[發(fā)明專利]一種適用于Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道的臨時豎撐加強(qiáng)分步開挖施工方法

在審

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• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107401411A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王旭;荊敏;劉金山;馬翼
• 申請（專利權(quán)）人: 中交隧道工程局有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/12
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11001
• 代理人: 李瑾,李連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，具體一種Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道的臨時豎撐加強(qiáng)分步開挖施工方法，尤其適用于對地表沉降要求較為嚴(yán)格的城市超淺埋隧道。

背景技術(shù)

隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，越來越多的超淺埋暗挖隧道需要投入建設(shè)。超淺埋暗挖隧道由于拱頂巖土層較淺，不能形成有效的應(yīng)力拱，極易造成拱頂變形過大，地表沉降超標(biāo)等問題。輕則增加支護(hù)費用，拖慢進(jìn)度，重則威脅隧道內(nèi)及地表人員的安全。加之城市本身人員、建構(gòu)筑物密集的環(huán)境特點，對于修建隧道造成的地表沉降要求極為嚴(yán)格，控制超淺埋暗挖隧道的沉降成為隧道施工中必須考慮的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于一種適用于Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道的臨時豎撐加強(qiáng)分步開挖施工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)在開挖Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道時拱頂變形大，地表沉降易超標(biāo)的問題。

一種適用于Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道的臨時豎撐加強(qiáng)分步開挖施工方法，將待開挖隧道斷面分為三層四個部分，分步依次開挖，包括以下步驟：

1）施作超前支護(hù)后，開挖位于隧道掌子面上部的上臺階，施作拱部型鋼支架，拱部型鋼支架左右兩側(cè)拱腳分別使用鎖腳錨桿固定；將上臺階臨時型鋼豎撐頂端與拱部型鋼支架拱頂相連接，將上臺階臨時型鋼豎撐下端支撐于下臺階基巖上；上臺階基巖表面噴射混凝土；

2）待上臺階開挖深度達(dá)到10-15米后，開挖下臺階左側(cè)，開挖完畢后，施作下臺階左側(cè)型鋼支架，下臺階左側(cè)型鋼支架頂端與拱部型鋼支架底端連接，下臺階左側(cè)型鋼支架底端使用鎖腳錨桿固定，下臺階左側(cè)基巖表面噴射混凝土；

3）待下臺階左側(cè)開挖深度達(dá)到5-6米后，開挖下臺階右側(cè)，開挖完畢后，施作下臺階右側(cè)型鋼支架，下臺階右側(cè)型鋼支架頂端與拱部型鋼支架底端連接；下臺階右側(cè)型鋼支架底端使用鎖腳錨桿固定；施作下臺階臨時型鋼豎撐，下臺階臨時型鋼豎撐頂端與上臺階臨時型鋼豎撐底端連接，下臺階臨時型鋼豎撐下端支撐于仰拱基巖上，下臺階右側(cè)基巖表面噴射混凝土；

4）待下臺階右側(cè)開挖深度達(dá)到5-6米后，開挖仰拱，開挖完畢后，施作仰拱型鋼支架，仰拱型鋼支架左右兩側(cè)頂端分別與下臺階左側(cè)型鋼支架、下臺階右側(cè)型鋼支架底端連接；施作仰拱臨時型鋼豎撐，仰拱臨時型鋼豎撐頂端與下臺階臨時型鋼豎撐底端連接，仰拱臨時型鋼豎撐下端與仰拱型鋼支架底部連接；仰拱基巖表面噴射混凝土。

進(jìn)一步的，步驟1）中上臺階每次開挖進(jìn)尺為1~2米；步驟2）中下臺階左側(cè)每次開挖進(jìn)尺為1~2米；步驟3）中下臺階右側(cè)每次開挖進(jìn)尺為1~2米。

進(jìn)一步的，步驟4)中仰拱每次開挖進(jìn)尺為3米。

進(jìn)一步的，拱部型鋼支架、下臺階左側(cè)型鋼支架、下臺階右側(cè)型鋼支架、仰拱型鋼支架、上臺階臨時型鋼豎撐、下臺階臨時型鋼豎撐、仰拱臨時型鋼豎撐均為H型鋼。

進(jìn)一步的，上臺階臨時型鋼豎撐、下臺階臨時型鋼豎撐、仰拱臨時型鋼豎撐均為150mm×150mm尺寸的H型鋼，鋼豎撐之間采用螺栓加法蘭盤連接，鋼豎撐與基巖之間的縫隙用鋼板塞密實。

進(jìn)一步的，拱部型鋼支架、下臺階左側(cè)型鋼支架、下臺階右側(cè)型鋼支架、仰拱型鋼支架之間均為螺栓加法蘭盤連接，四個鋼支架組成一個封閉的環(huán)形。

本發(fā)明的有益效果：

1）本適用于Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道的臨時豎撐加強(qiáng)分步開挖施工方法，針對超淺埋暗挖隧道上覆土厚度小，不能形成有效應(yīng)力拱的地質(zhì)特點，在隧道傳統(tǒng)臺階法開挖的過程中，及時施作臨時型鋼豎撐，利用型鋼的豎向支撐力，和初期支護(hù)一起構(gòu)成隧道的初支體系，大大加強(qiáng)了整個初支體系的豎向抗壓剛度，可以有效減少拱頂變形和地表沉降，保證Ⅳ級圍巖超淺埋暗挖隧道施工過程中洞內(nèi)和地表人員的安全。

2）同時，隨著后方二襯的跟進(jìn)，臨時型鋼豎撐還可以拆卸用于前方新開挖隧道部分的豎向支撐使用，節(jié)約了鋼材，降低了成本。

3）本發(fā)明與傳統(tǒng)Ⅳ級圍巖臺階法開挖相比，在成本略為增加的條件下，大大減少了隧道拱頂變形和地表沉降，極大地增強(qiáng)了隧道施工過程中的安全性。

附圖說明

圖1為發(fā)明中開挖施工橫向截面的結(jié)構(gòu)示意圖（正視圖）；

圖2為發(fā)明中開挖施工縱向截面的結(jié)構(gòu)示意圖（側(cè)視圖）。

符號說明：