[發明專利]軟弱地層淺埋大斷面隧道進出洞支護結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202110353596.3
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112963179A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 金寶;牛作會;李大建;逯朋;王文玉;王傳平;宋子祺;張繼雷;徐陽;朱智勇
• 申請（專利權）人: 濟南城建集團有限公司;濟南軌道城建管片制造有限公司;山東匯通建設集團有限公司;濟南市市政工程建設集團有限公司;山東匯友市政園林集團有限公司;山東泉建工程檢測有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D9/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明涉及一種軟弱地層淺埋大斷面隧道進出洞支護結構及其施工方法，支護結構包括上臺階套拱，套拱內預埋套管，并通過套管由套拱向山體內打設隧道拱頂圓弧形管棚組合，隧道進出洞口山體內在弧形管棚下部兩端之間還固定有打設在上臺階和下臺階之間的水平管棚，水平管棚中部上方與隧道拱頂圓弧形管棚之間還打設有豎向設置且呈弧形的中間上管棚，水平管棚中部下方與下臺階仰拱拱底之間還打設有與中間上管棚連接的中間下管棚。本發明步驟簡單，可操作性強，節約用地，經濟效益和社會效益顯著。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，具體涉及一種軟弱地層淺埋大斷面隧道進出洞支護結構及其施工方法。

背景技術

隨著城市的發展，地面道路已經不能滿足日益增長的車輛交通，唯有修建地下道路來緩解。考慮城市地面空間有限，地下道路的進出洞口段落的覆土深度一般較淺。并且地質條件較差，施工開挖斷面較大，如果在地下水位較淺的地區，進出洞口段的施工就十分困難。

如何安全完成地下道路進出洞口的施工就是制約地下道路貫通的關鍵。需要重點解決一下問題：

1、隧道進出洞口埋深較淺，覆土一般為城市回填土或垃圾土，非原狀土，土體的自穩性較差，如果不進行預先支護很難進行開挖；

2、地下道路目前為適應城市的快速發展，預留洞室的孔徑較大，導致開挖斷面較大，鑒于圍巖穩定較差，不能同步開挖采用分斷面多導洞開挖；

3、根據隧道開挖原則：“早進洞、晚出洞”，盡早完成洞口段的開挖支護工序是工程順利進行的的關鍵。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種軟弱地層淺埋大斷面隧道進出洞支護結構及其施工方法，節約了開挖支護時間，大大提高了施工效率，在掌子面在施工過程中取得了較好的社會、經濟效益。

本發明是通過如下技術方案實現的：

提供一種軟弱地層淺埋大斷面隧道進出洞支護結構，包括上臺階套拱，套拱內預埋套管，并通過套管由套拱向山體內打設有隧道拱頂弧形管棚，山體內在隧道拱頂弧形管棚下部兩端之間還固定有打設在上臺階和下臺階之間的水平管棚，水平管棚中部上方與隧道拱頂弧形管棚拱頂之間還打設有豎向設置且呈弧形的中間上管棚，水平管棚中部下方與下臺階仰拱拱底之間還打設有與中間上管棚固定的中間下管棚。

進一步的，中間上管棚和中間下管棚關于水平管棚對稱設置。

進一步的，中間上管棚和中間下管棚在同側的內弧形面還設置有鋼拱架。

一種使用軟弱地層淺埋大斷面隧道進出洞支護結構的施工方法，包括沿掌子面開挖輪廓線，施作上臺階套拱并預埋套管，還包括以下步驟：

a、打設管棚：同時打設隧道拱頂弧形管棚、水平管棚和中間上管棚，并施工注漿；

b、上臺階施工：上臺階采用左右側兩個導洞按步距分別開挖土體并進洞10~15m；

c、下臺階管棚施工：水平管棚中部下方與下臺階仰拱拱底之間打設與中間上管棚固定的中間下管棚，并施工注漿；

d、下臺階施工：開挖土體完成初期支護，隧道進出洞口段開挖閉合成環。

進一步的，步驟a中，隧道拱頂弧形管棚通過套管由套拱向山體內打設，水平管棚打設在上臺階和下臺階之間且連接弧形管棚下部兩端，中間上管棚呈弧形，打設在水平管棚中部上方與弧形管棚拱頂之間。

進一步的，管棚采用自進式管棚鉆機分段打設，每節段長度3m，根據進出洞口段的設計長度，一次打設距離不小于30m。

進一步的，在步驟b之后且步驟c之前，首先在洞門掌子面施做洞門環框梁，并預埋大管棚打設的導向管，然后進行管棚施工。

本發明的有益效果：