[發(fā)明專利]用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系及淺埋段地表加固方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711084147.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN107575256A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟朝暉;肖海榮;于忠永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司
• 主分類號(hào): E21D20/02
• 分類號(hào): E21D20/02;E21D11/18;E21F13/04
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11004
• 代理人: 李丹,晁璐松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道淺埋開挖技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系及淺埋段地表加固方法。

背景技術(shù)

隧道在施工時(shí)經(jīng)常會(huì)遇見洞身淺埋段施工，洞身淺埋段地質(zhì)條件較差、覆蓋層厚度最小，在隧道暗挖施工過程中，極易因土層震動(dòng)而造成淺埋段塌陷，因此需要在隧道暗挖至淺埋段之前對(duì)洞身淺埋段的地表進(jìn)行加固，以提高洞身覆蓋層厚度和圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，確保施工安全。常用的地表處理方式主要分為明挖法和蓋挖法，均為洞外處理方式，但是這種施工方法存在一個(gè)較為嚴(yán)重的問題，地表加固所需要的各種施工設(shè)備和填筑材料，都需要從地表運(yùn)輸至淺埋段。由于隧道建設(shè)的需求和位置，需要通過高山、林地、濕地等各種復(fù)雜地表環(huán)境的區(qū)域，在這種地表修筑運(yùn)輸便道難度較大，存在征地?cái)?shù)量大、施工工作量大、施工危險(xiǎn)性高、林地植被破壞嚴(yán)重、施工效率低等問題，尤其是長(zhǎng)度較長(zhǎng)、面積較大的長(zhǎng)大隧道，用這種洞外地表運(yùn)輸?shù)奶幚矸绞剑y度更大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種施工效率高，難度低，無需修筑地表運(yùn)輸便道的用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系及淺埋段地表加固方法。

解決的技術(shù)問題是：隧道施工地段的地表情況復(fù)雜，運(yùn)送淺埋段加固施工所需的施工材料時(shí)，修筑便道工作量大，征地?cái)?shù)量大，施工危險(xiǎn)性高，林地植被破壞嚴(yán)重，施工效率低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系，包括設(shè)置在隧道淺埋段的土層中的孔道，以及運(yùn)輸鋼管和鋼管支架；

所述孔道由內(nèi)向外、朝隧道上臺(tái)階掌子面的前方傾斜，孔道的下端出口與隧道的上臺(tái)階開挖空間相通，孔道的上端出口與地表相通，并且孔道的上端出口高于淺埋段加固層的設(shè)計(jì)高度；

所述運(yùn)輸鋼管穿在孔道中，并且運(yùn)輸鋼管的一端穿過隧道上臺(tái)階掌子面的超前支護(hù)體系 伸入至隧道的上臺(tái)階開挖空間內(nèi)、隧道上臺(tái)階掌子面的后方，運(yùn)輸鋼管的另一端伸出地表；

所述鋼管支架設(shè)置在隧道開挖的上臺(tái)階上，鋼管支架頂端與運(yùn)輸鋼管剛性連接。

本發(fā)明用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系，進(jìn)一步的，孔道與水平面的夾角不超過60°，所述孔道的直徑為120-220mm，所述運(yùn)輸鋼管的外徑比孔道直徑小40-60mm。

本發(fā)明用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系，進(jìn)一步的，所述運(yùn)輸鋼管伸出地表的端頭比淺埋段加固層的設(shè)計(jì)高度高80-100cm。

本發(fā)明用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系，進(jìn)一步的，所述運(yùn)輸鋼管與孔道之間的縫隙中填筑有細(xì)土或碎石土。

本發(fā)明用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系，進(jìn)一步的，所述運(yùn)輸鋼管內(nèi)設(shè)有滑索，所述滑索包括固定鋼絲繩和移動(dòng)鋼絲繩，固定鋼絲繩沿運(yùn)輸鋼管的長(zhǎng)度方向布置，兩端分別固定在運(yùn)輸鋼管的兩端頭，移動(dòng)鋼絲繩中部通過繩卡與固定鋼絲繩連接，沿運(yùn)輸鋼管的長(zhǎng)度方向布置，兩端分別伸出運(yùn)輸鋼管的兩端開口。

本發(fā)明用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系，進(jìn)一步的，所述移動(dòng)鋼絲繩的長(zhǎng)度大于運(yùn)輸鋼管長(zhǎng)度的2倍。

本發(fā)明使用上述用于隧道淺埋段的材料運(yùn)送體系的淺埋段地表加固方法，包括以下步驟：

步驟一、勘測(cè)：根據(jù)施工圖紙對(duì)隧道的淺埋段區(qū)域進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，確定洞身掌子面開挖里程、支護(hù)參數(shù)、運(yùn)輸鋼管的穿透位置及角度；

步驟二、預(yù)加固：對(duì)隧道掌子面前方的淺埋段土層進(jìn)行預(yù)加固，采用長(zhǎng)管棚超前支護(hù)進(jìn)行隧道洞頂?shù)牡乇砑庸蹋捎眯?dǎo)管注漿進(jìn)行材料運(yùn)送體系中的孔道周圍土層的加固；

步驟三、暗挖：采用三臺(tái)階法或者三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法進(jìn)行隧道開挖，形成上臺(tái)階、中臺(tái)階和下臺(tái)階三個(gè)操作平臺(tái)；

步驟四、設(shè)立鋼管支架：在上臺(tái)階上設(shè)置鋼管支架；

步驟五、設(shè)置運(yùn)輸鋼管：設(shè)置孔道，并埋設(shè)運(yùn)輸鋼管；

步驟六、淺埋段地表加固：通過運(yùn)輸鋼管將加固施工所用的施工設(shè)備、材料移送至待加固的淺埋段，然后進(jìn)行噴錨支護(hù)與偏壓側(cè)套拱聯(lián)合加固。

本發(fā)明淺埋段地表加固方法，進(jìn)一步的，步驟二中長(zhǎng)管棚沿隧道延伸方向布置，采用Ф89的無縫鋼管，長(zhǎng)度不小于5mm，長(zhǎng)管棚的環(huán)向間距為30-50cm，長(zhǎng)管棚外插角≯12°；所述小導(dǎo)管設(shè)置在掌子面前方覆蓋層，沿運(yùn)輸鋼管環(huán)向布置，小導(dǎo)管之間的間距不大于40cm，小導(dǎo)管的外插角度與運(yùn)輸鋼管保持平行，小導(dǎo)管與運(yùn)輸鋼管中心間距不小于50cm，小導(dǎo)管內(nèi)的注漿為水灰比0.5-1的水泥砂漿。

本發(fā)明淺埋段地表加固方法，進(jìn)一步的，步驟五設(shè)置運(yùn)輸鋼管，具體包括以下步驟：

①定位：根據(jù)施工設(shè)計(jì)，進(jìn)行精確的測(cè)量放樣，選擇洞身偏壓段的偏壓側(cè)，在隧道的上臺(tái)階開挖空間內(nèi)確定孔道的鉆孔位置和角度；