一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法

文档序号:64152 发布日期:2021-10-01 浏览:48次 >En<

阅读说明:本技术 一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法 (Construction method of soft rock large-span and variable-section tunnel ) 是由 杨志威 龙东宏 李志华 蔡颖 肖志国 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法,包括施工开挖时进行超前地质预测,进行单线/双线正洞并建立支护体系,开挖侧导洞贯通单线/双线正洞,在侧导洞中预埋支护钢架,设置监测点,根据监测点的监测结果动态设计施工方案,仰拱和二衬紧跟开挖支护体系施工,整体一次性浇筑。(The invention discloses a construction method of a soft rock large-span and variable-section tunnel, which comprises the steps of carrying out advanced geological prediction during construction and excavation, carrying out single-line/double-line main tunnel and establishing a supporting system, excavating a side guide tunnel to penetrate through the single-line/double-line main tunnel, embedding a supporting steel frame in the side guide tunnel, setting a monitoring point, dynamically designing a construction scheme according to a monitoring result of the monitoring point, constructing an inverted arch and a secondary lining following the excavation supporting system, and integrally pouring at one time.)

一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域,特别是涉及一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法。

背景技术

目前,随着经济的飞跃发展,国内外对大跨度隧道的设计和施工已广泛采用,但目前大跨度隧道一般用于围岩较稳定的地层中,隧道处于地震活动断裂带且地处软岩中修建大跨隧道尚不多见,该地带岩石强度低、石质软,道结构受力复杂,施工难度大,且断面变化大、变化频繁,施工危险性大。

发明内容

针对上述问题,本发明提供了一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法,对隧道施工进行监控量测使隧道的设计与施工运作纳入科学的动态管理中,使工程始终处于良好的运行状态,确保隧道施工的安全和工程建设质量,使隧道工程达到经济、合理和可靠的目的。

本发明的技术方案是:

一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法,包括以下步骤:

S1、隧道施工开挖时根据围岩与地层进行超前地质预测,观察分析开挖工作面的岩性变化,采用超前水平钻,根据钻孔难易程度和出碴情况,判断分析前方围岩的大致情况,进行及时改变施工方案的应急准备,若前方围岩符合当前施工方案,则继续施工,若不符合,则变更施工方案;

S2、进行单线/双线正洞施工,在施工段的围岩处建立包含初期支护和超前支护的支护体系,根据施工段的实际开挖地质条件加强初期支护和超前支护;

S3、单线/双线正洞施工至分合修过渡段后,对分合修过渡段按照变截面施工里程对大跨段两侧边墙采用双侧壁导洞法进行侧导洞开挖,直至与双线/单线正洞贯通;施工大跨段两侧边墙基础及上部边墙,预先将大跨段边墙基础与边墙部分初期支护钢架预埋;

S4、在隧道分合修过渡段埋设监测点,同截面的监测点埋设为同一里程;

S5、开挖支护体系施工后进行仰拱和二衬施工,其中仰拱及仰拱填充利用栈桥平台进行混凝土施工,仰拱整体浇筑一次成型,二衬采用整体式衬砌模板台车拱墙一次性整体灌注,泵送混凝土。

上述技术方案的工作原理如下:

通过合理的施工方法,施工中严格遵循新奥法组织施工,采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”的施工技术措施,结合超前地质预测和监测点监控量测结果,动态设计和动态调整支护参数,在施工过程中根据地质建设并强化支护体系,保证施工安全,仰拱和二衬紧跟支护体系,分别整体浇筑一次成型,缩短工期,为大跨度隧道在铁路公路上采用提供了可行条件。

在进一步的技术方案中,步骤S2中对于分合修过渡段受高地应力影响,且为分合修过渡双线和大跨段的情况,根据实际情况分别采用台阶法加临时仰拱开挖或双侧壁导洞法开挖。据不同的地质情况采用不同的施工方法,提高施工的效率。

在进一步的技术方案中,所述台阶法加临时仰拱开挖时采用φ42小导管超前支护+HW175钢架+锚网喷联合支护;所述双侧壁导洞法开挖时采用双层超前支护+HW200钢架+锚网喷联合支护。分别针对不同施工方法施作不同支护结构,保证施工隧道中的安全。

在进一步的技术方案中,步骤S3中,分合修过渡段采用新型隧道衬砌支护结构。减少双线向合修大跨段施工的工序转换风险。

在进一步的技术方案中,步骤S4中,所述监测点的监测项目包括围岩压力、钢架内力、喷混凝土应变、锚杆轴力、隧道净空收敛和二次衬砌内力。观察围岩、钢拱架和喷混凝土的受力变形状况,为隧道的动态设计和施工提供数据支撑。

在进一步的技术方案中,步骤S3中,侧导洞进洞8米范围采用钢架双层支护,所述钢架的底部设置临时横撑。保证侧导洞施工安全。

在进一步的技术方案中,步骤S4还包括施做侧导洞边墙基础,所述施做侧导洞边墙基础的方法如下:

S71、在完成后的侧导洞反向设置桁架;

S72、桁架纵向件采用连接钢筋焊接连接;

S73、侧导洞边墙桁架完成后,利用边墙桁架立模浇筑边墙基础,进行逐段浇筑。

对侧导洞边墙基础进行快速施工,缩短工期的同时快速加固侧导洞。

本发明的有益效果是:

1、通过合理的施工方法,施工中严格遵循新奥法组织施工,采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”的施工技术措施,结合超前地质预测和监测点监控量测结果,动态设计和动态调整支护参数,在施工过程中根据地质建设并强化支护体系,保证施工安全,仰拱和二衬紧跟支护体系,分别整体浇筑一次成型,缩短工期,为大跨度隧道在铁路公路上采用提供了可行条件;

2、据不同的地质情况采用不同的施工方法,提高施工的效率;

3、分别针对不同施工方法施作不同支护结构,保证施工隧道中的安全;

4、减少双线向合修大跨段施工的工序转换风险;

5、监测点有助于观察围岩、钢拱架和喷混凝土的受力变形状况,为隧道的动态设计和施工提供数据支撑。

6、工期短,施工安全。

附图说明

图1是本发明实施例所述一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

实施例:

如图1所示,一种软岩大跨和变截面隧道的施工方法,包括以下步骤:

S1、隧道施工开挖时根据围岩与地层进行超前地质预测,观察分析开挖工作面的岩性变化,采用超前水平钻,根据钻孔难易程度和出碴情况,判断分析前方围岩的大致情况,做好及时改变施工方案的应急准备,若前方围岩符合当前施工方案,则继续施工,若不符合,则变更施工方案;

S2、进行单线/双线正洞施工,在施工段的围岩处建立包含初期支护和超前支护的支护体系,根据施工段的实际开挖地质条件加强初期支护或超前支护;

S3、单线/双线正洞施工至分合修过渡段后,对分合修过渡段按照变截面施工里程对大跨段两侧边墙采用双侧壁导洞法进行侧导洞开挖,直至与双线/单线正洞贯通;施工大跨段两侧边墙基础及上部边墙,预先将大跨段边墙基础与边墙部分初期支护钢架预埋;

S4、在隧道分合修过渡段埋设监测点,主要监测拱顶沉降及围岩收敛项目,同截面的监测点等距离均匀埋设,根据监测结果调整方案并施工;

S5、仰拱和二衬紧跟开挖支护体系施工,其中仰拱及仰拱填充利用栈桥平台进行混凝土施工,仰拱整体浇筑一次成型,二衬采用整体式衬砌模板台车拱墙一次性整体灌注,泵送混凝土。

上述技术方案的工作原理如下:

通过合理的施工方法,施工中严格遵循新奥法组织施工,采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”的施工技术措施,结合超前地质预测和监测点监控量测结果,动态设计和动态调整支护参数,在施工过程中根据地质建设并强化支护体系,保证施工安全,仰拱和二衬紧跟支护体系,分别整体浇筑一次成型,缩短工期,为大跨度隧道在铁路公路上采用提供了可行条件。

在另外一个实施例中,步骤S2中对于分合修过渡段受高地应力影响,且为分合修过渡双线和大跨段的情况,根据实际情况分别采用台阶法加临时仰拱开挖或双侧壁导洞法开挖。据不同的地质情况采用不同的施工方法,提高施工的效率。

在另外一个实施例中,所述台阶法加临时仰拱开挖时采用φ42小导管超前支护+HW175钢架+锚网喷联合支护;所述双侧壁导洞法开挖时采用双层超前支护+HW200钢架+锚网喷联合支护,其中,双层超前支护包括φ76中管棚和φ42小导管。分别针对不同施工方法施作不同支护结构,保证施工隧道中的安全。

在另外一个实施例中,步骤S3中,若分合修过渡段的地质、地应力条件较施工图发生较大变化,合修喇叭口大跨段支护结构,施工工法、工序需要进行针对性设计;同时基于地质条件,由双线向合修大跨段施工,工序转换风险极高,围岩变形控制难度极大,分合修过渡段采用新型隧道衬砌支护结构。降低施工难度,减少双线向合修大跨段施工的工序转换风险。

在另外一个实施例中,步骤S4中,所述监测点的监测项目包括围岩压力、钢架内力、喷混凝土应变、锚杆轴力、隧道净空收敛和二次衬砌内力。观察围岩、钢拱架和喷混凝土的受力变形状况,为隧道的动态设计和施工提供数据支撑。

在另外一个实施例中,步骤S3中,侧导洞进洞8米范围采用HW175型钢钢架双层支护,纵向间距0.8米,所述钢架的底部设置临时横撑,横撑采用I18临时横撑施工加强支护。保证侧导洞施工安全。

在另外一个实施例中,步骤S4还包括施做侧导洞边墙基础,所述施做侧导洞边墙基础的方法如下:

S71、在完成后的侧导洞反向设置桁架;

S72、桁架纵向件采用连接钢筋焊接连接;

S73、侧导洞边墙桁架完成后,利用边墙桁架立模浇筑边墙基础,每12米形成一个浇筑端,进行逐段浇筑,浇筑采用C20混凝土。

本实施例中,桁架由I18及HW200型钢钢架组成,连接钢筋为φ22连接钢筋,连接钢筋环向设置间距1m;

对侧导洞边墙基础进行快速施工,缩短工期的同时快速加固侧导洞。

在另外一个实施例中,侧导洞支护还包括超前小导管每环17根,单根长4.5米,纵向间距3.2米;侧导洞拱墙钢架工20b型钢架,间距0.8米/榀,钢架间设置φ22纵向连接钢筋,连接钢筋环向设置间距为1m;锁脚采用Φ22砂浆锚杆,每榀数量8根,长度为4米;网片为φ8钢筋网,网格间距20*20cm;内侧边墙锚杆采用3米长φ22玻璃纤维锚杆,环纵间距1.2*1.0m,外边墙锚杆采用10米长φ32自进式锚杆,环纵间距0.8*1.0m;侧导洞喷砼采用C30喷射混凝土,喷砼厚度25cm。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

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