[發(fā)明專利]一種淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113338996A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔恒;王文正;付曉健;張艷秋;黃明利;趙欣;喬國剛;鄭雪梅;李維信;林雪冰;高俊星;吳洋;史永杰;李帥;馬巖
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市政建設(shè)集團有限責任公司;北京交通大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 呂生森

本發(fā)明提供了一種淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法及系統(tǒng)，包括沿掌子面的輪廓線向待挖隧道的圍巖內(nèi)布置多根超前導(dǎo)管，并通過超前導(dǎo)管向所述待挖隧道的圍巖注漿；從掌子面向待挖隧道內(nèi)布置多根錨桿；對掌子面進行挖掘；格柵拱架緊貼隧道圍巖按照預(yù)設(shè)間隔設(shè)置格柵拱架；將第一層鋼筋網(wǎng)與所述格柵拱架靠近隧道圍巖的內(nèi)側(cè)主筋綁扎，第二層鋼筋網(wǎng)與所述格柵拱架遠離隧道圍巖的外側(cè)主筋綁扎；噴射混凝土覆蓋格柵拱架、雙層鋼筋網(wǎng)和圍巖的間隙，形成初期支護。本發(fā)明的加固方法可以有效地保證掌子面穩(wěn)定性和控制圍巖變形程度，安全實現(xiàn)軟弱圍巖隧道機械化全斷面開挖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道挖掘技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，地鐵區(qū)間隧道修建主要采用淺埋暗挖法施工，由于淺埋暗挖法能有效的控制地表沉降，施工時地表下沉較小，且不占用街道路面，不影響地面交通，地下管路不需要拆遷和防護等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。但是隨著我國人口紅利的逐漸消失，勞動力成本越來越高，淺埋暗挖的缺點也慢慢顯現(xiàn)出來。淺埋暗挖法主要靠人工操作，機械化程度低。同時勞動效率低，安全風險高。淺埋暗挖法施工速度較慢，施工工藝受施工隊伍的技術(shù)水平限制，結(jié)構(gòu)防水也存在一些問題，淺埋暗挖法受各種因素制約，其施工質(zhì)量也得不到良好的保證，因此基于淺埋暗挖法的機械化集成快速施工是未來地鐵建設(shè)的發(fā)展趨勢。

采用先進的機械化集成設(shè)備修建地鐵區(qū)間隧道，依舊沿用原來的CD法、CRD法或臺階法開挖將不能充分發(fā)揮機械設(shè)備施工效率高的優(yōu)勢，機械化設(shè)備的集成應(yīng)用將失去開發(fā)意義，或者說“穿新鞋走老路”是行不通的。因此改進地鐵隧道開挖方法，在城市軟土地層中修建地鐵區(qū)間隧道采用機械化全斷面開挖的方法，在充分發(fā)揮機械設(shè)備施工速度快的優(yōu)勢的同時，提高施工質(zhì)量，減少人力成本，總體上提高城市地鐵隧道施工水平。

在城市軟土地層中的圍巖條件下，采用機械化全斷面開挖的，隧道的掌子面穩(wěn)定問題至關(guān)重要。一旦發(fā)生掌子面失穩(wěn)塌方，將極大地威脅掌子面附近施工人員的生命安全和開挖的機械設(shè)備安全，且失穩(wěn)塌方后，需較長時間恢復(fù)開挖施工，對施工進度的影響也非常大。

同時隧道開挖后，為控制圍巖應(yīng)力適量釋放和變形，增加結(jié)構(gòu)安全度和方便施工，隧道開挖后立即施作剛度較小并作為永久承載結(jié)構(gòu)一部分的結(jié)構(gòu)層，形成的初期支護也是支護結(jié)構(gòu)體系中控制圍巖變形最重要的措施。

因此，如何在城市軟土地層中的圍巖條件下，采用機械化全斷面開挖時，保證掌子面穩(wěn)定性和控制圍巖變形程度是目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法及加固結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的加固方法和加固結(jié)構(gòu)可以有效地保證掌子面穩(wěn)定性和控制圍巖變形程度，安全實現(xiàn)軟弱圍巖隧道機械化全斷面開挖。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法，包括：沿掌子面的輪廓線布置多根超前導(dǎo)管；通過所述超前導(dǎo)管向所述待挖隧道的圍巖內(nèi)注漿；在所述掌子面上布置延伸至所述待挖隧道內(nèi)的多根錨桿；對所述掌子面進行挖掘；在已挖隧道的圍巖內(nèi)壁上按照預(yù)設(shè)間隔距離設(shè)置格柵拱架；將第一層鋼筋網(wǎng)與所述格柵拱架靠近所述已挖隧道的圍巖的內(nèi)側(cè)主筋綁扎；將第二層鋼筋網(wǎng)與所述格柵拱架遠離所述已挖隧道的圍巖的外側(cè)主筋綁扎；以及向所述已挖隧道的內(nèi)壁噴射混凝土覆蓋所述格柵拱架、所述第一層鋼筋網(wǎng)和所述已挖隧道的圍巖之間的間隙、以及所述第二層鋼筋網(wǎng)和所述已挖隧道的圍巖之間的間隙，形成初期支護。

作為上述技術(shù)的進一步改進：

優(yōu)選的，在所述沿掌子面的輪廓線布置多根超前導(dǎo)管之前，所述淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法還包括：向所述掌子面噴射用混凝土覆蓋所述掌子面。

優(yōu)選的，所述在所述掌子面上布置延伸至所述待挖隧道內(nèi)的多根錨桿之前，所述淺埋暗挖法施工隧道全斷面加固方法還包括：再次向所述掌子面噴射用混凝土。