[發(fā)明專利]穿越土石分界地層的隧道預(yù)加固及開挖施工方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911138650.1 | 申請日： | 2019-11-20 |
| 公開（公告）號： | CN110778318B | 公開（公告）日： | 2021-09-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳小波;劉德兵;李瑛;常運超;李世軍;王存寶;張博;魏軍;何精偉;李明輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 中鐵二十局集團第六工程有限公司 |
| 主分類號： | E21D9/00 | 分類號： | E21D9/00;E21D11/18;E21D11/28;E21D11/10;E21F16/02;F42D1/00;F42D3/04 |
| 代理公司： | 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213 | 代理人： | 景麗娜 |
| 地址： | 710032 陜西省西安市辛家*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 穿越 土石 分界 地層 隧道 加固 開挖 施工 方法 | ||
1.一種穿越土石分界地層的隧道預(yù)加固及開挖施工方法，其特征在于：所施工隧道為橫斷面大于100m2且位于土石分界地層內(nèi)的淺埋隧道，所施工隧道中隧道洞(1)的圍巖級別為Ⅳ級或Ⅴ級；所述土石分界地層包括黃土地層(3)和位于黃土地層(3)下方的巖層(4)，所述黃土地層(3)與巖層(4)之間的分界面為土石分界面；所施工隧道的隧道洞(1)由上至下分為上部洞體(1-1)、中部洞體(1-2)和下部洞體(1-3)，所述上部洞體(1-1)為由后向前對所施工隧道進行上臺階開挖后形成的洞體，所述中部洞體(1-2)為由后向前對所施工隧道進行中臺階開挖后形成的洞體，所述下部洞體(1-3)為由后向前對所施工隧道進行下臺階開挖后形成的洞體；所述隧道洞(1)中上部洞體(1-1)和中部洞體(1-2)組成隧道上洞體，所述隧道洞(1)中所述中部洞體(1-2)和下部洞體(1-3)組成隧道下洞體；
所施工隧道為直線形隧道且由后向前分為后側(cè)隧道段、中部隧道段和前側(cè)隧道段，所述中部隧道段連接于所述后側(cè)隧道段與所述前側(cè)隧道段之間，所述后側(cè)隧道段、所述中部隧道段和所述前側(cè)隧道段均為所施工隧道的一個隧道段；所述后側(cè)隧道段和所述中部隧道段連接組成后部隧道段，所述后部隧道段的長度為70m～100m，所述后側(cè)隧道段的長度不小于50m，所述中部隧道段的長度不小于15m；
所述后側(cè)隧道段位于巖層(4)內(nèi)，所述后側(cè)隧道段的隧道洞(1)位于所述土石分界面下方，所述后側(cè)隧道段中隧道洞(1)的開挖輪廓線頂部與位于其上方的所述土石分界面之間的豎向間距小于5m；所述中部隧道段中所述土石分界面位于上部洞體(1-1)內(nèi)，所述前側(cè)隧道段中所述土石分界面位于中部洞體(1-2)或下部洞體(1-3)內(nèi)；
對所施工隧道進行施工時，包括以下步驟：
步驟一、后部隧道段降水預(yù)加固：在所述后部隧道段所處施工區(qū)域施工兩列降水井(3-2)，并通過兩列所述降水井(3-2)同步對所述后部隧道段所處施工區(qū)域進行降水，使所述后部隧道段所處施工區(qū)域的地下水位降至隧道洞(1)的開挖輪廓線下方；
兩列所述降水井(3-2)分別布設(shè)于所述后部隧道段的左右兩側(cè)，每列所述降水井(3-2)均包括多個沿隧道縱向延伸方向由后向前布設(shè)的降水井(3-2)，每列所述降水井(3-2)中多個所述降水井(3-2)呈均勻布設(shè)，兩列所述降水井(3-2)中的降水井(3-2)呈交錯布設(shè)；
步驟二、后側(cè)隧道段開挖施工：沿隧道縱向延伸方向由后向前對所述后側(cè)隧道段進行開挖，并獲得開挖成型的隧道洞(1)；
步驟三、中部隧道段開挖施工：待步驟二中所述后側(cè)隧道段開挖完成后，沿隧道縱向延伸方向由后向前對所述中部隧道段進行開挖，并獲得開挖成型的隧道洞(1)；
步驟四、前側(cè)隧道段開挖施工：待步驟三中所述中部隧道段開挖完成后，沿隧道縱向延伸方向由后向前對所述前側(cè)隧道段進行開挖，并獲得開挖成型的隧道洞(1)，完成所施工隧道的開挖施工過程；
所述后側(cè)隧道段、所述中部隧道段和所述前側(cè)隧道段均為三臺階同步開挖隧道段；所述后側(cè)隧道段、所述中部隧道段和所述前側(cè)隧道段均沿隧道縱向延伸方向由后向前分多個開挖節(jié)段進行開挖施工，所述后部隧道段中各開挖節(jié)段的開挖施工方法均相同，所述前側(cè)隧道段中各開挖節(jié)段的開挖施工方法均相同；
步驟二中和步驟三中對所述后部隧道段中的任一個所述開挖節(jié)段進行開挖施工時，過程如下：
步驟301、測量放線：在當前所施工開挖面上對上部洞體(1-1)、中部洞體(1-2)和下部洞體(1-3)的開挖輪廓線分別進行測量放線，同時對當前所施工開挖節(jié)段中上部洞體(1-1)、中部洞體(1-2)和下部洞體(1-3)的開挖面上需開設(shè)炮眼的數(shù)量和各炮眼的布設(shè)位置分別進行測量放線；所述當前所施工開挖面為所述后部隧道段中當前所施工開挖節(jié)段的開挖面；
所述上部洞體(1-1)的爆破開挖面分為左上爆區(qū)(1-11)和位于左上爆區(qū)(1-11)右側(cè)的右上爆區(qū)(1-12)，所述上部洞體(1-1)的爆破開挖面位于所述土石分界面下方；所述中部洞體(1-2)的爆破開挖面由左至右分為左爆區(qū)(1-21)、中爆區(qū)(1-22)和右爆區(qū)(1-23)，所述左爆區(qū)(1-21)和右爆區(qū)(1-23)對稱布設(shè)于中爆區(qū)(1-22)的左右兩側(cè)；
所述中爆區(qū)(1-22)為掏槽區(qū)且其上開有四組掏槽眼(1-4)，每組所述掏槽眼(1-4)均包括多個由上至下布設(shè)于同一豎直面上的掏槽眼(1-4)；四組所述掏槽眼(1-4)包括左右兩組對稱布設(shè)的內(nèi)側(cè)掏槽眼和左右兩組對稱布設(shè)的外側(cè)掏槽眼，兩組所述內(nèi)側(cè)掏槽眼均位于兩組所述外側(cè)掏槽眼之間；所述內(nèi)側(cè)掏槽眼與所述外側(cè)掏槽眼呈交錯布設(shè)；
所述左上爆區(qū)(1-11)左側(cè)、右上爆區(qū)(1-12)右側(cè)、左爆區(qū)(1-21)左側(cè)和右爆區(qū)(1-23)右側(cè)均由上至下設(shè)置有多個周邊眼(1-5)；
所述左爆區(qū)(1-21)和右爆區(qū)(1-23)上由左至右布設(shè)有三列輔助眼(1-6)，所述左爆區(qū)(1-21)和右爆區(qū)(1-23)上每列所述輔助眼(1-6)均包括多個由上至下布設(shè)于同一豎直面上的輔助眼(1-6)；所述左上爆區(qū)(1-11)和右上爆區(qū)(1-12)上均布設(shè)有上下兩排輔助眼(1-6)，所述左上爆區(qū)(1-11)和右上爆區(qū)(1-12)上每排所述輔助眼(1-6)均包括多個由左至右布設(shè)的輔助眼(1-6)；
所述隧道上洞體的爆破開挖面分為5個爆區(qū)，5個所述爆區(qū)分別為左上爆區(qū)(1-11)、右上爆區(qū)(1-12)、左爆區(qū)(1-21)、中爆區(qū)(1-22)和右爆區(qū)(1-23)；5個所述爆區(qū)中左爆區(qū)(1-21)和右爆區(qū)(1-23)同時起爆，左上爆區(qū)(1-11)和右上爆區(qū)(1-12)同時起爆，所述中爆區(qū)(1-22)、右爆區(qū)(1-23)和右上爆區(qū)(1-12)按由先至后的順序進行起爆；
所述掏槽眼(1-4)、周邊眼(1-5)和輔助眼(1-6)均為炮眼；
步驟302、鉆爆施工：根據(jù)步驟301中測量放線得出的各炮眼的布設(shè)位置，采用鉆孔設(shè)備對當前所施工開挖面上的所有炮眼分別進行鉆孔，再在鉆孔成型的各炮眼內(nèi)分別裝藥，裝藥完成后起爆進行爆破；
步驟303、上部洞體開挖：沿隧道縱向延伸方向由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的上部洞體(1-1)進行開挖；
由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的上部洞體(1-1)進行開挖時，采用運碴車由后向前將上部洞體(1-1)內(nèi)的洞渣運送至所施工隧道的隧道洞口外側(cè)，完成上部洞體(1-1)的開挖施工過程；
步驟304、中部洞體開挖：沿隧道縱向延伸方向由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的中部洞體(1-2)進行開挖；
由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的中部洞體(1-2)進行開挖時，采用運碴車由后向前將中部洞體(1-2)內(nèi)爆破后產(chǎn)生的碴石運送至所施工隧道的隧道洞口外側(cè)，完成中部洞體(1-2)的開挖施工過程；
步驟305、下部洞體開挖：沿隧道縱向延伸方向由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的下部洞體(1-3)進行開挖，完成一個所述開挖節(jié)段的開挖施工過程；
由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的下部洞體(1-3)進行開挖時，采用運碴車由后向前將下部洞體(1-3)內(nèi)爆破后產(chǎn)生的碴石運送至所施工隧道的隧道洞口外側(cè)，完成下部洞體(1-3)的開挖施工過程，獲得施工成型的隧道洞(1)；
所述前側(cè)隧道段中位于所述隧道下洞體內(nèi)的巖層(4)為需爆破巖層；
步驟四中對所述前側(cè)隧道段中的任一個所述開挖節(jié)段進行開挖施工時，過程如下：
步驟401、鉆爆施工：對所述前側(cè)隧道段中當前所施工開挖節(jié)段的所述需爆破巖層進行鉆爆施工；
步驟402、上部洞體開挖：沿隧道縱向延伸方向由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的上部洞體(1-1)進行開挖；
步驟403、中部洞體開挖：沿隧道縱向延伸方向由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的中部洞體(1-2)進行開挖；
步驟404、下部洞體開挖：沿隧道縱向延伸方向由后向前對當前所施工開挖節(jié)段的下部洞體(1-3)進行開挖，完成一個所述開挖節(jié)段的開挖施工過程，獲得施工成型的隧道洞(1)。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中鐵二十局集團第六工程有限公司，未經(jīng)中鐵二十局集團第六工程有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201911138650.1/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
