[發(fā)明專利]上軟下硬地層導(dǎo)洞非爆開挖施工方法

在審

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• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114483054A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李現(xiàn)朋;王阿龍;李恩雷;張強(qiáng);婁志豪;張萬洲;何列;梁廣勝;馬瑞升;董鋒利;桂斌;袁慶典
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;中鐵隧道股份有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/14
• 代理公司: 鄭州盈派知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41196
• 代理人: 張曉輝;樊羿

本發(fā)明公開了一種上軟下硬地層導(dǎo)洞非爆開挖施工方法，以解決導(dǎo)洞非爆開挖施工技術(shù)中存在的開挖進(jìn)度慢、超欠挖控制難度大的技術(shù)問題；本發(fā)明包括以下步驟：S1，超前地質(zhì)勘探；S2，超前支護(hù)；S3，土層開挖支護(hù)；S4，超欠挖控制孔；S5，巖層開挖支護(hù)；S6，仰拱封閉；本發(fā)明充分利用多種成熟種設(shè)備組合施工，各工序可緊密銜接，提高了施工效率，縮短了工期，減少了隧道超挖，降低了施工成本，解決了上軟下硬復(fù)合地層施工風(fēng)險高、進(jìn)度慢、總體施工難度大的問題，同時有效的控制了上部軟弱地層沉降變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種上軟下硬地層導(dǎo)洞非爆開挖施工方法。

背景技術(shù)

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，公共交通僅僅依靠地面空間已經(jīng)無法滿足人們的出行需求，修建地下鐵道是城市發(fā)展的必然結(jié)果，更是緩解交通擁堵，鼓勵公交出行的必要措施；地鐵線路多存在著淺埋下穿中心城區(qū)主干道和建筑物的情況，這些地段隧道施工采用較多的仍是鉆爆法施工。為保證地表居民、構(gòu)筑物和建筑物安全，鉆爆法施工必須采用爆破震動控制技術(shù)。但即便是很先進(jìn)的爆破震動控制技術(shù)，也只能是最大限度地降低爆破震動，且爆破震動振速控制波動性較大，易對居民造成影響。在地表建筑物林立的城市環(huán)境下進(jìn)行淺埋隧道掘進(jìn)施工時，對于下穿地表抗震等級低的構(gòu)筑物困難地段，或者不允許產(chǎn)生爆破震動的地段，非爆破開挖往往成為一種不得不選用的手段。

非爆破巖石開挖的手段有無聲破碎劑開挖方法、銑挖機(jī)銑挖法、劈裂機(jī)劈裂法、盾構(gòu)法、掘進(jìn)機(jī)(TBM)法、自由斷面掘進(jìn)機(jī)法、取芯成孔法等。這些施工方法，要么需要臨空面，工效低，要么設(shè)備投入太大，對于短距離的困難地段來說是不經(jīng)濟(jì)的，單一的施工方法很難解決復(fù)合地層隧道開挖問題，尤其是上軟下硬不規(guī)則地層，存在著開挖進(jìn)度慢、超欠挖控制難度大等問題。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種上軟下硬地層導(dǎo)洞非爆開挖施工方法，以解決非爆開挖施工技術(shù)中存在的開挖進(jìn)度慢、超欠挖控制難度大的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計一種上軟下硬地層導(dǎo)洞非爆開挖施工方法，包括以下步驟：

S1,在開挖前對掘進(jìn)范圍內(nèi)的不良地質(zhì)段進(jìn)行勘測，確定上軟下硬地層的具體位置區(qū)域；

S2，開挖至臨近上軟下硬區(qū)域時，對導(dǎo)洞拱部施做管棚支護(hù)，防止施工時拱頂出現(xiàn)掉塊；

S3，以巖土層界面為基準(zhǔn)面，利用小型挖機(jī)對上臺階土層部分進(jìn)行開挖，在開挖完成后安裝上臺階異形拱架，然后施做鎖腳錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，并噴射混凝土漿；

S4，在掌子面周邊采用淺孔鉆機(jī)增設(shè)控制孔，根據(jù)循環(huán)進(jìn)尺，模擬計算鉆孔角度，沿開挖輪廓線長短交錯布置；

S5，下臺階巖層部分采用懸臂掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)開挖；

S6，在掌子面開挖一段距離后開始利用懸臂掘進(jìn)機(jī)開挖仰拱；

S7，重復(fù)上述S3～S6開挖下一循環(huán)。

優(yōu)選的，所述管棚支護(hù)采用加密大管棚，管棚間距為15～20cm，直徑為Φ108mm。

優(yōu)選的，所述管棚的斷面采用拱部外擴(kuò)的方式，將拱部開挖輪廓線整體向上外擴(kuò)80～100cm，邊墻輪廓線不變。

優(yōu)選的，在所述步驟S3中，開挖進(jìn)尺控制在0.5～1m之間，上臺階與下臺階布局控制在3m以內(nèi)。

優(yōu)選的，所述異形拱架安裝包括以下步驟：

1）首先根據(jù)上臺階尺寸提前加工異形鋼架，異形鋼架分節(jié)時，拱腳短節(jié)鋼架間隔10～15cm ；

2）異形鋼架安裝前，先測量待支護(hù)上臺階端面尺寸，以上臺階拱腳落在巖層為基準(zhǔn)，選擇拱腳短節(jié)鋼架；

3）若存在少量欠挖，采用炮機(jī)鑿除處理；若存在超挖，采用方木或型鋼墊實(shí)。