專利名稱：人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道施工方法領(lǐng)域，具體為一種人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法。
背景技術(shù)：
在國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大潮中，隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，各類鐵路、公路和地下工程建設(shè)取得長足進(jìn)步，目前，鐵路及公路隧道己建長度達(dá)五千五百公里之多，其建設(shè)速度、規(guī)模均為世界之冠，如:滬蓉西高速公路的八字嶺隧道、漆樹槽隧道、膠州灣及廈門翔安海底隧道、北京奧林匹克公園地下環(huán)形隧道、京滬高速鐵路、水電站地下廠房、礦山井巷等工程的興建，大規(guī)模的建造速度推動(dòng)了隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工的快速進(jìn)步和發(fā)展，產(chǎn)生了各種復(fù)雜的隧道，其中，在隧道內(nèi)設(shè)置分岔口形成雙連拱隧道是一種新穎的隧道形式，雖在設(shè)計(jì)之初一般均應(yīng)盡量避免，但在特殊地段，修建分岔式隧道結(jié)構(gòu)已在所難免。目前國內(nèi)外對(duì)在隧道內(nèi)設(shè)置分岔口形成雙連拱隧道結(jié)構(gòu)形式的施工，受力分析、施工順序、控制爆破等尚處于總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)積累階段，已建成的分岔式隧道中依然存在著很多問題，但其與傳統(tǒng)的雙向獨(dú)立式隧道相比，在節(jié)約投資、線路展線、滿足特殊功能需求方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，無論是在中西部的高山峽谷地段為節(jié)省橋梁的工程投資還是因立體換乘需要而修建的地鐵車站、地下立交、城市快速路接線工程均涉及到分岔雙連拱隧道形式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，在隧道大斷面快速分岔雙連拱隧道采用中導(dǎo)洞開挖法，首先對(duì)隧道大斷面進(jìn)行中導(dǎo)洞開挖與臨時(shí)支護(hù)，中導(dǎo)洞設(shè)置有中隔墻，在中導(dǎo)洞的導(dǎo)坑貫通后，從雙連拱隧道終點(diǎn)位置開始依次灌注中墻，同時(shí)加強(qiáng)中隔墻的水平推力平衡；而后在中墻施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始開挖右線隧道上部巖體，并施作初期支護(hù)，在右線隧道上臺(tái)階超前5 6m時(shí)，開挖右線隧道下部巖體，立即施作初期支護(hù)，在滯后下臺(tái)階一定距離后，及時(shí)施作仰拱及右線隧道隧底填充；待右線隧道貫通后，依次開挖左線隧道上部巖體與左線隧道下部巖體；最后整體灌注右線隧道和左線隧道二次襯砌。在本發(fā)明中，中隔墻分基礎(chǔ)和墻身，墻身為薄壁砼結(jié)構(gòu)，采用鋼模板橫豎帶穿拉桿支撐，并與圍巖支撐加固，泵送混凝土澆筑，在正洞開挖前澆筑完成。在本發(fā)明中，中導(dǎo)洞的高度比中隔墻高0.5m,以防止中隔墻頂部空腔太多。在本發(fā)明中，中導(dǎo)洞臨時(shí)支護(hù)拱部內(nèi)采用Φ42小導(dǎo)管注水泥漿(L=2.5m、@1.2X1.2m)，拱部及邊墻位置采用噴錨掛網(wǎng)支護(hù)(網(wǎng)噴C25砼厚15cm、Φ8鋼筋網(wǎng)§25 X 25cm);確保拱部頂緊巖面，噴砼要逐層噴實(shí)，盡快施作正洞仰拱及正洞二次襯砌，使中隔墻與臨時(shí)支護(hù)體系形成一個(gè)共同體承受荷載，加大中隔墻抵抗不平衡推力的能力。
在本發(fā)明中，中隔墻的施工順序與中導(dǎo)洞開挖順序相反，從雙連拱隧道起點(diǎn)位置依次澆注中隔墻砼，在工期緊的情況下可采用從中隔墻中間到兩端同時(shí)施工。在本發(fā)明中，中隔墻施工時(shí)，在其頂部采用C30混凝土回填密實(shí)，確保承受圍巖荷載時(shí)受力均勻。在本發(fā)明中，為中隔墻的水平推力平衡，左線隧道與右線隧道開挖施工一前一后錯(cuò)開20m，不能齊頭并進(jìn)。在本發(fā)明中，每步臺(tái)階一次開挖長度<2m。有益效果
(1)本發(fā)明在隧道大斷面快速分岔雙連拱隧道采用中導(dǎo)洞開挖法，而后在中導(dǎo)洞灌注中隔墻，待中隔墻能夠承載后，開挖左右兩側(cè)隧道，并采用人字形結(jié)構(gòu)，在雙連拱隧道終點(diǎn)位置合二為一，大大加快了連拱隧道的施工進(jìn)度，縮短了連拱隧道隧道的施工工期，同時(shí)，縮短了整個(gè)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間，保證了隧道的施工安全；
(2)本發(fā)明與傳統(tǒng)的雙向獨(dú)立式隧道相比，在節(jié)約投資、線路展線、滿足特殊功能需求方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)；
(3)本發(fā)明在左線隧道與右線隧道挖完后，整體灌注右線隧道和左線隧道二次襯砌，減少了施工縫，有利于保證施工質(zhì)量；
(4)本發(fā)明施工方法可廣泛應(yīng)用于地鐵車站、地下立交、城市快速路接線工程施工。


圖1為本發(fā)明中隧道大斷面與分岔段平面布置圖。
`
圖2為本發(fā)明中施工工序立體截面示意圖。圖3為本發(fā)明中施工工序平面示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1、圖2、圖3的人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其具體施工工序如下: 第一步:
(I)中導(dǎo)洞開挖及支護(hù)中導(dǎo)洞為開挖左線隧道與右線隧道兩側(cè)正洞的輔助導(dǎo)洞，其斷面寬度為5.5m、斷面高度為6.13m，施工中中導(dǎo)洞的高度比中隔墻高出0.5m,以防止中隔墻頂部空腔太多；中導(dǎo)洞作為較長時(shí)間施工主要通道，臨時(shí)支護(hù)是確保施工安全的主要措施，中導(dǎo)洞臨時(shí)支護(hù)拱部采用Φ42小導(dǎo)管注水泥漿(L=2.5m、il.2X1.2m)，拱部及邊墻位置采用噴錨掛網(wǎng)支護(hù)(網(wǎng)噴 C25 砼厚 15cm、Φ8 鋼筋網(wǎng) §25X 25cm)；
中導(dǎo)洞開挖后形成的是臨時(shí)輪廓線，在擴(kuò)挖左線隧道與右線隧道兩側(cè)正洞后不再存在，中導(dǎo)洞的拱頂是正洞擴(kuò)挖時(shí)巖體的支承點(diǎn)，在臨時(shí)支護(hù)時(shí)確保中導(dǎo)洞拱部頂緊巖面，噴砼逐層噴實(shí)，盡快施作正洞仰拱及正洞二次襯砌，使中隔墻與臨時(shí)支護(hù)體系形成一個(gè)共同體承受荷載，加大中隔墻抵抗不平衡推力的能力；
(2)導(dǎo)坑貫通后，從雙連拱隧道終點(diǎn)位置開始，依次灌注中墻
中隔墻砼的施工順序剛好和中導(dǎo)洞開挖順序相反，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，施工從雙連拱隧道起點(diǎn)位置向雙連拱隧道終點(diǎn)方向依次澆注中隔墻砼；但在工期緊的情況下可采用從中隔墻中間到兩端同時(shí)施工；
中隔墻是雙連拱隧道區(qū)別于分離式隧道的標(biāo)志性構(gòu)造，中隔墻墻身采用鋼模板橫豎帶穿拉桿支撐，并與圍巖支撐加固，泵送混凝土澆筑；中隔墻澆筑完成后，距中導(dǎo)洞拱頂留有高約30 40厘米、寬度為100 120厘米的空隙，空隙在左線隧道與右線隧道兩側(cè)正洞擴(kuò)挖前二次澆筑填滿；澆筑時(shí)采用與中隔墻相同等級(jí)的干硬性C30混凝土，立模時(shí)預(yù)留插搗小窗，仔細(xì)振搗，確?；炷恋拿軐?shí)，并且要與中導(dǎo)洞拱頂?shù)呐R時(shí)支護(hù)密貼；
中隔墻施工時(shí)，在其頂部采用C30混凝土回填密實(shí)，確保承受圍巖荷載時(shí)受力均
勻；
(3)中隔墻的水平推力平衡
為減小開挖施工的相互影響，左線隧道與右線隧道開挖施工，不能齊頭并進(jìn)，須一前一后錯(cuò)開20m左右，這樣在左右線隧道兩個(gè)開挖面之間一側(cè)正洞的初期支護(hù)已完；而另一側(cè)支護(hù)還未施工，該段中隔墻必須要受到一個(gè)向未開挖一側(cè)的水平推力，為了中隔墻的施工安全，在中隔墻上采用臨時(shí)支撐，橫撐支點(diǎn)距中墻頂2m，縱向間距1.5m左右，必須支撐牢固，開挖另一側(cè)時(shí)再拆除，以防止中隔墻因右側(cè)隧道初期支護(hù)后，受力抗彎破壞。第二步:
(I)中墻施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開挖右線隧道上部巖體，并施作初期支護(hù)，初期支護(hù)是為了解決隧道在施工期間的穩(wěn)定和安全的工程措施，初期支護(hù)施作后即成為永久性承載結(jié)構(gòu)的一部分，它與圍巖共同構(gòu)成了永久的隧道結(jié)構(gòu)承載體系；
(2)右線隧道上臺(tái)階超前5 6m，開挖右線隧道下部巖體，并及時(shí)施作初期支護(hù)，在右線隧道上部巖體施工支 護(hù)完成并進(jìn)行右線隧道下部巖體開挖時(shí)，拱腳位置應(yīng)預(yù)先采取加固措施，打鎖腳錨桿或注漿錨管，防止由于下部開挖拱腳失穩(wěn)拱架下沉引起坍塌；
(3)滯后下臺(tái)階一定距離后，及時(shí)施作仰拱及隧底填充；各步臺(tái)階一次開挖長度< 2m。下臺(tái)階開挖后仰拱應(yīng)緊跟。第三步:
(1)待右線隧道貫通后，依次開挖左線隧道上部巖體和左線隧道下部巖體；
(2)其他工序同第二步。第四步:
在左線隧道與右線隧道挖完后，整體灌注左線隧道與右線隧道二次襯砌。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其特征在于，在隧道大斷面快速分岔雙連拱隧道采用中導(dǎo)洞開挖法，首先對(duì)隧道大斷面進(jìn)行中導(dǎo)洞開挖與臨時(shí)支護(hù)，中導(dǎo)洞設(shè)置有中隔墻，在中導(dǎo)洞的導(dǎo)坑貫通后，從雙連拱隧道終點(diǎn)位置開始依次灌注中墻，同時(shí)加強(qiáng)中隔墻的水平推力平衡；而后在中墻施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始開挖右線隧道上部巖體，并施作初期支護(hù)，在右線隧道上臺(tái)階超前5 6m時(shí)，開挖右線隧道下部巖體，立即施作初期支護(hù)，在滯后下臺(tái)階一定距離后，及時(shí)施作仰拱及右線隧道隧底填充；待右線隧道貫通后，依次開挖左線隧道上部巖體與左線隧道下部巖體；最后整體灌注右線隧道和左線隧道二次襯砌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其特征在于，中隔墻分基礎(chǔ)和墻身，墻身為薄壁砼結(jié)構(gòu)，采用鋼模板橫豎帶穿拉桿支撐，并與圍巖支撐加固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其特征在于，中導(dǎo)洞的聞度比中隔墻聞0.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其特征在于，中導(dǎo)洞臨時(shí)支護(hù)拱部內(nèi)為小導(dǎo)管注水泥漿，拱部及邊墻位置為噴錨掛網(wǎng)支護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其特征在于，中隔墻的施工順序與中導(dǎo)洞開挖順序相反，從雙連拱隧道起點(diǎn)位置依次澆注中隔墻砼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，其特征在于，左線隧道與右線隧道 開挖施工一前一后錯(cuò)開20m。
全文摘要
人字形隧道斷面快速挖擴(kuò)施工方法，在隧道大斷面快速分岔雙連拱隧道采用中導(dǎo)洞開挖法，首先對(duì)隧道大斷面進(jìn)行中導(dǎo)洞開挖與臨時(shí)支護(hù)，中導(dǎo)洞設(shè)置有中隔墻，在中導(dǎo)洞的導(dǎo)坑貫通后，從雙連拱隧道終點(diǎn)位置開始依次灌注中墻，同時(shí)加強(qiáng)中隔墻的水平推力平衡；而后在中墻施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始開挖右線隧道與左線隧道正洞；在右線隧道與左線隧道正洞挖完后，整體灌注右線隧道和左線隧道二次襯砌。本發(fā)明并采用人字形結(jié)構(gòu)，在雙連拱隧道終點(diǎn)位置合二為一，大大加快了連拱隧道的施工進(jìn)度，縮短了連拱隧道隧道的施工工期，同時(shí)，縮短了整個(gè)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間，保證了隧道的施工安全，有效節(jié)約投資。
文檔編號(hào)E21D9/00GK103244130SQ20131021229
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者楊小禮, 劉義立, 梁橋, 任高峰 申請(qǐng)人:中南大學(xué)