[發(fā)明專(zhuān)利]凍結(jié)超前支護(hù)下多臺(tái)階中導(dǎo)坑先行開(kāi)挖方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810184708.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108397202B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程勇;劉繼國(guó);周先平;魏龍海;舒恒;張軍;任輝;劉應(yīng)亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/00
• 代理公司: 武漢宇晨專(zhuān)利事務(wù)所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開(kāi)了凍結(jié)超前支護(hù)下多臺(tái)階中導(dǎo)坑先行開(kāi)挖方法，先在開(kāi)挖輪廓線外側(cè)沿隧道水平設(shè)置凍結(jié)管，通過(guò)在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)鹽溶液對(duì)周邊土體進(jìn)行制冷，形成凍結(jié)土管慕群超前支護(hù)；隧道從上至下分為至少3個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖，每個(gè)臺(tái)階所在層分為中導(dǎo)坑、左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑進(jìn)行開(kāi)挖，先進(jìn)行中導(dǎo)坑開(kāi)挖，再進(jìn)行左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑開(kāi)挖；由下向上施工隧道襯砌和防水層，停止凍結(jié)管的凍結(jié)施工。本發(fā)明在凍結(jié)土管慕群超前支護(hù)的支護(hù)作用下，充分利用凍土強(qiáng)度，加快洞內(nèi)開(kāi)挖速度，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，能極大的節(jié)省工期及施工費(fèi)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧洞施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及凍結(jié)超前支護(hù)下多臺(tái)階中導(dǎo)坑先行開(kāi)挖方法。

背景技術(shù)

人工地層凍結(jié)法由于基本不受支護(hù)范圍和支護(hù)深度的限制，且擁有絕對(duì)的封水性效果成為了地下工程施工的主要手段之一。在凍結(jié)超前支護(hù)下的暗挖施工一般采用傳統(tǒng)的礦山施工方法，如臺(tái)階法、CRD法等。

現(xiàn)有技術(shù)中的凍結(jié)法開(kāi)挖方法的核心原則為盡早施工初期支護(hù)、初期支護(hù)快速封閉成環(huán)，并未考慮到開(kāi)挖過(guò)程中凍土的特殊性——靠近開(kāi)挖區(qū)域的凍土由于受空氣對(duì)流的影響，溫度逐漸升高，強(qiáng)度隨之喪失，而遠(yuǎn)離開(kāi)挖區(qū)域的凍土不受空氣對(duì)流影響，仍然有較高的強(qiáng)度。因此現(xiàn)有施工方法未能有效利用凍土強(qiáng)度且開(kāi)挖速度慢，而凍結(jié)施工的時(shí)間與費(fèi)用成正比，故總成本也比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了凍結(jié)超前支護(hù)下多臺(tái)階中導(dǎo)坑先行開(kāi)挖方法，該方法充分利用凍土強(qiáng)度，可加快洞內(nèi)開(kāi)挖速度，安全可靠，能極大的節(jié)省工期及凍結(jié)施工費(fèi)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

凍結(jié)超前支護(hù)下多臺(tái)階中導(dǎo)坑先行開(kāi)挖方法，包括以下步驟：

步驟1、先在開(kāi)挖輪廓線外側(cè)沿隧道水平設(shè)置凍結(jié)管，通過(guò)在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)鹽溶液對(duì)周邊土體進(jìn)行制冷，形成凍結(jié)土管慕群超前支護(hù)；

步驟2、在凍結(jié)土管慕群超前支護(hù)的作用下，隧道從上至下分為至少3個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖，每個(gè)臺(tái)階所在層分為中導(dǎo)坑、左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑進(jìn)行開(kāi)挖，先進(jìn)行中導(dǎo)坑開(kāi)挖，再進(jìn)行左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑開(kāi)挖，每個(gè)臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑為1個(gè)或以上，每個(gè)臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑為多個(gè)時(shí)，先開(kāi)挖位于中間的中導(dǎo)坑，各個(gè)臺(tái)階沿隧道延伸方向間距不小于臺(tái)階的高度；

步驟3、由下向上施工隧道襯砌和防水層，并依次拆除豎向支撐以及水平橫撐，當(dāng)隧道襯砌及防水層全部完成，且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求時(shí)，停止凍結(jié)管的凍結(jié)施工。

設(shè)置凍結(jié)管時(shí)，先在開(kāi)挖輪廓線外側(cè)設(shè)置水平頂管，再將凍結(jié)管設(shè)置在水平頂管內(nèi)。

每個(gè)臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑、左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑的開(kāi)挖包括以下步驟：

步驟2.1、先進(jìn)行臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑的開(kāi)挖，

除最上層臺(tái)階對(duì)應(yīng)的中導(dǎo)坑和最下層臺(tái)階對(duì)應(yīng)的中導(dǎo)坑以外的中導(dǎo)坑開(kāi)挖后，依次施工水平橫撐以及豎向支撐，

最上層臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑開(kāi)挖后，依次施工初期支護(hù)、水平橫撐以及豎向支撐，

最下層臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑開(kāi)挖后，依次施工初期支護(hù)以及豎向支撐；

步驟2.2、再進(jìn)行臺(tái)階所在層的左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑的開(kāi)挖，

左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑開(kāi)挖后，依次施工初期支護(hù)、水平橫撐以及豎向支撐，

最下層臺(tái)階所在層的左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑開(kāi)挖后，不需要施工水平橫撐。

在中導(dǎo)坑、左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑開(kāi)挖過(guò)程中優(yōu)先開(kāi)挖遠(yuǎn)離開(kāi)挖輪廓線的原狀土，再開(kāi)挖靠近開(kāi)挖輪廓線的凍土。

最下層臺(tái)階所在層的中導(dǎo)坑、左導(dǎo)坑和右導(dǎo)坑在開(kāi)挖時(shí)，在最下層臺(tái)階的端面處施工斜坡道并進(jìn)行兩端對(duì)向開(kāi)挖。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：