本技術屬于隧道施工，具體涉及一種淺埋隧道開挖及初期支護施工方法。

背景技術：

1、隧道建設行業(yè)是一個龐大且重要的領域，涵蓋了交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道、軍事隧道等多種類型。這個行業(yè)與城市化進程、基礎設施建設以及交通需求增長密切相關，具有廣闊的市場前景和巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诮洕l(fā)展版圖中，公路交通如同國家的血脈，貫通著每一個角落，連接著城鄉(xiāng)的繁榮。作為提升交通流暢度和行車安全性的關鍵環(huán)節(jié)，公路隧道在其中扮演著不可或缺的角色。伴隨著城市化步伐的加快和區(qū)域經濟一體化的推進，公路隧道建設的需求也呈現出穩(wěn)健的增長態(tài)勢。這樣的發(fā)展背景，不僅凸顯了公路隧道建設行業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，更使得其研究價值愈發(fā)顯著。

技術實現思路

1、本技術的目的在于：本技術提供了一種淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，基于傳統(tǒng)開挖方法“新奧法”的原理，改善了傳統(tǒng)的開挖及支護工藝，由超前支護、隧道開挖掘進施工、隧道初期支護幾大工序組成，來進行針對淺埋隧道的施工作業(yè)，以便于最大限度地保持隧道周邊圍巖的原有巖體強度，既可以提高施工效率，提高隧道結構的穩(wěn)定性和安全性，還有助于減少支護材料的用量，降低工程成本。

2、本技術目的通過下述技術方案來實現：

3、一種淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，包括如下步驟：

4、步驟s01，洞頂截水溝開挖、砌筑及洞口排水工程；

5、步驟s02，洞口土石方開挖，邊仰坡和成洞面臨時防護；

6、步驟s03，進口進洞輔助措施施工；

7、步驟s04，洞身開挖；

8、步驟s05a，洞身初期支護；步驟s05b，出口邊仰坡管棚施工；

9、步驟s06，仰拱和回填施工；

10、步驟s07a，洞身防排水施工；步驟s07b，明洞模筑襯砌施工，洞門施工；

11、步驟s08，二次襯砌；

12、步驟s09，洞內路面。

13、進一步的，根據權利要求1所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：洞口工程包括洞口排水工程施工、洞口邊仰坡施工、管棚施工、明洞施工和端墻式洞門施工；

14、洞口排水工程施工：洞口防排水的工程有邊仰坡開挖線外截水天溝、側墻角及洞外排水溝和端墻頂水溝，并與隧道工程洞外道路排水系統(tǒng)順接；截水天溝坡度根據地形設置，距邊仰坡開挖邊沿不小于5m，坡度不小于3％；隧道洞口段邊仰坡坡頂的截水溝結合永久排水系統(tǒng)先行修建，并在隧道進洞前施作完成，出水口須防止順坡散流；隧道洞口排水口須與洞外道路排水管網組成排水系統(tǒng)，其水流不得沖刷道路和破壞環(huán)境；洞口截水天溝以內的地表水通過端墻頂水溝引入道路排水管溝；截水溝位于邊仰坡開挖線5m外，邊坡保證平整、穩(wěn)定、嚴禁貼坡；縱坡嚴格按圖施工，溝底平整，排水暢通，無阻水現象。

15、進一步的，根據權利要求2所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：洞口邊仰坡施工：洞口邊坡坡率與洞外路基協(xié)調一致，隧道施工完成后對外露的臨時邊仰坡進行綠化，使其與周邊自然環(huán)境相協(xié)調；為防止坡面巖體或土體的風化剝落或失穩(wěn)，同時不破壞和改變坡面原有地貌形態(tài)和植被生長條件，對洞頂上方存在有落石、崩塌危險的坡面采取清除措施；工藝流程為：測量放線→邊仰坡開挖→檢查坡度及穩(wěn)定情況→初噴混凝土→鉆孔→清孔→安裝砂漿錨桿→鋪設鋼筋網→噴射混凝土。

16、進一步的，根據權利要求2所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：管棚施工：管棚施工前先施工套拱，利用套拱作為管棚的固定端并進行導向，同時借助混凝土套拱穩(wěn)定仰坡面山體；測量放樣，標定套拱與暗洞開挖分界線；進行套拱拱部及邊仰坡開挖和整修，并按設計要求進行邊仰坡加固處理，套拱位置開挖時預留洞身核心土；套拱在明洞輪廓線以外緊貼掌子面施作，套拱施工時，先支立安裝鋼拱架，鋼架各單元由連接板固定成型，單元間隧道進出口采用管棚進行超前支護；鉆孔采用管棚鉆機，一次性打入，鉆進施工過程中，采用短鉆桿多次加桿接長的方法；注漿采用水泥漿分段注漿；鋼架間設縱向連接鋼筋，鋼架外表面的連線坡度與管棚的外插角一致；導向管安裝完成后兩端用止?jié){塞堵塞，防止混凝土流入管內；套拱采用混凝土澆筑，套拱內外模及堵頭模板均采用木?；蛑衲z板加工安裝，套拱底部模板采用鋼支撐定位，搭設鋼管進行加固并支撐穩(wěn)固，確保模板位置準確，混凝土澆筑時不變形，導向墻頂部40°范圍內不采用外模板，采用人工收面的方式以保證結構面平整光潔；混凝土采用商品混凝土，混凝土罐車運輸混凝土至現場，由混凝土泵車泵送混凝土入模，施工時嚴格控制澆筑順序，并于混凝土初凝前澆筑完成；為使混凝土澆注過程中不產生過大偏心荷載，混凝土澆筑時，左右兩側交替上升，且兩側混凝土面高差不超過50cm；混凝土澆筑過程中對模板支撐進行觀察，發(fā)現變形進行處理，確保套拱的位置準確；待套拱混凝土強度達到85％時開始長管棚施工。

17、進一步的，根據權利要求2所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：明洞施工：隧道明洞施工遵循連貫性原則，開挖后襯砌，襯砌后回填，避免邊坡暴露在外，增強洞口的穩(wěn)定性；明洞襯砌用于進、出口明挖段，采用鋼筋混凝土結構；在進行結構計算時，設計荷載考慮回填土荷載、結構自重及施工荷載，仰拱及采用素砼回填的邊墻部分考慮地基彈性抗力；在進行明洞施工過程中，嚴格按圖施工，邊墻部素砼回填密實，頂部回填土對稱回填，不容許超過設計回填厚度及設計回填土橫坡，以保證結構工作條件與結構設計模式的吻合；工藝流程為：洞口段及基槽開挖支護→基底物探及承載力實驗→仰拱施工→填充混凝土→模板臺車就位→模板檢查→鋼筋綁扎→立設外模板→澆筑襯砌混凝土→施做防水層、連接排水管道→拱頂回填；

18、端墻式洞門施工：隧道進出口均采用端墻式洞門，采用鋼筋混凝土結構，墻身與明洞襯砌采用鋼筋連接；工藝流程：施工準備截排水溝施工→洞口段及洞門基礎開挖→基底承載力檢測→綁扎鋼筋、支立模板→預留孔洞檢查→澆筑鋼筋混凝土→拆?！暯优潘O施→施做洞門銘牌。

19、進一步的，根據權利要求1所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：洞身開挖的施工工序為：利用上一循環(huán)架立的鋼架施作超前支護；開挖第一部→掌子面噴混凝土→施作第一部導坑周邊的初期支護和臨時支護→施作系統(tǒng)錨桿后復噴混凝土至設計厚度；在滯后于第一部設定距離，開挖第二部→掌子面噴混凝土→施作第二部導坑周邊的初期支護和臨時支護→施作系統(tǒng)錨桿后復噴混凝土至設計厚度；在滯后于第二部設定距離，開挖第三部→掌子面噴混凝土→施作第三部導坑周邊的初期支護掌子面噴混凝土和臨時支護→施作系統(tǒng)錨桿后復噴混凝土至設計厚度；在滯后第三部開挖設定距離后開挖第四部，其施作步驟及工序同第一部；在滯后第四部設定距離后，開挖第五部，其施作步驟及工序同第二部；在滯后第五部設定距離后，開挖第六部，其施作步驟及工序同第三部；根據監(jiān)控量測結果，待初期支護收斂后，拆除臨時鋼架，整體式灌注底部仰拱及仰拱填充混凝土；待仰拱長度滿足二次襯砌施工長度后，利用整體式液壓襯砌模板臺車一次性澆筑二次襯砌；

20、洞身開挖的出洞施工：

21、工藝流程：出洞施工順序為出口施工準備→出口截水天溝及臨時排水→出口邊仰坡施工→出口導向墻施工→出口大管棚施工→洞內向出口出洞→明洞、洞門施工；出口段洞口工程施工工藝及參數同進口段；出洞前，必須做好隧道進口截水天溝、臨時排水措施及邊仰坡防護措施后施作導向墻，待出口大管棚施工并注漿完畢后，采用噴射混凝土封閉洞口；

22、導坑施工：提前做好出口洞口排水、邊仰坡防護、管棚施工，在確認出洞口邊坡穩(wěn)定、不存在坍塌、滑坡的地質災害影響的前提下，方可繼續(xù)開挖；出口段洞身每次開挖后，觀察開挖面的層理、裂隙情況，判斷圍巖穩(wěn)定性情況，開挖后施作初期支護，初期支護緊跟掌子面，嚴禁盲目掘進；為確保出洞口安全，在距離貫通面設定距離，減慢開挖速度，隨時觀察；左側上導坑開挖出洞后，對其進行初期支護，完成安全出洞；上導坑出洞施工完成后，其余各導坑向洞口逐步推進，完成出洞施工；

23、洞口工程：出洞后，完成明洞、洞門的洞口工程的施工。

24、進一步的，根據權利要求1所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：支護包括超前小導管支護、初期支護和臨時支護；

25、超前小導管支護工藝流程為：施工準備→測量定位→鉆孔作業(yè)→清孔→鉆孔驗收→合格后下管、封堵孔口，不合格則返回鉆孔作業(yè)→噴混凝土封堵工作面→連接、調試注漿管路→注漿作業(yè)→注漿效果分析→滿足要求則管尾與鋼架焊接→結束；注漿效果分析→不滿足要求則調整注漿參數→漿液制備→注漿作業(yè)；施工準備→小導管制備→下管、封堵孔口；施工準備→原材料進廠檢驗→漿液配比設計→注漿試驗→漿液制備→注漿作業(yè)；

26、初期支護工藝流程為：圍巖開挖→找頂→洞身巖面初噴噴射混凝土→架設鋼架→打設徑向錨桿→掛設鋼筋網→復噴混凝土至設計厚度→檢查驗收；

27、臨時支護工藝流程為：施工準備→鉆孔→清孔→送錨固卷→推進錨桿、攪拌錨固卷→錨固劑達到強度。

28、進一步的，根據權利要求1所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：仰拱和回填施工包括調平層施工：明洞開挖完成后進行仰拱施工，避免雨水浸泡基坑；開挖的基礎承載力達到設計要求或經處理后達到設計要求后方可進行調平層施工；

29、鋼筋加工與綁扎：鋼筋間采用焊接搭接；在內外層環(huán)向受力鋼筋之間設置構造限位鋼筋，限位鋼筋與環(huán)向受力鋼筋、分布鋼筋焊接；在洞門處預埋雙層鋼筋與洞門連接；襯砌鋼筋符合設計及規(guī)范要求；鋼筋在加工彎制前調直；鋼筋表面的油漬、鐵銹清楚干凈；鋼筋拉直、彎鉤、彎折、彎曲采用冷加工；鋼筋按照仰拱弧形在洞外事先制作好，鋼筋安裝時橫向鋼筋與縱向鋼筋的每個節(jié)點筋均必須進行綁扎或焊接；相鄰主筋搭接位置錯開；鋼筋的連接點在縱橫向筋的交叉連接處，必須進行綁扎或焊接；

30、安裝模板：模板安裝時要保證支撐牢固，拼縫嚴密，不會產生脹模及漏漿現象，模板安裝完成后檢查中線、高程、斷面和凈空尺寸；模板與混凝土接觸面必須涂刷隔離劑；

31、混凝土澆筑：混凝土澆筑前，必須將基底石渣、污物和基坑內積水排出干凈，嚴禁向有積水的基坑內傾倒混凝土；必須控制混凝土的塌落度、和易性參數，采用強制式混凝土攪拌機拌和，并配有電子計量儀，混凝土的輸送采用混凝土輸送車，以防混凝土在運輸過程中發(fā)生離析，采用振動式振搗器先振搗仰拱最底部，而后逐漸往洞身拱腳處振搗，保證混凝土的密實性；

32、仰拱回填：仰拱填充混凝土在仰拱已澆筑混凝土初凝后進行，填充混凝土澆筑分二次進行：第一次先安裝路緣石及模板，澆筑至水溝底標高；第二次安裝水溝模板、綁扎水溝及路緣石鋼筋后，澆筑至設計標高；填充混凝澆筑采用輸送泵，人工振動棒搗固，施工中保證仰拱混凝土澆注厚度；仰拱回填注意控制頂面高程，避免侵入路面結構層。

33、進一步的，根據權利要求1所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：洞身防排水施工：防水卷材施工準備；防水卷材的固定：防水卷材采用無釘鋪設，即利用熱風焊槍將裁剪好的卷材熱熔粘貼在塑料圓墊片上；將卷材固定于塑料圓墊片上時，不得拉緊或出現鼓包，陰陽角部位的卷材要與轉角部位密貼，以免影響灌注混凝土的尺寸或將卷材拉破；防水卷材接縫焊接；防水卷材的防護措施，避免破壞；中埋式止水帶施工；背貼式止水帶施工。

34、進一步的，根據權利要求1所述的淺埋隧道開挖及初期支護施工方法，其特征在于：二次襯砌工藝流程為：噴砼面處理→排水盲管安裝→報驗，不合格則重新噴砼面處理→合格則鋪設防水板→報驗，不合格則重新鋪設防水板→合格則鋼筋制造安裝→報驗，不合格則重新鋼筋制造安裝→合格則二次襯砌臺車就位→去污、刷脫模劑→臺車定位→預埋件安裝→立堵頭板、安止水帶→報驗，不合格則重新臺車定位→合格則灌注砼→養(yǎng)護后脫模→脫模后繼續(xù)養(yǎng)護。

35、本技術的有益效果：

36、(1)本技術采用“新奧法”原理，施工中將隧道分為左右兩部分進行開挖，先在隧道一側采用三部分層開挖，施作初期支護和中隔墻臨時支護，再分臺階開挖隧道另一側，并進行相應的初期支護的施工方法。中隔墻法將大斷面隧道施工分隔為小斷面洞室施工，縮短了對開挖圍巖的早期施工時間，從而扼止開挖圍巖應力變化，有利于隧道安全施工。將隧道分隔為多洞室施工，增加了施工作業(yè)面，合理地組織施工，有利于加快大斷面不良地質隧道施工進度。

37、(2)軟弱圍巖是隧道施工中經常遇到的不利地質條件，其對隧道結構的穩(wěn)定性和安全性構成嚴重威脅。中隔墻法通過增加支撐結構，提高隧道的整體剛度和穩(wěn)定性，從而能夠更好地適應軟弱圍巖環(huán)境。此外，該方法還可以通過調整支撐參數和施工工藝，靈活應對不同軟弱程度的圍巖。

38、(3)在軟弱地層或城市密集區(qū)進行隧道施工時，地表沉降是一個必須嚴加控制的關鍵因素。中隔墻法通過增加支撐結構，能夠有效地分散和傳遞隧道開挖產生的荷載，減小對周圍土體的擾動，從而顯著抑制地表沉降。這對于保護地面建筑物、道路和管線的安全至關重要。

39、前述本技術主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本技術可采用并要求保護的方案；且本技術，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領域技術人員在了解本技術方案后根據現有技術和公知常識可明了有多種組合，均為本技術所要保護的技術方案，在此不做窮舉。