[發明專利]城市超淺埋條件下超大斷面隧道開挖綜合施工方法

有效

• 申請號: 201410809183.1
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104564085A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 章獻;王元清;陳誠;何亮;余偉
• 申請（專利權）人: 中鐵十一局集團第五工程有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 譚小容

技術領域

本發明涉及隧道洞身開挖工藝，特別涉及一種應用于復雜條件下，超淺埋超大斷面隧道的洞身開挖施工方法。

背景技術

在我國目前的城市軌道交通施工中，車站隧道斷面大多為超過300平米的大型斷面。受城市總體規劃及運營線路影響，不可避免地要在密集的地面建(構)筑物下方穿過，不僅需要保證隧道工程本體施工的安全，還須妥善地解決隧道工程對附近既有建筑物的影響問題。

對于城市超淺埋條件下超大斷面的隧道開挖來講，由于面臨的施工環境復雜，要考慮安全可靠、進度快、質量好，并能有效避免開挖施工對周邊產生撓動等一系列問題。

發明內容

本發明旨在提供一種安全可靠、可操作性強的城市超淺埋條件下超大斷面隧道開挖綜合施工方法，既能保證施工質量，又能加快施工進度，還能減少圍巖擾動。

為此，本發明所采用的技術方案為：一種城市超淺埋條件下超大斷面隧道開挖綜合施工方法，包括如下步驟：

(a)在隧道斷面開挖施工前，采用專業大孔成型機械，在隧道掌子面的左、右上導坑內布設水平超前大探孔，為后期靜態爆破施工提供足夠的臨空面；

(b)采用自進式洞內管棚疊加方式掩護左、右、核心上導坑施工作業面，進行超前預支護；

(c)使用靜態爆破方式進行靜力破碎，靜態爆破包括無聲破碎劑破碎巖體和機械破除兩部分，先采用無聲破碎劑通過化學反應產生膨脹力，破壞巖體自穩抗拉力達到巖體破碎效果，再采用機械破碎巖體進行修整成型；采用無聲破碎劑破碎巖體時，首先以左、右上導坑內布設的水平超前大探孔為臨空面，由內向外分別對左、右上導坑進行逐層剝離破碎，再分別對左中、左下、右中、右下導坑進行豎向靜態爆破，之后對核心上導坑采用由左右兩側向內進行逐層剝離爆破，最后再對核心中、核心下導坑進行豎向靜態爆破。

上述步驟(a)中，在左、右上導坑內布設的水平超前大探孔直徑為φ800±200mm，采用專業大孔成型機械進行鉆孔時，首先進行機械定位，再依次循環進行鉆進取芯、巖芯截斷、巖芯外運，為后期靜態爆破施工提供足夠的臨空面，同時通過出露巖芯詳細記錄巖層分布情況，為后續施工提供地質依據，減少圍巖擾動，增加爆破質量和進度，確保隧道開挖施工安全。

上述步驟(b)中，所述管棚采用的短管單根長度L為8±2m，縱向每段施工間距為5±1m，縱向疊加長度為3±1m。

本發明的設計思路是：在隧道掌子面的左、右上導坑內布設水平超前大探孔，為后期靜態爆破施工提供足夠的臨空面；以疊加方式進行超前預支護，使隧道的穩定性得以增強，能夠預防圍巖出現坍塌現象，同時也能夠有效減少以及預防地表下沉；靜態爆破過程中，采用先以水平超前大探孔為中心，由內向外對左、右上導坑進行逐層剝離破碎；再對左中、左下、右中、右下導坑進行豎向靜態爆破，之后對核心上導坑采用由左右兩側向內進行逐層剝離爆破，最后再對核心中、核心下導坑進行豎向靜態爆破的方式，確保了爆破質量及進度，并有效解決了開挖施工對周邊產生撓動的問題。

本發明的有益效果：針對城市超淺埋條件下超大斷面隧道開挖提供了一種思路清晰、經濟合理的綜合施工方法，具有安全可靠、易于操作實施、施工質量好、施工進度快、圍巖擾動小等特點。

附圖說明

圖1是在隧道掌子面上布設水平超前大探孔的結構示意圖。

圖2是水平超前大探孔施工步序示意圖。

圖3是洞內疊加管棚施工步序示意圖。

圖4是洞內疊加管棚的縱向示意圖。

圖5是左上導坑靜態爆破示意圖。

圖6是左中導坑靜態爆破示意圖(俯視狀態)。

圖7是核心上導坑靜態爆破示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖，對本發明作進一步說明：

一種城市超淺埋條件下超大斷面隧道開挖綜合施工方法，如圖1所示，該超大斷面隧道劃分為左上導坑、左中導坑、左下導坑、核心上導坑、核心中導坑、核心下導坑、右上導坑、右中導坑和右下導坑，共九個部。該綜合施工方法包括如下步驟：

(a)結合圖1、圖2所示，在隧道斷面開挖施工前，采用專業大孔成型機械，在隧道掌子面的左、右上導坑內布設水平超前大探孔，為后期靜態爆破施工提供足夠的臨空面。