[發明專利]超薄巖層特大跨度高鐵隧道開挖施工方法

有效

• 申請號: 202210738194.X
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN114810099B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 楊玉銀;符長安;李光明;劉吉新;楊帆;來淑梅;李凱;高偉
• 申請（專利權）人: 中國電建市政建設集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21D11/00;E21D11/10;F42D3/04
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 劉東

本發明提供了超薄巖層特大跨度高鐵隧道開挖施工方法，屬于地下工程技術領域，包括以下步驟，S1、確定開挖區域，將洞頂巖層厚度7 m以下的洞段劃定為超薄巖層洞段，采用臺階法開挖；S2、確定支護方案，加密超前注漿的小導管環向間距，搭接長度≥1.2 m；S3、穩定掌子面圍巖，上臺階開挖掌子面應預留核心土；S4、確定爆破方案，控制爆破振動對圍巖穩定，小導管孔用作減振孔，取消頂拱周邊光面爆破孔，增加保護層；S6、采用機械輔助處理局部欠挖，使開挖輪廓至設計開挖線，以滿足一次支護斷面要求。本發明安全、可靠、進度快、成本低。

技術領域

本發明屬于地下工程技術領域，涉及超薄巖層特大跨度高鐵隧道開挖施工方法。

背景技術

在高鐵隧道開挖施工中，遇到超淺埋覆蓋層或洞頂圍巖地質條件很差，易發生塌方冒頂的洞段，常規設計主要采用中管棚結合超前小導管的聯合支護方法，同時進一步縮小隧道開挖單循環進尺，以保證隧道開挖過程中的安全穩定。但這就大大提高了隧道開挖的施工成本，同時延長了隧道開挖工期。如何在不采用中管棚、不縮短單循環進尺的條件下，完成某高鐵某隧道特大跨度超薄巖層洞段的開挖，就成了本發明研究的課題。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種超薄巖層特大跨度高鐵隧道開挖施工方法。本發明解決了以上背景技術中存在的問題，將小導管孔用作減振孔，取消頂拱周邊光面爆破孔，增加保護層，在不采用超前中管棚的條件下成功地解決了超薄巖層洞段開挖的難題，并且安全、可靠、進度快、成本低。

為解決上述技術問題，本發明超薄巖層特大跨度高鐵隧道開挖施工方法，包括以下步驟，

S1、確定開挖區域，將洞頂巖層厚度7.0 m以下的洞段劃定為超薄巖層洞段，采用臺階法開挖；

S2、在不采用超前中管棚的條件下確定支護方案，在原 級圍巖設計支護方案基礎上，將超前注漿的小導管環向間距加密，搭接長度≥1.2 m，整個開挖過程中確保小導管的單根設計長度和環向間距；

S3、穩定開挖過程中掌子面圍巖，在超薄巖層段開挖時，上臺階開挖掌子面應預留核心土，核心土的高度要求≥4.0 m，保證不因頂拱超前小導管從巖土內脫落導致支護失敗；

S4、確定爆破方案，控制爆破振動對圍巖穩定的影響，將小導管孔用作減振孔，取消頂拱周邊光面爆破孔，增加保護層，根據掌子面圍巖軟硬情況，在設計開挖輪廓線與外圈崩落孔之間設置40-60 cm厚的保護層，保護層厚度根據巖石堅固系數f值大小選取：當巖石堅固系數f＞3.0時，取保護層厚度40cm；當巖石堅固系數3.0≥f＞1.5時，取保護層厚度40~45cm；當巖石堅固系數1.5≥f＞0.5時，取保護層厚度45~55cm；當巖石堅固系數f≤0.5時，取保護層厚度55~60cm；

S5、采用機械輔助處理局部欠挖，使開挖輪廓至設計開挖線，以滿足一次支護斷面要求。

進一步的，在步驟S1中，臺階法開挖的上部開挖高度6.7 m，開挖斷面面積76.38m²，頂拱部位不設置周邊光爆孔，總體炸藥單耗控制在0.37 kg/m³以內。

進一步的，在步驟S2中，初始階段按開挖單循環進尺1.8 m進行爆破試驗，每茬炮必須預留核心土，核心土底寬≥5.0 m，高≥4.0 m。

進一步的，超前注漿小導管的直徑為42 mm，將超前注漿小導管環向間距加密至30cm，外漏長度50 cm，搭接長度≥1.2 m，小導管長度達到3.5 m。

進一步的，小導管鉆孔采用手風鉆，鉆孔直徑Φ50 mm；管內采用注漿機注入1:1水泥漿。

進一步的，步驟S4中，小導管減振孔間距取U=20-30 cm，它取決于超前小導管間距，確保小導管開孔精度控制在±2 cm內。