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1、10申请公布号CN102562074A43申请公布日20120711CN102562074ACN102562074A21申请号201210023681422申请日20120203E21D9/00200601E21D11/1020060171申请人中铁四局集团第二工程有限公司地址215131江苏省苏州市相城区蠡塘河路9号72发明人李波邵建龙赵飞74专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人周新亚54发明名称大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法57摘要本发明公开了一种铁路隧道的施工方法，特别涉及一种大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法，该方法包括开挖施工、初期支护、仰拱及衬砌施工的步骤，。
2、其中开挖施工过程中当隧道掌子面上部硬围岩厚度小于2M时，开挖施工方法为三台阶七步法，当隧道掌子面上部硬围岩厚度大于2M时，开挖施工方法为三台阶法。本施工方法具有施工进度快、安全性高，施工经济好的特点。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页1/1页21一种大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法，该方法包括开挖施工、初期支护、仰拱及衬彻施工的步骤，其特征在于针对不同的上硬下软复合地层特点，对开挖施工、仰拱及衬砌施工采取如下不同的施工方案进行施工，包括以下施工步骤1）、当上部硬岩厚度小于2M时，开挖选择三台阶七步法。
3、施工，对拱部120范围内出现泥岩的位置采用42小导管进行超前支护，长度不小于35M,开挖每循环进尺不大于16M，中台、下台左右侧开挖采用错开施工，错开距离不小于1M；当上部硬岩厚度大于2M时，开挖选择三台阶法开挖，上台、中台、下台开挖高度控制在35M左右，上台中部因高度较高，开挖时设置2M高简易拼装台架，以便于进行开挖作业，隧道每循环开挖进尺寸不大于20M，掌子面上部玄武岩开挖采用光面爆破，周边眼不大于60CM，掌子面下部采用松动爆破，挖掘机配合；2）、初期支护及时紧跟，每步开挖完成后，及时进行支护，初期支护采用喷锚构筑法，以拱架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成的初期支护为主要受力结构；根据。
4、掌子面上部玄武岩厚度采用以下三种不同初期支护方式；当上部硬岩厚度小于3M时，全环设置I18工字钢架，每榀间距08M，喷射混凝土厚度25CM，拱部系统锚杆长度40M，间距10M10M；当上部硬岩厚度大于等于3M且小于6M时，拱部采用挂网喷射C25混凝土支护，钢筋采用8，网格间距2020CM，喷射混凝土厚度15CM，边墙采用I18工字钢架支护，每榀间距10M，喷射混凝土厚度25CM，拱部系统锚杆长度35M，间距12M12M；当上部硬岩厚度大于等于6M时，隧道全环均采用挂网喷射C25混凝土支护，钢筋采用8，网格间距2020CM，喷射混凝土厚度12CM，拱部系统锚杆长度30M，间距12M12M；3）、。
5、隧道仰拱下部均为泥岩，遇水易软化，施工前，在开挖仰拱前方设置积水井，将仰拱中积水进行抽排，仰拱每循环开挖不大于5M，开挖成形后，及时喷射混凝土将围岩进行封闭；仰拱、衬砌采用钢筋混凝土，厚度应不小于40CM，施工时，应严格控制仰拱、衬砌距离掌子面距离，仰拱距离掌子面不宜超出40M，衬砌距离掌子面不宜超出70M。2根据权利要求1所述的大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法，其特征在于洞内上台、中台的临时排水沟和仰拱积水井距离边墙不少于1M，以免软化基础。3根据权利要求1所述的大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法，其特征在于拱架基础下部设置纵向钢带，采用20槽钢，扩大拱脚。4根据权利要求1所述的大断面。
6、隧道上硬下软复合地层的施工方法，其特征在于初期支护采用型钢拱架支护时,系统锚杆尽量与型钢拱架相连,下部锁脚锚杆每处设置不少于2根如拱部有支护拱架时,在其拱部设置4根锚杆,起悬吊作用,以减小下部拱脚荷载。权利要求书CN102562074A1/3页3大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法技术领域0001本发明公开了一种隧道的施工方法，特别涉及针对上硬下软复合地层的隧道施工方法。背景技术0002在隧道施工时，会遇到各种异常地质情况，如遇到隧道开挖断面上部为硬岩，围岩级别为级、级，下部为软岩，围岩级别为级、级，如何综合判断围岩级别进行施工就非常重要，而现有技术中，上软下硬地层施工较多，上硬下软地层施工却。
7、没有切实可行的施工方法。0003我们针对八苏木隧道现场地质条件，进行了技术攻关，研究制定了大断面隧道上硬下软复合地层施工方法，顺利的完成隧道施工，该方法具有施工安全，施工进度较快，经济性好的施工特点。发明内容0004本发明的发明目的是为了克服已有技术的不足，提供一种切实可行的针对上硬下软地层施工的隧道施工方法。0005本发明的技术方案是一种大断面隧道上硬下软复合地层的施工方法，该方法包括开挖施工、初期支护、仰拱及衬彻施工的步骤，本方法针对不同的上硬下软复合地层特点，对开挖施工、仰拱及衬砌施工采取如下不同的施工方案进行施工，包括以下施工步骤1）、当上部硬岩厚度小于2M时，开挖选择三台阶七步法施工。
8、，对拱部120范围内出现泥岩的位置采用42小导管进行超前支护，长度不小于35M,开挖每循环进尺不大于16M，中台、下台左右侧开挖采用错开施工，错开距离不小于1M；当上部硬岩厚度大于2M时，开挖选择三台阶法开挖，上台、中台、下台开挖高度控制在35M左右，上台中部因高度较高，开挖时设置2M高简易拼装台架，以便于进行开挖作业，隧道每循环开挖进尺寸不大于20M，掌子面上部玄武岩开挖采用光面爆破，周边眼不大于60CM，掌子面下部采用松动爆破，挖掘机配合；2）、初期支护及时紧跟，每步开挖完成后，及时进行支护，初期支护采用喷锚构筑法，以拱架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成的初期支护为主要受力结构；根据掌子。
9、面上部玄武岩厚度采用以下三种不同初期支护方式；当上部硬岩厚度小于3M时，全环设置I18工字钢架，每榀间距08M，喷射混凝土厚度25CM，拱部系统锚杆长度40M，间距10M10M；当上部硬岩厚度大于等于3M且小于6M时，拱部采用挂网喷射C25混凝土支护，钢筋采用8，网格间距2020CM，喷射混凝土厚度15CM，边墙采用I18工字钢架支护，每榀间距10M，喷射混凝土厚度25CM，拱部系统锚杆长度35M，间距12M12M；当上部硬岩厚度大于等于6M时，隧道全环均采用挂网喷射C25混凝土支护，钢筋采用8，网格间距2020CM，喷射混凝土厚度12CM，拱部系统锚杆长度30M，间距12M12M；3）、隧道。
10、仰拱下部均为泥岩，遇水易软化，施工前，在开挖仰拱前方设置积水井，将仰拱说明书CN102562074A2/3页4中积水进行抽排，仰拱每循环开挖不大于5M，开挖成形后，及时喷射混凝土将围岩进行封闭；仰拱、衬砌采用钢筋混凝土，厚度应不小于40CM，施工时，应严格控制仰拱、衬砌距离掌子面距离，仰拱距离掌子面不宜超出40M，衬砌距离掌子面不宜超出70M。0006上述洞内上台、中台的临时排水沟和仰拱积水井距离边墙不少于1M，以免软化基础。0007上述拱架基础下部设置纵向钢带，采用20槽钢，扩大拱脚。0008上述初期支护采用型钢拱架支护时,系统锚杆尽量与型钢拱架相连,下部锁脚锚杆每处设置不少于2根；如拱部有。
11、支护拱架时,在其拱部设置4根锚杆,起悬吊作用,以减小下部拱脚荷载。0009本发明的有益效果是针对不同的上硬下软复合地层特点，对开挖施工、衬砌施工、仰拱及衬砌施工采取不同的施工方案进行施工，是一种切实可行的施工方法，且此施工方法具有施工进度快、安全性高，施工经济好的特点。附图说明0010图1为开挖施工步骤中三台阶七步法施工顺序示意图；图2为开挖施工步骤中三台阶七步法开挖示意图；其中1、上台，2、中台左侧，3、中台右侧，4、中台，5、下台右侧，6、下台左侧，7、下台，8、超前支护，9、仰拱，10、衬彻。具体实施方式0011本施工方法，针对不同的上硬下软复合地层特点，主要根据上硬岩的厚度，围岩的级别。
12、，下软岩的稳定性等特点，对开挖施工、衬砌施工、仰拱及衬砌施工采取不同的施工方案进行施工。0012本实施例为京包线集宁至包头段增建第二双线八苏木隧道（全长8184M），是京包线集宁至包头段增建第二双线重点控制工程，设计为单洞双线隧道,隧道开挖断面大于130M2，开挖高度达11M，开挖宽度最大达14M。隧道出口施工时，开挖揭示隧道开挖范围内为上硬下软复合地层，掌子面上部为玄武岩，厚度为19米，整体性较好，围岩级别能达到级，下部为泥岩，呈胶结状，具有一定自稳性，但遇水易崩解，稳定性差,围岩级别为级或级。针对这样的上硬下软复合地层特点，如图1和图2所示本施工方法的步骤为1、开挖施工当上部玄武岩厚度小于。
13、2M时，开挖选择三台阶七步法施工，对拱部120范围内出现泥岩的位置采用42小导管进行超前支护（8），开挖每循环进尺不大于16M，中台左右侧及下台左右侧开挖采用错开施工，错开距离不小于1M。具体施工顺序如图1所示为上台（1）中台左侧（2）中台右侧（3）中台（4）下台右侧（5）下台左侧（6）下台（7）。0013当上部玄武岩厚度大于2M时，开挖选择三台阶法开挖，上台、中台、下台开挖高度控制在35M左右，上台中部因高度较高，开挖时设置2M高自制简易拼装台架，以便于进行开挖作业，隧道每循环开挖进尺寸不大于20M，掌子面上部玄武岩开挖采用光面爆破，周边眼不大于60CM，掌子面下部采用松动爆破，挖掘机配合。。
14、说明书CN102562074A3/3页50014、初期支护施工1支护参数选择初期支护及时紧跟，每步开挖完成后，及时进行支护，初期支护采用喷锚构筑法，以拱架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成的初期支护为主要受力结构。根据掌子面上部玄武岩厚度采用以下三种不同初期支护方式。当上部玄武岩厚度小于3M时，全环设置I18工字钢架，每榀间距08M，喷射混凝土厚度25CM，拱部系统锚杆长度40M，间距10M10M；当上部玄武岩厚度大于等于3M且小于6M时，拱部采用挂网喷射C25混凝土支护，钢筋采用8，网格间距2020CM，喷射混凝土厚度15CM，边墙采用I18工字钢架支护，每榀间距10M，喷射混凝土厚度25C。
15、M，拱部系统锚杆长度35M，间距12M12M；当上部玄武岩厚度大于等于6M时，隧道全环均采用挂网喷射C25混凝土支护，钢筋采用8，网格间距2020CM，喷射混凝土厚度12CM，拱部系统锚杆长度30M，间距12M12M。0015防止初期支护失稳措施因下部为泥岩，围岩遇水易软化，为防止拱脚下沉，具体采取如下措施洞内上台、中台临时排水沟和仰拱积水井距离边墙不少于1M，以免软化基础；洞内安排专人进行排水，24小时值班，及时将掌子面的积水进行抽排；拱架基础下部设置纵向钢带，采用20槽钢，扩大拱脚；初期支护采用型钢拱架支护时,系统锚杆尽量与型钢拱架相连,下部锁脚锚杆每处设置不少于2根如拱部有支护拱架时,在。
16、其拱部设置4根锚杆,起悬吊作用,以减小下部拱脚荷载3、仰拱、衬砌施工隧道仰拱下部均为泥岩，遇水易软化，施工前，在开挖仰拱（9）前方设置积水井，将仰拱中积水进行抽排，仰拱每循环开挖不大于5M，开挖成形后，及时喷射混凝土将围岩进行封闭。0016仰拱（9）、衬砌（10）采用钢筋混凝土，厚度应不小于40CM，施工时，应严格控制仰拱、衬砌距离掌子面距离，仰拱距离掌子面不宜超出40M，衬砌距离掌子面不宜超出70M。0017二、施工注意事项做好超前地质预报工作，配备有经验的地质工程师，及时了解地质情况变化。0018充分认识水对软弱围岩的破坏作用，及时对围岩渗水及施工废水进行合理排放，杜绝对施工台阶墙脚形成浸泡。0019施工前，对所有参建员工进行上岗前的安全教育。对从事电器、爆破、高空作业、焊接、机动车驾驶等特殊工种的人员，经过专业培训，获得安全操作合格证后，方准持证上岗。0020隧道开挖后必须及时进行支护，尤其是下部的泥岩位置。0021加强监控量测工作，信息及时反馈，指导现场施工。量测人员发现量测数据有突变或异变时，应于量测后及时向现场负责人和技术负责人汇报，并立即采取应急措施或通知施工人员暂时撤离危险地段。0022本实施例具有施工安全，施工进度较快，经济性好的优点，取得了较好的实施效果。说明书CN102562074A1/1页6图1图2说明书附图CN102562074A。