一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与衬砌方法
阅读说明：本技术 一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与衬砌方法 (Method for quickly, simply and easily excavating and lining new abnormal anchorage tunnel or arch foundation chamber ) 是由 张丹 陈兵 刘洪� 唐中波 李金权 张军 邓俊明 刘进 王芳 李凌姜 缪月华 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌方法,实施时涉及；前期工程、钻爆工程、支护衬砌、渗排水工程、爆渣铲装运工程。本发明所述一种快捷、简单、易操作新异开挖与支护衬砌方法具有如下特点：1、不需要钻爆开挖台车,因此不存在移动钻爆开挖台车；2、爆渣不存在多次转运,降低施工成本；3、操作空间简单,空间相对开阔,作业环境条件舒适；4、爆破排危后,进行超前支护,系统支护,再铲装运爆渣；5、支护钢构加密加强闭环,加强较厚喷混,取消二衬繁琐的施工工艺工序；6、底部安设排渗系统；7、施工安全、质量较好,工期短,造价低。因此锚碇隧道和拱座硐室不但开挖与支护衬砌方法快捷、简单、易操作,而且新异。(The invention discloses a method for excavating, supporting and lining a new abnormal anchorage tunnel or an arch foundation chamber, which is quick, simple and easy to operate, and relates to the implementation; the method comprises the steps of earlier engineering, drilling and blasting engineering, supporting and lining, seepage and drainage engineering and slag blasting shovel loading and transporting engineering. The method for quickly, simply and easily operating the new excavation and the supporting lining has the following characteristics: 1. drilling and blasting excavation trolleys are not needed, so that the movable drilling and blasting excavation trolleys do not exist; 2. the slag blasting does not have multiple transfers, so that the construction cost is reduced; 3. the operation space is simple, the space is relatively wide, and the operation environment condition is comfortable; 4. after blasting danger elimination, carrying out advanced support and system support, and then shoveling and loading blasting slag; 5. the supporting steel structure is used for strengthening the closed loop in a dense way, so that thicker spraying and mixing are strengthened, and complicated construction process procedures of a second lining are eliminated; 6. the bottom is provided with a drainage system; 7. safe construction, better quality, short construction period and low cost. Therefore, the anchorage tunnel and the abutment chamber not only have quick, simple and easy excavation and supporting lining methods, but also are novel.)
技术领域
本发明涉及锚碇隧道或拱座硐室施工领域，具体来讲涉及的是一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌方法。
背景技术
为“建成交通强国”，高铁、高速公路网络向江河湖海和高山峡谷延伸，跨空区域成为交通建设主战场，而飞跃江海、跨越深谷，悬索桥或拱桥为不二的选择，其数量呈迅猛增长。
锚碇与拱座是悬索桥或拱桥平衡构件，内置于陡傾或岸堤上的隧道或硐室内，与主缆、拱直接相连，通过陡坡与岸堤耦合，将悬索桥或拱桥力传递给陡坡与岸堤，锚碇与拱座稳定性决定着索桥或拱桥的安危，因此锚碇隧道或拱座硐室质量至关重要。
目前锚碇隧道或拱座硐室开挖与衬砌设计的施工，是按照交通隧道施工方法而进行台阶开挖或环形开挖留核心土法开挖，衬砌支护，散索鞍部分隧道锚仍进行二衬衬砌。设计的施工不但钻爆艰难，爆渣难以铲装运，而且施工安全、质量与效率难以确保。
已有锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌特点和存在的缺陷：
锚碇隧道或拱座硐室沿轴线断面不同，近邻存在地下空间,轴线陡倾斜，下沿更陡，甚至断面远比普通隧道断面大。
锚碇隧道或拱座硐室并非社会直接需要功能结构，而完全为功能结构提供平衡力结构，发挥锚固或支撑作用，为悬索桥或拱桥控制性分项工程，直接影响其稳定，桥功能的发挥，锚碇隧道或拱座硐室开挖质量决定桥的质量与寿命周期。
目前开挖与衬砌其设计与施工与普通隧道无异，环形开挖留核心土法，两台阶开挖法，双侧壁导坑开挖法、甚至中隔壁开挖法等交通隧道普通开挖法，是直接按照公路隧道开挖法条件、工艺工序实施。
普通公路或铁路隧道施工按照“公路隧道施工技术规范”或“高速铁路隧道工程施工技术规程”之规定，依据围岩等级或围岩地质条件选择适宜的开挖方法，并采用相应的支护方式。毕竟锚碇隧道或拱座硐室与普通公路隧道结构与功能有本质的区别，因此锚碇隧道或拱座硐施工按照普通公路或铁路隧道施工存在一定的局限性。
环形开挖留核心土法最适宜于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大即两车道Ⅴ、Ⅵ级围岩，三车道Ⅲ、Ⅳ围岩隧道施工。将开挖断面分上、中、下及底四部逐级掘进施工，核心土面积应不小于整个断面面积的50%，上部宜超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部10m左右，就本质讲对在衬砌前由核心土对掌子面、墙壁支撑抵住不垮，尽量及时连续确保掌子面与围岩支撑与抵住。
台阶法适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩，Ⅴ级围岩在超前支护稳定开挖面后再采用台阶法开挖。先开挖上台阶，待超前支护、初支好后，再开挖下台阶，及时连续确保支撑与抵住掌子面与围岩不垮塌。
二次衬砌为相对初期支护而言，指在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观与方便设置通讯、照明、监测等设施，以适应现代化高速道路隧道建设的要求。
锚碇隧道或拱座硐施工按照普通公路或铁路隧道进行台阶钻爆施工，因存在台阶，台阶也很短，钻爆台车、挖掘机为避免每次爆破飞石撞砸损伤而拖出洞口或移动的确不易，同时也因存在台阶，台阶也很短，爆渣多次铲装转运费事费工（图1）。
二次衬砌难度大，在斜坡搭设脚手架，顶部再关模，捣筑砼，难度相当大。
双侧壁导坑开挖法，甚至中隔壁开挖法因工艺复杂，工序较多，掘进效率低下，即使在普通交通隧道施工也使用较少，在锚碇隧道或拱座硐室开挖中使用则更少。
因此，无论是环形开挖留核心土法，两台阶开挖法，还是双侧壁导坑开挖法、中隔壁开挖法，交通隧道普通开挖法，均基于普通交通隧道中心线位于同一水平面，或平缓的面上，爬坡坡度不大于3%，后续开挖的为先行开挖起着支撑抵住围岩、掌子面不至于垮塌。爬坡坡度不大于3%,不小于0.3%，足以为作为后续支撑基础，而锚碇隧道或拱座硐室中轴线与水平面近45°倾斜，底板倾角更大，从洞口向后锚室或硐室底部推进，掌子面与围岩受力特征与普通交通隧道有着本质区别，因此不能按照普通交通隧道开挖方法进行施工，需要针对锚碇隧道或拱座硐室特点，施工设计不一样的施工方法。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌方法。
本发明是这样实现的，构造一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌方法，其特征在于；实施过程如下；
前期工程：锚碇隧道或拱座硐室洞门按照普通隧道施作，先排危，施作边、仰坡，做好截水沟，按照中轴线、设计轮廓施作套拱套向墙；
钻爆工程：因锚碇隧道或拱座硐室开挖存在三类不同爆破开挖推进面，先期为坡面，中期由坡面与水平面构成的折面，后期为水平面；
先期锚碇隧道或拱座硐室洞口钻爆开挖形成坡面，坡面坡度应满足人可以施工，坡面高度以施工为便；
中期折面开挖爆破，水平面采用光面、掏槽、“V”型起爆，坡面采用光面、“V”型起爆，掏槽尽量设置于洞口端，减少对围岩的扰动；水平面爆破开挖推进到折线，即坡底线，再起爆坡面炮孔；
后期水平面钻爆施工，锚碇隧道或拱座硐室水平面采用光面、掏槽、“V”型起爆，同样掏槽尽量设置于洞口端，减少对围岩的扰动；
支护衬砌：因普通交通隧道施作二衬的目的是加固支护、优化路线防排水系统、美化外观与方便设置通讯、照明、监测等设施，以适应现代化高速道路隧道建设的要求，锚碇隧道或拱座硐室是内设置锚碇与拱座而充填锚碇隧道或拱座硐室，运行时目光不可能触及，也不需要通车，因此不需要美化外观、方便设置通讯、照明，普通交通隧道中心线近似水平，而锚碇隧道或拱座硐室中心线或底板尽是45°，甚至更大，可以加大支护，在围岩与支护间排设纵横渗水导水管，或者取消排水系统，对于强度，可以加强钢构强度，加强喷砼强度、厚度，即可解决，因此取消二衬，加强一次性支护衬砌；
钻爆排危后，可垫渣进行钢构支撑施作，做好锁脚、腰与顶锚杆，加强超前支护和系统支护；
渗排水工程：可在闭环前在底板安装纵向渗水导水管；
爆渣铲装运工程：在锚碇隧道或拱座硐一侧安装人行踏步，另一侧安装轨道牵引式运输系统；
长臂挖掘机在衬砌支护完后，铲装爆渣于底卸式车栏板前低后高渣车内。当渣车运至露天处，可以通过跨谷索道运输系统或自卸车将其运走。
本发明具有如下优点：
1、不需要钻爆开挖台车，因此不存在移动钻爆开挖台车；
2、爆渣不存在多次转运，降低施工成本；
3、操作空间简单，空间相对开阔，作业环境条件舒适；
4、爆破排危后，进行超前支护，系统支护，再铲装运爆渣；
5、支护钢构加密加强闭环，加强较厚喷混，取消二衬繁琐的施工工艺工序；
6、底部安设排渗系统；
7、施工安全、质量较好，工期短，造价低；
因此锚碇隧道和拱座硐室不但开挖与支护衬砌方法快捷、简单、易操，而且新异。
附图说明
图1锚碇硐室台阶开挖法示意图；
图2前期折面锚碇隧道或拱座硐室开挖爆破孔网布置示意图；
图3-图4后期水平面锚碇隧道或拱座硐室开挖爆破孔网布置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种快捷、简单、易操作新异开挖与支护衬砌方法，如图所示，可以按照如下方式予以实施；
前期工程：
锚碇隧道或拱座硐室洞门按照普通隧道施作，先排危，施作边、仰坡，做好截水沟，按照中轴线、设计轮廓施作套拱套向墙。
钻爆工程：
因锚碇隧道或拱座硐室开挖，存在三类不同爆破开挖爆破推进面，先期为坡面，中期由坡面与水平面构成的折面，后期为水平面。
先期锚碇隧道或拱座硐室洞口钻爆开挖形成坡面，坡面坡度应满足人可以施工，高度以施工为便。
中期折面开挖爆破，水平面采用光面、掏槽、“V”型起爆，坡面采用光面、“V”型起爆，掏槽尽量设置于洞口端，减少对围岩的扰动。水平面爆破开挖推进到折线，即坡底线，再起爆坡面炮孔（图2）。
后期水平面，锚碇隧道或拱座硐室水平面采用光面、掏槽、“V”型起爆，同样掏槽尽量设置于洞口端，减少对围岩的扰动（图3）。
支护衬砌：
因普通交通隧道施作二衬的目的是加固支护、优化路线防排水系统、美化外观与方便设置通讯、照明、监测等设施，以适应现代化高速道路隧道建设的要求，锚碇隧道或拱座硐室是内设置锚碇与拱座而充填锚碇隧道或拱座硐室，运行时目光不可能触及，也不需要通车，因此不需要美化外观、方便设置通讯、照明，同时普通交通隧道中心线也近似水平，而锚碇隧道或拱座硐室中心线或底板大都是45°，甚至更大，可以加大支护，在围岩与支护间排设纵横渗水导水管，或者取消排水系统；对于强度，可以加强钢构强度，加强喷砼强度、厚度，即可解决，因此取消二衬，加强一次性支护衬砌可行。
钻爆排危后，可垫渣进行钢构支撑施作，做好锁脚、腰与顶锚杆，加强超前支护和系统支护。
渗排水工程：
可在闭环前在岩体底板安装纵向渗水导水管。
爆渣铲装运工程：
在锚碇隧道或拱座硐一侧安装人行踏步，另一侧安装轨道牵引式运输系统。
长臂挖掘机在衬砌支护完后，铲装爆渣于底卸式车栏板前低后高渣车内。当渣车运至露天处，可以通过跨谷索道运输系统或自卸车将其运走。
本发明所述一种快捷、简单、易操作新异开挖与支护衬砌方法特点如下：
1、不需要钻爆开挖台车，因此不存在移动钻爆开挖台车；
2、爆渣不存在多次转运，降低施工成本；
3、操作空间简单，空间相对开阔，作业环境条件舒适；
4、爆破排危后，进行超前支护，系统支护，再铲装运爆渣；
5、支护钢构加密加强闭环，加强较厚喷混，取消二衬繁琐的施工工艺工序；
6、底部安设排渗系统；
7、施工安全、质量较好，工期短，造价低；
因此锚碇隧道和拱座硐室不但开挖与支护衬砌方法快捷、简单、易操，而且新异。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。