[發(fā)明專利]一種淺埋大跨小凈距黃土隧道開挖技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310418571.2
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103510959A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 譚忠盛;張旭斌;何歷超;石新棟;吳全立
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種隧道結(jié)構(gòu)的開挖方法，尤其涉及一種大跨小凈距黃土隧道的開挖方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟以及交通的發(fā)展，大跨小凈距隧道的建設越來越多，同時黃土為一種特殊土體，對于穿越黃土的隧道的開挖工法尚未成熟,而對于小凈距黃土隧道的修建更為少見。因此，由于這類隧道的特殊性和新穎性，在設計和施工過程中均存在許多難題急需解決。

對于大跨度小凈距隧道，由于隧道的跨度較大、結(jié)構(gòu)受力復雜以及施工期間雙線開挖過程中諸多工序相互影響等因素，很容易發(fā)生圍巖失穩(wěn)或者隧道襯砌結(jié)構(gòu)開裂破壞的現(xiàn)象，通常對于大跨度隧道，根據(jù)工程地質(zhì)狀況不同，可采用雙側(cè)壁導坑法、弧形導洞超前法、臺階法等方法，但小凈距隧道中雙洞之間相互影響，雙洞開挖會造成不同程度的隧道偏壓，同時隧道中夾巖難以保護或者加強，規(guī)范中尚未有針對小凈距隧道的詳細說明，通常采用單洞隧道的進行小凈距隧道的設計，在施工過程中有一定的風險，容易造成隧道塌方，尤其對于軟弱圍巖地段，雙洞開挖造成圍巖擾動更為嚴重，傳統(tǒng)的工法與設計有存在一定的風險。

對于穿越黃土地層的隧道，尚未有成熟的工法，黃土隧道施工過程中隧道洞內(nèi)拱部一般為整體沉降且沉降較大，地表容易出現(xiàn)貫通裂縫，隧道拱肩部位受力較大以及初期支護出現(xiàn)裂縫，這些問題在施工過程中都難以解決。對于黃土中夾土柱的保護也是施工中的關(guān)鍵關(guān)節(jié)，相應的施工技術(shù)研究也很少見，而對于超小凈距黃土隧道，隧道雙線間距小，施工影響大，如何采用一種有效的工法，如何對薄弱位置進行加固加強都不明確，在隧道施工過程中難以保證施工快速安全有效的進行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種在V級黃土圍巖中大跨小凈距隧道的開挖方法。

本發(fā)明的一種淺埋大跨小凈距黃土隧道開挖方法，分為左、右洞施工；施工完后的左、右洞結(jié)構(gòu)相同，可以先開挖左洞，也可以先開挖右洞；左、右洞每側(cè)導洞分上臺階、中臺階和下臺階三步開挖，設當先開挖左洞時，其開挖步驟是：

先開挖左洞

步驟1??開挖左洞左側(cè)上部，

步驟2??開挖左洞左側(cè)中部，

步驟3??開挖左洞左側(cè)下部的左側(cè)，

步驟4??開挖左洞左側(cè)下部的右側(cè)，

步驟5??開挖左洞右側(cè)上部，

步驟6??開挖左洞右側(cè)中部，

步驟7??開挖左洞右側(cè)下部的右側(cè)，

步驟8??開挖左洞右側(cè)下部的左側(cè)；

再開挖右洞

右洞的施工步驟與左洞的施工步驟相當于一種軸對稱施工：即步驟1為先施工右洞右側(cè)上部，步驟8為施工右洞左側(cè)下部的右側(cè)。

所述的隧道兩洞埋深在40-60m，左、右洞的截面積各為100-120m²,左洞與右洞的隧道外輪廓線的間距為5-10m。

右洞在左洞開挖且仰拱封閉成環(huán)一倍洞徑或15-20m后再開挖。

左、右洞導洞的開挖都優(yōu)先開挖遠離小凈距一側(cè)的導洞，兩導洞間距為5-8m。

步驟1到步驟4各個臺階開挖深度的間距在3-5m，步驟5到步驟8各個臺階開挖深度的間距在3-5m。

在上述每一步驟后都要及時進行初期支護的施工，然后再進行下一步驟；每一步驟初期支護在開挖之后立即施工；并且，在步驟1、步驟2和步驟4后還要進行中壁臨時支護的施工；所述的初期支護包括支護在隧道外壁處的拱架支護層、擴大拱腳和鎖腳錨桿；拱架支護層由外層的格柵鋼架，內(nèi)層的鋼筋網(wǎng)片，以及在格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)片內(nèi)的噴射混凝土組成；在所有步驟施工完后，將中壁臨時支護拆除。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

首先，此工法隧道雙洞都采用雙導洞開挖，后行洞的開挖距離先行洞開挖后斷面成環(huán)一倍洞徑左右，單洞左右側(cè)導洞采用三臺階留核心土的方法，在開挖過程中相比于同時開挖能很大程度的減少開挖對與圍巖的擾動，能減小沉降并保證隧道的安全性。

其次，在隧道施工過程中首先開挖遠離小凈距中夾土柱的一側(cè)，能盡量減少中夾土柱的圍巖承載力的喪失，保證隧道土體的穩(wěn)定，為后行洞施工提高安全保障。

再次，各個開挖面合理的布置保證了隧道開挖過程中圍巖以及初期支護的穩(wěn)定性，采用這種工法整體能上加快施工進度，同時保證施工安全以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

綜上所述，本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了一種小凈距黃土隧道開挖方法，具有較大的工程應用價值及學術(shù)價值，對以后相似圍巖情況的隧道的設計與施工有極大的推廣與參考價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明隧道雙洞斷面的示意圖；

圖2是本發(fā)明單洞開挖方法步驟圖；