隱患，為結(jié)構(gòu)受力提供的很好的安全保障；無需投入特種設(shè)備，投入小，操作性強(qiáng)，易推廣。

綜上所述，本發(fā)明是一種沉降變形控制好、施工安全性高的軟巖超大斷面隧道的開挖支護(hù)施工方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的施工順序即下部側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)示意圖。

圖2為本發(fā)明的施工順序即上部側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)示意圖。

圖3為本發(fā)明的施工順序即大墻腳混凝土基礎(chǔ)施工示意圖。

圖4為本發(fā)明的施工順序即上下導(dǎo)坑連接斷面開挖支護(hù)示意圖。

圖5為本發(fā)明的施工順序即中導(dǎo)洞上部開挖支護(hù)示意圖。

圖6為本發(fā)明的施工順序即第二層初期支護(hù)施工示意圖。

圖7為本發(fā)明的施工順序即中導(dǎo)洞下部及仰拱開挖支護(hù)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明提供的軟巖超大斷面隧道的開挖支護(hù)施工方法，采用復(fù)合雙側(cè)壁開挖及大墻腳基礎(chǔ)結(jié)合雙層支護(hù)，在隧道開挖前，洞口段采用雙層水平咬合旋噴樁+Ф180mm洞口長(zhǎng)管棚聯(lián)合超前支護(hù)；利用拱頂雙層Ф500旋噴樁相互咬合，在全風(fēng)化地層隧道拱頂形成封閉的拱殼結(jié)構(gòu)；Ф180mm洞口長(zhǎng)管棚，有效發(fā)揮了管棚的棚架作用，穩(wěn)定洞頂，減少拱頂沉降，保證結(jié)構(gòu)安全；然后超大斷面隧道分割成上下部復(fù)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑、中導(dǎo)洞等多個(gè)小斷面導(dǎo)坑進(jìn)行開挖與初期支護(hù)。拱頂雙層Ф500旋噴樁施工參數(shù)：旋噴樁加固體直徑500mm，樁體環(huán)向中心間距400mm，旋噴樁相互咬合10cm，水平旋噴樁長(zhǎng)度30m；噴嘴2.8mm；旋噴壓力35-38Mpa；轉(zhuǎn)速12r/min；回拔速度20-25cm/min；水灰比1:1。拱部120°角范圍拱頂雙層φ500水平旋噴樁內(nèi)打設(shè)φ180洞口長(zhǎng)管棚，Ф180洞口長(zhǎng)管棚施工參數(shù)：φ180×10mm熱軋無縫鋼管，管棚間距400mm，長(zhǎng)管棚內(nèi)套置鋼筋籠，鋼筋籠由4根Φ22螺紋鋼組成。

洞口超前支護(hù)完成后，采用復(fù)合雙側(cè)壁開挖及大墻腳基礎(chǔ)結(jié)合雙層支護(hù)進(jìn)行軟巖超大斷面隧道施工，具體包括以下步驟：

步驟一、下部側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)：

參見圖1，三臺(tái)階法開挖1#側(cè)壁導(dǎo)坑1和2#側(cè)壁導(dǎo)坑2，超前支護(hù)為φ42超前小導(dǎo)管，鋼架采用I18工字鋼，鋼架間距0.8m，濕噴C30混凝土封閉，每循環(huán)進(jìn)尺一榀鋼架距離；1#側(cè)壁導(dǎo)坑1和2#側(cè)壁導(dǎo)坑2開挖支護(hù)完畢后，隧底φ89鋼花管注漿加固；

步驟二、上部側(cè)壁導(dǎo)坑開挖支護(hù)：

參見圖2，上部的3#側(cè)壁導(dǎo)坑3和4#側(cè)壁導(dǎo)坑4開挖支護(hù)施工滯后下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑1和2#側(cè)壁導(dǎo)坑2為5m～6m，3#側(cè)壁導(dǎo)坑3與4#側(cè)壁導(dǎo)坑4開挖支護(hù)相互錯(cuò)開5m～6m，上部的3#側(cè)壁導(dǎo)坑3和4#側(cè)壁導(dǎo)坑4采用環(huán)形臺(tái)階法開挖。HW200型鋼支護(hù)，間距0.8m，打設(shè)Φ32自鉆式錨桿，濕噴C30鋼纖維混凝土封閉。臨時(shí)豎撐和臨時(shí)仰拱及時(shí)閉合成環(huán)，采用I20工字鋼。形成第一層初期支護(hù)6。

步驟三、大墻腳混凝土基礎(chǔ)施工：

參見圖3，下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑1和2#側(cè)壁導(dǎo)坑2內(nèi)底部注漿完成后，分段、分層澆筑C35的靴型大墻腳基礎(chǔ)5，并在靴型大墻腳基礎(chǔ)5頂部預(yù)埋鋼板，便于靴型大墻腳基礎(chǔ)5頂面預(yù)埋鋼板與拱部的第一層初期支護(hù)6的鋼架底面焊接連接。

步驟四、上下導(dǎo)坑連接斷面開挖支護(hù)：

參見圖4，上部的3#側(cè)壁導(dǎo)坑3與下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑1的第一連接斷面3-2、上部的4#側(cè)壁導(dǎo)坑4與下部的2#側(cè)壁導(dǎo)坑2的第二連接斷面4-2，滯后3#側(cè)壁導(dǎo)坑3和4#側(cè)壁導(dǎo)坑4開挖支護(hù)5m～6m的距離，待下部的1#側(cè)壁導(dǎo)坑1和2#側(cè)壁導(dǎo)坑2的靴型大墻腳混凝土基礎(chǔ)5強(qiáng)度達(dá)到70％以后，人工風(fēng)鎬開挖上、下部側(cè)壁導(dǎo)坑的第一連接斷面3-2和第二連接斷面4-2，將第一層初期支護(hù)6的HW200鋼架接長(zhǎng)并與靴型大墻腳基礎(chǔ)5的頂面預(yù)埋鋼板滿焊加固，濕噴C35鋼纖維混凝土封閉。

步驟五、中導(dǎo)洞上部開挖支護(hù)：

參見圖5，待上、下部側(cè)壁導(dǎo)坑的第一連接斷面3-2和第二連接斷面4-2開挖支護(hù)5m～6m距離后，進(jìn)行5#中導(dǎo)洞7上部開挖支護(hù)，將HW200鋼架與兩側(cè)上部3#側(cè)壁導(dǎo)坑3和4#側(cè)壁導(dǎo)坑4的鋼架通過螺栓連接，拱部打設(shè)φ32自鉆式錨桿，濕噴C30鋼纖維混凝土封閉。

步驟六、第二層初期支護(hù)施工：

參見圖6，將臨時(shí)支撐之間的混凝土鑿穿，全環(huán)架設(shè)第二層格柵鋼架，鋼架腳趾與靴型大墻腳基礎(chǔ)5的頂面預(yù)埋鋼板進(jìn)行滿焊加固，濕噴C30鋼纖維混凝土封閉包裹第二層格柵鋼架，形成第二層初期支護(hù)8。

步驟七、中導(dǎo)洞下部及仰拱開挖支護(hù)：

參見圖7，第二層格柵鋼架支護(hù)完畢后，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析，雙層初期支護(hù)穩(wěn)定，變形不超過允許范圍時(shí)，逐榀拆除側(cè)壁導(dǎo)坑臨時(shí)支撐，機(jī)械開挖中導(dǎo)洞下部。開挖仰拱，仰拱鋼架與兩側(cè)靴型大墻腳基礎(chǔ)5連接，濕噴混凝土封閉仰拱鋼架，形成仰拱初期支護(hù)9。