[發(fā)明專利]公路隧道三臺階五步開挖施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310248119.6
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103277106A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張星江
• 申請（專利權(quán)）人: 云南云嶺高速公路橋梁工程有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路隧道開挖施工方法，具體是一種適用于Ⅳ、Ⅴ級中等硬度圍巖或Ⅴ、Ⅵ級以下軟弱圍巖地質(zhì)條件，跨徑小于等于3車道的公路隧道三臺階五步開挖施工方法。

背景技術(shù)

隧道開挖施工方法主要有全斷面開挖法、臺階開挖法和分部開挖法3種。其中,臺階開挖法包括正臺階二步開挖法、三臺階開挖法等；分部開挖法包括中隔壁法、交叉中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。針對Ⅳ、Ⅴ級中等硬度圍巖或Ⅴ、Ⅵ級以下軟弱圍巖地質(zhì)條件，跨徑小于等于3車道的公路隧道，具體為公路隧道的洞口段、淺埋段、偏壓段、斷裂破碎帶、軟弱圍巖段和工程水文地質(zhì)復(fù)雜、可變性大的地段，以及土質(zhì)隧道、強風(fēng)化地質(zhì)隧道，傳統(tǒng)的施工方法多采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD法、CRD法、臺階法、三臺階法、三臺階臨時仰拱法等。

隧道開挖施工，需要綜合考慮各方面的因素，采用傳統(tǒng)的開挖施工方法，往往只能解決某一方面的問題，在安全、質(zhì)量、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等方面得不到兼顧。施工中容易產(chǎn)生坍塌、拱頂整體下沉、收斂嚴(yán)重等問題和事故，存在施工安全得不到保證、工程質(zhì)量差、進(jìn)度慢、成本高等風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)的開挖施工方法所存在的不足，提出一種采用公路隧道三臺階五步開挖施工方法，該方法安全可靠，操作簡便，兼顧了在安全、質(zhì)量、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等方面的要求。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種公路隧道三臺階五步開挖施工方法，其特征是按如下步驟操作：

（1）第一步開挖隧道的上臺階：以隧道起拱線為分界面，上斷面一分為二成上臺階和中臺階，下斷面作為下臺階。先預(yù)留核心土環(huán)形對上臺階進(jìn)行開挖并及時進(jìn)行第一步的初期支護(hù)，初期支護(hù)的拱架接頭采用鋼板連接，在上臺階的鋼架拱腳緊貼鋼架兩側(cè)邊沿以下傾方式打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接。

（2）第二步開挖隧道的中臺階左側(cè)（或右側(cè)）部分：緊跟上臺階對中臺階左側(cè)（或右側(cè)）及上臺階核心土進(jìn)行開挖并及時進(jìn)行第二步的初期支護(hù)，上、中臺階的拱架接頭采用鋼板連接，并在中臺階的鋼架拱腳緊貼鋼架兩側(cè)邊沿以下傾方式打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接。

（3）第三步開挖隧道的中臺階右側(cè)（或左側(cè)）部分：對中臺階錯開開挖右側(cè)（或左側(cè)）并及時進(jìn)行第三步的初期支護(hù)，上、中臺階的拱架接頭采用鋼板連接，并在中臺階的鋼架拱腳緊貼鋼架兩側(cè)邊沿以下傾方式打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接。

（4）第四步開挖隧道的下臺階左側(cè)（或右側(cè)）部分：緊跟中臺階對下臺階左側(cè)（或右側(cè)）進(jìn)行開挖并及時進(jìn)行第四步的初期支護(hù)，中、下臺階的拱架接頭采用鋼板連接。

（5）第五步開挖隧道的下臺階右側(cè)（或左側(cè)）部分：對下臺階錯開開挖右側(cè)（或左側(cè)）并及時進(jìn)行第五步的初期支護(hù)，中臺階、下臺階之間的拱架接頭采用鋼板連接，至此完成隧道一個循環(huán)的開挖與支護(hù)。

所述步驟（1）在圍巖條件差時，沿隧道開挖輪廓線，在其拱部以外傾方式施工超前支護(hù)，超前支護(hù)方式為超前大管棚或超前小導(dǎo)管。

步驟（1）或步驟（2）或步驟（3）所述的鎖腳錨桿也可為鎖腳小導(dǎo)管代替。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

（1）減少了對圍巖的擾動，能較好地保證圍巖的穩(wěn)定性及隧道施工的安全性；

（2）使毛洞成型好，減少了超欠挖，以鋼架為主的初期支護(hù)系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，初期支護(hù)整體性強，與二次襯砌結(jié)合緊密，工程質(zhì)量好；

（3）施工工序相對較為簡單，便于現(xiàn)場施工組織管理，減少了多工序間的相互干擾，具有較快的施工速度，機械利用率高，大大節(jié)約了工期，減少了管理成本，能減少安全質(zhì)量預(yù)支成本，無過多的臨時支護(hù)，減少能源的浪費，節(jié)約施工成本，作業(yè)環(huán)境亦能得到很大的改善。

附圖說明

圖1為本發(fā)明立面示意圖；

圖2為本發(fā)明縱斷面示意圖；

圖3為本發(fā)明平面示意圖；

圖中：Ⅰ-第一步開挖的上臺階，Ⅱ-第二步開挖的中臺階左側(cè)（或右側(cè)）部分，Ⅲ-第三步開挖的中臺階右側(cè)（或左側(cè)）部分，Ⅳ-第四步開挖的下臺階左側(cè)（或右側(cè)）部分，Ⅴ-第五步開挖的下臺階右側(cè)（或左側(cè)）部分，①-第一步的初期支護(hù)，②-第二步的初期支護(hù)，③-第三步的初期支護(hù)，④-第四步的初期支護(hù)，⑤-第五步的初期支護(hù)，⑥-開挖輪廓線，⑦-超前支護(hù)，⑧-起拱線，⑨-鋼板連接，⑩-鎖腳錨桿或鎖腳小導(dǎo)管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1-3對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

按如下步驟操作：