[發明專利]一種大斷面軟巖大變形隧道的施工工藝

有效

• 申請號: 201611033434.7
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106761769B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 陳建勛;羅彥斌;陳麗俊;劉欽;黃沛
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/00;E21D11/18;E21D11/10;E21D11/08;E21D20/00;E21D20/02;E21D11/38
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 韓翎

1.一種大斷面軟巖大變形隧道的施工工藝，其特征在于，包括以下步驟：

1) 上臺階施工：首先進行上臺階弧形導坑部分的開挖，并預留上臺階核心土部分，核心土長度3~5m，開挖一個進尺后快速敷設拱部彈性泡沫板并采用長錨釘固定，完成后立即架設拱部外層鋼架，型號為HW200*200型鋼，并在左右兩側拱腳上方30~50cm處按下傾角30°各打設2排φ108*8mm拱腳處鎖腳錨管，長度不小于4m，與鋼架焊接牢固后進行注漿；為進一步加強拱部外層鋼架的穩定性，在相鄰拱部外層鋼架之間設置22#b上臺階縱向槽鋼托梁，上臺階縱向槽鋼托梁與拱部外層鋼架以及拱腳處鎖腳錨管端頭牢固焊接，由此形成穩定的承載拱；以穩定后的拱部外層鋼架為支點進行超前注漿小導管的施工，采用長5m、環向設置間距20~50cm的φ50*5mm熱壓無縫鋼花管，沿開挖輪廓線120°范圍內以20°~30°的外插角穿過拱部外層鋼架腹板上的預留孔，由頂頭頂進并伸入至掌子面前方地層，外露端支于外層鋼架上形成超前支護系統，然后采用高壓注漿對地層做進一步加固，注漿壓力為1.0~1.5MPa，注漿結束后將管口封堵，以防漿液流出；最后完成拱部外層噴射混凝土的施做；

2) 中臺階施工：在上部承載拱支護下，進行中臺階左側部分和中臺階右側部分的開挖，并預留中臺階核心土部分，其中中臺階左、右側錯開2~3m，開挖完成后在左右兩側邊墻快速敷設中臺階彈性泡沫板，然后立即接長左右兩側的中臺階外層鋼架，并在左右兩側墻腳上方30~50cm處按下傾角45°各打設2排φ89*6mm中臺階墻腳處鎖腳錨管，長度不小于4m，與中臺階外層鋼架焊接牢固后進行注漿；為進一步加強拱部外層鋼架和中臺階外層鋼架的穩定性，在相鄰中臺階外層鋼架之間設置22#b中臺階縱向槽鋼托梁，中臺階縱向槽鋼托梁與中臺階外層鋼架以及中臺階墻腳處鎖腳錨管端頭牢固焊接；最后完成左右兩側中臺階外層噴射混凝土的施做；

3) 下臺階施工：進行下臺階左側部分和下臺階右側部分的開挖，并預留下臺階核心土部分，其中下臺階左右兩側錯開2~3m，開挖完成后在左右兩側邊墻快速敷設下臺階彈性泡沫板，然后立即接長左右兩側的下臺階外層鋼架，使其落底于預制混凝土墊塊之上，然后在下臺階外層鋼架左右兩側墻腳上方30~50cm處按下傾角45°各打設2排φ89*6mm下臺階墻腳處鎖腳錨管，長度不小于4m，與下臺階外層鋼架焊接牢固后進行注漿，確保下臺階外層鋼架腳部落于穩固地基上；最后完成左右兩側下臺階外層噴射混凝土的施做；

4) 預留核心土開挖：開挖上臺階預留核心土部分、中臺階預留核心土部分和下臺階預留核心土部分，開挖進尺與各臺階循環進尺一致；

5) 仰拱開挖：每循環開挖長度3m，仰拱部分開挖后，立即進行初噴；

6) 及時架設內層鋼架，采用HW200*200型鋼，封閉成環后施做內層噴射混凝土至設計厚度；

7) 在內層噴射混凝土內表面，敷設防水板；

8) 當隧道變形達到設計預留變形量后，施做二次襯砌；

9) 在超前注漿小導管支護下，進行下一循環的施工，以至隧道貫通；

所述施工工藝的要點為：

(1) 步驟1) ~ 5)中所述開挖以機械開挖為主，以弱爆破開挖為輔，上臺階開挖矢跨比不小于0.3，開挖進尺根據外層鋼架間距確定；

(2) 步驟1) ~ 3)中所述開挖時應增大開挖預留變形量以防止侵限，并在圍巖與第一層初期支護之間設置彈性泡沫板作為變形緩沖層，以減小支護結構受力；

(3) 步驟1) ~ 3)中應選擇取消系統錨桿、加強外層鋼架鎖腳及其縱向連接的措施，尤其應加強拱部外層鋼架的穩定性，以形成穩定的承載拱；

(4) 步驟1) ~ 3)中各外層鋼架架設或落底接長后，應快速施做各處鎖腳錨管，盡早分擔各拱腳和墻腳處的地基荷載，避免因地基承載力不足而加劇外層鋼架拱腳的沉降；

(5) 步驟1) ~ 3)中應擴大外層鋼架拱腳連接板，或采用異形結構，加大外層鋼架拱腳基底受力面積，控制拱腳沉降；

(6) 步驟1) ~ 3)中在改善各處外層鋼架鎖腳的效果方面，除了選擇采用剛度較大的鎖腳錨管外，應特別重視加強鎖腳錨管與外層鋼架的連接質量，避免兩者在受力過程中脫開而導致外層鋼架鎖腳失效。