一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410087667.X

申请日:

2014.03.11

公开号:

CN104165056A

公开日:

2014.11.26

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E21D 9/00申请公布日:20141126|||实质审查的生效IPC(主分类):E21D 9/00申请日:20140311|||公开

IPC分类号:

E21D9/00; E21D11/00; E21D11/10; E21D20/00; E21D19/00

主分类号:

E21D9/00

申请人:

中交一公局厦门工程有限公司

发明人:

陈红开; 雍毅; 李俊; 虞巍巍

地址:

361000 福建省厦门市集美区银亭路10号

优先权:

专利代理机构:

厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204

代理人:

张松亭

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内容摘要

本发明公开了一种富水浅埋暗挖隧道开挖施工方法,包括以下步骤:1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180°范围及上导坑侧壁范围内Φ42超前小导管,进行超前注浆支护;开挖①部;施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,安设钢筋网,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管。钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;2)开挖②部;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。3)爆破开挖③部;4)爆破开挖开挖④部。本发明施工节省了中隔壁施工与拆除的工作量,加快了隧道施工进度,提高了机械利用率,减少了能源的浪费,工期较短,费用较低。

权利要求书

1.  一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法,包括以下步骤:
将隧道分为四个部分,①、②、③、④部,其中,①、②部位于隧道上部,③部位于隧道中部,④部位于隧道底部,位于隧道上部的①、②部大体上以隧道垂直中线为界左右隔开,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进;
1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180°范围及上导坑侧壁范围内超前小导管,进行超前注浆支护;开挖①部;施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷混凝土,安设钢筋网,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管,钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;
2)①部挖进8-10m后,开挖②部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;
3)②部挖5-7m后,爆破开挖③部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;
4)③部挖进2-3m后,爆破开挖④部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;整个初期支护封闭成环;
5)根据监控量测结果分析,依次分段拆除A临时支撑。

2.
  根据权利要求1所述的一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法,其特征在于:步骤5)所述的依次分段拆除A临时支撑,每段拆除长度不超过10m。

说明书

一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法
技术领域
本发明涉及一种隧道开挖施工方法。
背景技术
在浅埋暗挖隧道施工时,常采用的开挖方法有全断面法、台阶法、CD法、CRD法等。隧道开挖方法的选择主要以地质条件为主,如全断面法和台阶法适用于地层较好的围岩,当遇到地层较差的大断面地下工程施工时,尤其是对地表下沉有严格要求的城市地下工程施工时,常采用CD或CRD工法,但隧道开挖中往往遇见各种特殊地质情况,针对特殊地质段很难找到比较标准的开挖方法,尤其在地铁暗挖隧道施工中,经常会遇到隧道上软下硬的地层施工即上断面软弱富水,下断面又为硬岩的施工工况。上述施工方法存在以下几个方面的问题:
1、采用全断面法或台阶法,对洞内沉降、水平收敛和道路沉降控制不利,不能确保洞内施工和道路行车安全;
2、采用CD或CRD工法,工序较多、成本较高且下断面需要爆破,爆破振动将对中隔壁或临时仰拱产生不利影响,从而影响到隧道施工安全。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术的以上不足,提供一种施工工期短、费用低、安全质量有保证的隧道开挖方案。
本发明的技术方案如下:
一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法,包括以下步骤:
将隧道分为四个部分,①、②、③、④部,其中,①、②部位于隧道上部,③部位于隧道中部,④部位于隧道底部,位于隧道上部的①、②部大体上以隧道垂直中线为界左右隔开,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进;
1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180°范围及上导坑侧壁范围内超前小导管,进行超前注浆支护;开挖①部;施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷混凝土, 安设钢筋网,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管。钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;
2)①部挖进8-10m后,开挖②部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。
3)②部挖5-7m后,爆破开挖③部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。
4)③部挖进2-3m后,爆破开挖④部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;整个初期支护封闭成环。
5)根据监控量测结果分析,依次分段拆除A临时支撑。
其中,步骤5)所述的依次分段拆除A临时支撑,每段拆除长度不超过10m。
本发明的具体施工流程为:施工准备;超前预报、测量放样;拱部超前支护;先行侧导坑开挖,施作初期支护及中隔壁;后行侧导坑开挖,施作初期支护;下台阶钻眼、装药爆破,施作初期支护;仰拱钻眼、装药爆破,初期支护封闭成环;支护检验,监控量测;拆除中隔壁;开挖施工结束。
本发明施工节省了中隔壁施工与拆除的工作量,加快了隧道施工进度,提高了机械利用率,减少了能源的浪费,工期较短,费用较低,且安全性高。
附图说明
图1为本发明隧道开挖施工横剖面工序图。
图2为本发明隧道开挖施工施工纵断面工序图。
1-超前小导管2-初期支护钢筋网及喷混3-钢架4-锁脚锚管5-径向砂浆锚杆6-内轨顶面7-拱墙二衬钢筋硂8-隧底素混凝土填充9-仰拱二衬10-仰拱初支11-核心土
具体实施方式
参见图1和图2,本发明将隧道分为四个部分,①、②、③、④部。其中,①、②部 位于隧道上部,③部位于隧道中部,④部位于隧道底部,位于隧道上部的①、②部大体上以隧道垂直中线为界。
实施方式包括:1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180°范围及上导坑侧壁范围内Φ42超前小导管1,进行超前注浆支护;开挖①部;施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,安设钢筋网,形成初期支护钢筋网及喷混2,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管4。钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。
2)①部挖进8-10m后,开挖②部;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。同时①部继续往前。
3)②部挖5-7m后,爆破开挖③部;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。
4)③部挖进2-3m后,爆破开挖④部;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;整个初期支护封闭成环。
本发明的具体施工流程为:施工准备;超前预报、测量放样;拱部超前支护;先行侧导坑开挖,施作初期支护及中隔壁;后行侧导坑开挖,施作初期支护;下台阶钻眼、装药爆破,施作初期支护;仰拱钻眼、装药爆破,初期支护封闭成环;支护检验,监控量测;拆除中隔壁;开挖施工结束。
具体案例:广东珠三角东莞至惠州城际轨道交通工程松山湖隧道GDK29+530~GDK32+717.965段隧道单线长3.188km,该段暗挖区间在松山湖大道(主线双向8车道)下方穿越。隧道在松山湖大道下穿越范围内地下管线密集,种类繁多,据管线资料及现场勘察,场区内的主要地下管线有电缆、通讯线缆、给排水水管、高压燃气管等,埋深1~12m不等,地面上有高压电线、光缆,高架桥等。隧道穿越上软下硬岩达1894m,上断面为W4全风化片麻岩、遇水极易软化,下断面为强、弱风化片麻岩,原设计该地质下隧道采用CD工法施工。现场采用CD工法施工后,由于下断面需要爆破,爆破振动对中隔壁产生不利影响,致使拱架脱落或严重变形,无法达到控制洞内和道路沉降要求,也影响到隧道施 工、道路行车和相关构筑物安全。
采用本发明后,减少了CD工法下断面中隔壁施工与拆除工作量,隧道平均每延米可节省2840元,顺利通过暗挖隧道上软下硬岩共计1894m,节省费用达537.9万元,经济效益明显。由于本发明充分利用了围岩的自稳性,且结合了CD工法控制隧道洞内拱部及地表沉降要求高的特点和台阶法施工快的优点,施工工效大大提高,开挖进尺比原CD工法提高一倍以上,且充分提高了机械利用率,减少了能源的浪费,产生了较好的社会效益和环境效益。
上述仅为本发明的一个具体实施例,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

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1、10申请公布号CN104165056A43申请公布日20141126CN104165056A21申请号201410087667X22申请日20140311E21D9/00200601E21D11/00200601E21D11/10200601E21D20/00200601E21D19/0020060171申请人中交一公局厦门工程有限公司地址361000福建省厦门市集美区银亭路10号72发明人陈红开雍毅李俊虞巍巍74专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204代理人张松亭54发明名称一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法57摘要本发明公开了一种富水浅埋暗挖隧道开挖施工方法,包括以下步骤1)。

2、利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180范围及上导坑侧壁范围内42超前小导管,进行超前注浆支护;开挖部;施作部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4CM厚混凝土,安设钢筋网,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管。钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;2)开挖部;导坑周边部分初喷4CM厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。3)爆破开挖部;4)爆破开挖开挖部。本发明施工节省了中隔壁施工与拆除的工作量,加快了隧道施工进度,提高了机械利用率,减少了能源的浪费,工期较短,费用较低。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。

3、利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104165056ACN104165056A1/1页21一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法,包括以下步骤将隧道分为四个部分,、部,其中,、部位于隧道上部,部位于隧道中部,部位于隧道底部,位于隧道上部的、部大体上以隧道垂直中线为界左右隔开,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进;1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180范围及上导坑侧壁范围内超前小导管,进行超前注浆支护;开挖部;施作部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷混凝土,安设钢筋网,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管,钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;2)部挖进8。

4、10M后,开挖部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;3)部挖57M后,爆破开挖部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;4)部挖进23M后,爆破开挖部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;整个初期支护封闭成环;5)根据监控量测结果分析,依次分段拆除A临时支撑。2根据权利要求1所述的一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法,其特征在于步骤5)所述的依次分段拆除A临时支撑,每段拆除长度不超过10M。权利要求书CN104165056A1/3页3一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法技术领域0001本发明涉及一。

5、种隧道开挖施工方法。背景技术0002在浅埋暗挖隧道施工时,常采用的开挖方法有全断面法、台阶法、CD法、CRD法等。隧道开挖方法的选择主要以地质条件为主,如全断面法和台阶法适用于地层较好的围岩,当遇到地层较差的大断面地下工程施工时,尤其是对地表下沉有严格要求的城市地下工程施工时,常采用CD或CRD工法,但隧道开挖中往往遇见各种特殊地质情况,针对特殊地质段很难找到比较标准的开挖方法,尤其在地铁暗挖隧道施工中,经常会遇到隧道上软下硬的地层施工即上断面软弱富水,下断面又为硬岩的施工工况。上述施工方法存在以下几个方面的问题00031、采用全断面法或台阶法,对洞内沉降、水平收敛和道路沉降控制不利,不能确保。

6、洞内施工和道路行车安全;00042、采用CD或CRD工法,工序较多、成本较高且下断面需要爆破,爆破振动将对中隔壁或临时仰拱产生不利影响,从而影响到隧道施工安全。发明内容0005本发明的目的是针对背景技术的以上不足,提供一种施工工期短、费用低、安全质量有保证的隧道开挖方案。0006本发明的技术方案如下0007一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法,包括以下步骤0008将隧道分为四个部分,、部,其中,、部位于隧道上部,部位于隧道中部,部位于隧道底部,位于隧道上部的、部大体上以隧道垂直中线为界左右隔开,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进;00091)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180范围及。

7、上导坑侧壁范围内超前小导管,进行超前注浆支护;开挖部;施作部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷混凝土,安设钢筋网,随着岩石面起伏变化架立钢架和临时钢架A,并设锁脚锚管。钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土;00102)部挖进810M后,开挖部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。00113)部挖57M后,爆破开挖部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。00124)部挖进23M后,爆破开挖部;导坑周边部分初喷混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;整个初期支护封闭成环。00135)根据监控量测结果分析,依次分段拆除A临时。

8、支撑。0014其中,步骤5)所述的依次分段拆除A临时支撑,每段拆除长度不超过10M。说明书CN104165056A2/3页40015本发明的具体施工流程为施工准备;超前预报、测量放样;拱部超前支护;先行侧导坑开挖,施作初期支护及中隔壁;后行侧导坑开挖,施作初期支护;下台阶钻眼、装药爆破,施作初期支护;仰拱钻眼、装药爆破,初期支护封闭成环;支护检验,监控量测;拆除中隔壁;开挖施工结束。0016本发明施工节省了中隔壁施工与拆除的工作量,加快了隧道施工进度,提高了机械利用率,减少了能源的浪费,工期较短,费用较低,且安全性高。附图说明0017图1为本发明隧道开挖施工横剖面工序图。0018图2为本发明隧。

9、道开挖施工施工纵断面工序图。00191超前小导管2初期支护钢筋网及喷混3钢架4锁脚锚管5径向砂浆锚杆6内轨顶面7拱墙二衬钢筋硂8隧底素混凝土填充9仰拱二衬10仰拱初支11核心土具体实施方式0020参见图1和图2,本发明将隧道分为四个部分,、部。其中,、部位于隧道上部,部位于隧道中部,部位于隧道底部,位于隧道上部的、部大体上以隧道垂直中线为界。0021实施方式包括1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180范围及上导坑侧壁范围内42超前小导管1,进行超前注浆支护;开挖部;施作部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4CM厚混凝土,安设钢筋网,形成初期支护钢筋网及喷混2,随着岩石面起伏变化架立钢架和。

10、临时钢架A,并设锁脚锚管4。钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。00222)部挖进810M后,开挖部;导坑周边部分初喷4CM厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。同时部继续往前。00233)部挖57M后,爆破开挖部;导坑周边部分初喷4CM厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土。00244)部挖进23M后,爆破开挖部;导坑周边部分初喷4CM厚混凝土并安设钢筋网;接长洞周钢架;整个初期支护封闭成环。0025本发明的具体施工流程为施工准备;超前预报、测量放样;拱部超前支护;先行侧导坑开挖,施作初期支护及中隔壁;后行侧导坑开挖,施作初期支护;下台阶钻眼、。

11、装药爆破,施作初期支护;仰拱钻眼、装药爆破,初期支护封闭成环;支护检验,监控量测;拆除中隔壁;开挖施工结束。0026具体案例广东珠三角东莞至惠州城际轨道交通工程松山湖隧道GDK29530GDK32717965段隧道单线长3188KM,该段暗挖区间在松山湖大道主线双向8车道下方穿越。隧道在松山湖大道下穿越范围内地下管线密集,种类繁多,据管线资料及现场勘察,场区内的主要地下管线有电缆、通讯线缆、给排水水管、高压燃气管等,埋深112M不等,地面上有高压电线、光缆,高架桥等。隧道穿越上软下硬岩达1894M,上断面为W4全风化片麻岩、遇水极易软化,下断面为强、弱风化片麻岩,原设计该地质下隧道采用CD工法。

12、施工。现场采用CD工法施工后,由于下断面需要爆破,爆破振动对中隔壁产生不利影响,致使说明书CN104165056A3/3页5拱架脱落或严重变形,无法达到控制洞内和道路沉降要求,也影响到隧道施工、道路行车和相关构筑物安全。0027采用本发明后,减少了CD工法下断面中隔壁施工与拆除工作量,隧道平均每延米可节省2840元,顺利通过暗挖隧道上软下硬岩共计1894M,节省费用达5379万元,经济效益明显。由于本发明充分利用了围岩的自稳性,且结合了CD工法控制隧道洞内拱部及地表沉降要求高的特点和台阶法施工快的优点,施工工效大大提高,开挖进尺比原CD工法提高一倍以上,且充分提高了机械利用率,减少了能源的浪费,产生了较好的社会效益和环境效益。0028上述仅为本发明的一个具体实施例,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。说明书CN104165056A1/1页6图1图2说明书附图CN104165056A。

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