[發(fā)明專利]一種適用于不良地質隧道控制拱墻腳沉降的綜合施工方法

有效

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• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102817621A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 李建軍;王法嶺;包燁明;鄭捷
• 申請（專利權）人: 中鐵十二局集團有限公司;中鐵十二局集團第三工程有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發(fā)明專利涉及公路、鐵路隧道及地下工程施工領域，涉及針對軟弱圍巖及砂土層等不良地質隧道在初期支護過程中控制拱腳與墻腳發(fā)生沉降變形的綜合施工技術，具體涉及一種適用于不良地質隧道控制拱墻腳沉降的綜合施工方法。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，為拉動地方區(qū)域間的經(jīng)濟，國家投資修建的基礎建設項目越來越多，尤其以高速鐵路、公路為主，在高速鐵路、公路的設計與施工中，將不可避免地穿越種種不良地質，如細砂層、濕陷性黃土、斷層破碎帶等。?????

針對上述不良地質隧道的施工中，采用傳統(tǒng)的三臺階七部開挖法施工，極易因初期支護拱架拱腳落于虛砂上，隧道拱架沉降較大；并且中下臺階拱架一次開挖臨空面較大，造成初期支護背后漏砂，形成空腔，隧道施工帶來大變形；噴錨后的隧道墻腳底部，往往處于懸空狀態(tài)或者采用開挖爆破后的圍巖進行臨時支撐，導致后患無窮，隨著圍巖應力的變化和仰拱的開挖，易導致初期支護整體沉降，以致造成初期支護侵入二次襯砌凈空，甚至坍塌的危險。

因此，在軟弱圍巖及砂土層等不良地質隧道開挖支護過程中，控制初期支護整體沉降，是保證隧道安全施工的重要前提。

發(fā)明內容

本發(fā)明是為了解決在不良地質隧道仰拱開挖過程中，避免初支整體沉降的問題，而提供了一種適用于不良地質隧道控制拱墻腳沉降的綜合施工方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種適用于不良地質隧道控制拱墻腳沉降的綜合施工方法，包括以下步驟：

（1）開挖立設拱架：隧道上半斷面開挖施工時，將隧道每節(jié)拱架拱腳處均墊槽鋼作為縱向托梁，將拱架栓接到槽鋼上，增大拱腳處受力面積，所述的槽鋼上均勻打設有預留孔；

（2）打設豎向超前鎖腳錨管：在開挖下一臺階前，在槽鋼所打設的預留孔上施做密排豎向超前鎖腳錨管，起到二次托舉拱架作用的同時，還能作為下一臺階開挖前的超前支護，防止不良地層側面的涌滑；

（3）開挖立設下臺階弧形拱架：開挖下臺階時，擴大墻腳基礎，使用弧形拱架作為下導拱架，使墻腳延伸至原仰拱內部約0.8-1.2m的位置，弧形拱架通過高強螺栓與中導拱架進行連接，然后在弧形拱架左右側各施做豎向鎖腳錨桿；

（4）施做仰拱與襯砌：開挖仰拱初支始終緊跟下臺階，做到初支及時封閉成環(huán)，距離掌子面控制在15～20m，襯砌緊跟仰拱距離掌子面控制在25～30m。

本發(fā)明在隧道拱部開挖施工時，將隧道拱架拱腳處墊槽鋼作為縱向托梁，將拱架栓接到槽鋼上，增大拱腳處受力面積，并起到開挖中臺階時拱腳不懸空的作用，避免了單榀拱架下沉的可能，施工時，注意槽鋼體積大小的控制，既能保證受力面積增大又能保證現(xiàn)場安裝快捷方便；在開挖下一臺階前，根據(jù)先前在縱向槽鋼上所打設的預留眼上施做密排豎向超前錨桿，控制在下部開挖時由拱部及側面出現(xiàn)邊墻破碎圍巖滑塌及漏砂等現(xiàn)象，造成隧道超挖甚至拱腳下沉變形的可能，豎向超前鎖腳錨管的數(shù)量及間距應根據(jù)地層確定，一般地層穩(wěn)定性越差數(shù)量越多即間距越小，且必須與槽鋼及拱架有效連接形成受力整體；將下導拱架支撐在墻腳處弧形延伸至仰拱0.8-1.2m，使用弧形拱架作為下導拱架，通過高強螺栓與中導拱架進行連接，同時在弧形拱架左右側施作鎖腳錨桿，使其形成整體，從而使整個拱架形成整體，可有效防止仰拱在開挖過程中墻腳的相對穩(wěn)定，消除應力集中，確保圍巖結構的穩(wěn)定性和施工的安全性，施工時，應根據(jù)不良地質隧道斷面大小，結合上下導拱架長度，同時考慮伸入仰拱的位置，制作下導弧形拱架。

????本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

⑴著力解決不良地質隧道拱墻腳沉降控制的施工難題，針對性較強；

⑵針對傳統(tǒng)的各種方法（如普通擴大拱腳及鎖腳錨管等）在此種地層中效果不明顯的特點，依靠其技術優(yōu)勢，真正起到防止初期支護下沉事故的發(fā)生；

⑶控制初期支護沉降的同時，還將超前支護及仰拱封閉作用應用于其中，形成整套隧道施工保護措施；

⑷通過本綜合技術可有效控制每個臺階及仰拱在開挖過程中出現(xiàn)拱墻腳短暫懸空所造成的沉降，消除應力集中，確保初期支護結構的穩(wěn)定性和施工的安全性；

⑸施工工藝及結構簡單，所需設備配件材料易于購買、成本低廉；

⑹避免了因傳統(tǒng)施工方法無效的情況下造成的人力、材料、時間上的浪費，工效大幅提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的施工方法流程框圖；

圖2本發(fā)明施工方法的橫斷面示意圖；

圖中：1-槽鋼、2-豎向超前錨桿、3-弧形拱架、4-鎖腳錨桿。

具體實施方式