專利名稱：一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，特別涉及一種雙上側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行隧道施工的方法。
背景技術(shù)：
隧道施工一般采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，又稱雙側(cè)壁導(dǎo)洞法或眼鏡工法。屬于新奧法的 一個(gè)分支，以新奧法基本原理為依據(jù)。新奧法施工基本原理充分利用圍巖的自承能力和開 挖面的空間約束作用，采用以錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行加固，約 束圍巖的松弛和變形，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控、測(cè)量來指導(dǎo)地下工程的設(shè)計(jì)與施工。新奧法的主要原則(1)充分保護(hù)圍巖，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。(2)充分發(fā)揮圍巖的自承能力。(3)盡快使支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合。(4)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工?？啥笠馗爬椤吧贁_動(dòng)、早噴錨、快封閉、勤測(cè)量。在利用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖導(dǎo)坑時(shí)，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，導(dǎo)坑斷面近似橢園，周 邊輪廓園順，避免應(yīng)力集中。初期支護(hù)采用格柵鋼架、掛網(wǎng)、噴混凝土柔性支護(hù)體系，及時(shí)施 作，使斷面及早閉合，以充分利用圍巖的自承能力，控制圍巖變形。建立一整套圍巖支護(hù)結(jié) 構(gòu)監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行信息化施工管理，隨時(shí)掌握施工過程中的動(dòng)態(tài)變化，合理安排，調(diào)整 施工工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)，確保施工安全。開挖面分部形式如圖1所示，一般將斷面分成四塊左側(cè)壁導(dǎo)坑01、右側(cè)壁導(dǎo)坑 02、上部核心土 03、下臺(tái)階04。側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸應(yīng)本著充分利用臺(tái)階的支撐作用，并考慮機(jī)械 設(shè)備和施工條件而定。但寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3。高度以到起拱線為宜，這樣， 導(dǎo)坑可分二次開挖和支護(hù)，不需要架設(shè)工作平臺(tái)，人工架立鋼支撐也較方便。導(dǎo)坑與臺(tái)階的 距離沒有硬性規(guī)定，但一般應(yīng)以導(dǎo)坑施工和臺(tái)階施工不發(fā)生干擾為原則，所以在短隧道中 可先挖通導(dǎo)坑，而后再開挖臺(tái)階。上、下臺(tái)階的距離則視圍巖情況參照短臺(tái)階法或超短臺(tái)階 法擬定。左、二號(hào)導(dǎo)坑錯(cuò)開的距離，應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不 致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定。施工作業(yè)順序?yàn)椋虎匍_挖一側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)地將其初次支護(hù)閉合。②相隔適當(dāng)距離后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初次支護(hù)。③開挖上部核心土，建造拱部初次支護(hù)，拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初次支護(hù)上。④開挖下臺(tái)階，建造底部的初次支護(hù)，使初次支護(hù)全斷面閉合。⑤拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)。⑥建造內(nèi)層襯砌。優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí)，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法所引起 的地表沉陷僅為短臺(tái)階法的1/2。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雖然開挖斷面分塊多，擾動(dòng)大，初次支護(hù)全 斷面閉合的時(shí)間長，但每個(gè)分塊都是在開挖后立即各自閉合的，所以在施工中間變形幾乎 不發(fā)展。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工安全，但速度較慢，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法， 該方法開挖時(shí)，將隧道橫斷面分成一號(hào)導(dǎo)坑、二號(hào)導(dǎo)坑、上部核心土，一號(hào)下臺(tái)階和二號(hào)下 臺(tái)階分時(shí)進(jìn)行開挖，所述的一號(hào)導(dǎo)坑與一號(hào)下臺(tái)階，所述的二號(hào)導(dǎo)坑與二號(hào)下臺(tái)階的分界 線為起拱線，開挖過程包括以下步驟A、清理掌子面，定出開挖面，設(shè)置超前支護(hù)；B、開挖一號(hào)導(dǎo)坑，在所述的一號(hào)導(dǎo)坑外側(cè)設(shè)置初期支護(hù)，內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)；C、與開挖所述的一號(hào)導(dǎo)坑錯(cuò)開開挖二號(hào)導(dǎo)坑，在所述的二號(hào)導(dǎo)坑外側(cè)設(shè)置初期支 護(hù)，內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)；D、與開挖所述的二號(hào)導(dǎo)坑錯(cuò)開開挖止部核心土，在其頂部設(shè)置初期支護(hù)，拆除所 述的臨時(shí)支護(hù)；E、與開挖上部核心土錯(cuò)開開挖一號(hào)下臺(tái)階和二號(hào)下臺(tái)階，設(shè)置初期支護(hù)使其閉合 成環(huán)。具體的，上述的一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法中步驟C中，與開挖所述的一號(hào) 導(dǎo)坑錯(cuò)開15m以上開挖二號(hào)導(dǎo)坑。步驟D中，與開挖所述的二號(hào)導(dǎo)坑錯(cuò)開30m以上開挖上 部核心土。步驟E中，與開挖上部核心土錯(cuò)開隧道高度的2倍加10m以上，開挖一號(hào)下臺(tái)階 和二號(hào)下臺(tái)階。進(jìn)一步的，上述的一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法中步驟E中，先撤除一號(hào)導(dǎo)坑 上的部分臨時(shí)支護(hù)，開挖一號(hào)下臺(tái)階，并設(shè)置其周邊的初期支護(hù)部分，設(shè)置左側(cè)仰拱，然后， 撤除一號(hào)導(dǎo)坑上的部分臨時(shí)支護(hù)，開挖二號(hào)下臺(tái)階，并設(shè)置其周邊的初期支護(hù)部分，使整個(gè) 初期支護(hù)閉合成環(huán)，設(shè)置右側(cè)仰拱。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)隧道橫斷面起拱線位置在拱腳處，此處受土體壓力較小，受 力簡單；同時(shí)拱腳處有索腳錨桿，能夠穩(wěn)定型鋼初支和增強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性，上導(dǎo)坑自穩(wěn)能力較 好，便于上下斷面的各自施工，經(jīng)濟(jì)效益顯著。故該技術(shù)以起拱線為界，將隧道橫斷面分為 上下兩部分。上部分采用改進(jìn)后的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，將大斷面隧道分成左右導(dǎo)洞先后緊 隨施工，然后放坡開挖核心土，既減小了開挖斷面跨度，核心土又能起到支撐作用。下部分 分左右幅先后開挖，并及時(shí)施作仰拱及填充層，最后施作拱墻拱頂二次襯砌，與圍巖及初期 支護(hù)進(jìn)入共同工作狀態(tài)。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較為詳細(xì)的描述。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工的隧道橫截面示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例施工的隧道橫截面示意圖。
圖中，01、左側(cè)壁導(dǎo)坑，02、右側(cè)壁導(dǎo)坑，03、上部核心土，04、下臺(tái)階，1、一號(hào)導(dǎo)坑，
2、二號(hào)導(dǎo)坑，3、上部核心土，4、下臺(tái)階，41、一號(hào)下臺(tái)階，42、二號(hào)下臺(tái)階，6、起拱線，7、超前 支護(hù)，8、初期支護(hù)，9、臨時(shí)支護(hù)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，本實(shí)施例是一種大跨徑隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，本實(shí)施例是一種跨 徑為超過十米的大跨徑隧道施工的方法，該方法開挖時(shí)，將隧道橫斷面分成一號(hào)導(dǎo)坑1、二 號(hào)導(dǎo)坑2、上部核心土 3，一號(hào)下臺(tái)階41和二號(hào)下臺(tái)階42分時(shí)進(jìn)行開挖，如圖2所示，所述 的一號(hào)導(dǎo)坑1與一號(hào)下臺(tái)階41，所述的二號(hào)導(dǎo)坑2與二號(hào)下臺(tái)階42的分界線為起拱線6， 開挖過程包括以下步驟A、清理掌子面，定出開挖面，設(shè)置超前支護(hù)7 ；超前支護(hù)7分為三個(gè)部份，分別位于一號(hào)導(dǎo)坑1、上部核心土 3和二號(hào)導(dǎo)坑2上面， 可以在清理掌子面、定出開挖面時(shí)一并設(shè)置也可以分時(shí)設(shè)置，在開挖一號(hào)導(dǎo)坑1前，在洞口 大管棚上設(shè)置其上的部分超前支護(hù)7，在開挖二號(hào)導(dǎo)坑2前，設(shè)置二號(hào)導(dǎo)坑2上面的部分超 前支護(hù)7，同樣，在后來開挖上部核心土 3前，設(shè)置其上的部分超前支護(hù)7。B、開挖一號(hào)導(dǎo)坑1，在所述的一號(hào)導(dǎo)坑1外側(cè)設(shè)置初期支護(hù)8，內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù) 9 ；初期支護(hù)8在完成隧道施工時(shí)，是在隧道周圍一個(gè)閉合成環(huán)狀的支護(hù)，根據(jù)工程 進(jìn)展情況，又分為一號(hào)導(dǎo)坑1、二號(hào)導(dǎo)坑2、上部核心土 3，一號(hào)下臺(tái)階41和二號(hào)下臺(tái)階42外 側(cè)5個(gè)部份，在完成一號(hào)導(dǎo)坑1、二號(hào)導(dǎo)坑2、上部核心土 3，一號(hào)下臺(tái)階41和二號(hào)下臺(tái)階42 的開挖的同時(shí)，在其外側(cè)分別設(shè)置，臨時(shí)支護(hù)9主要是在開挖一號(hào)導(dǎo)坑1、二號(hào)導(dǎo)坑2時(shí)，為 了支護(hù)上部核心土 3而設(shè)置的，在開挖一號(hào)導(dǎo)坑1、二號(hào)導(dǎo)坑2的同時(shí)，在上部核心土 3的外 側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)9，以保護(hù)上部核心土 3 C、與開挖所述的一號(hào)導(dǎo)坑1錯(cuò)開15m以上，開挖二號(hào)導(dǎo)坑2，在所述的二號(hào)導(dǎo)坑2 外側(cè)設(shè)置初期支護(hù)8，內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)9 ；一號(hào)導(dǎo)坑1和二號(hào)導(dǎo)坑2的先后順序可以互換，一號(hào)導(dǎo)坑1可以是隧道物理上的 左側(cè)導(dǎo)坑，也可以是隧道物理上的右側(cè)導(dǎo)坑，同樣二號(hào)導(dǎo)坑2可以是隧道物理上的左側(cè)導(dǎo) 坑，也可以是隧道物理上的右側(cè)導(dǎo)坑。D、與開挖所述的二號(hào)導(dǎo)坑2錯(cuò)開30m以上，開挖上部核心土 3，在其頂部設(shè)置初期 支護(hù)8;上部核心土 3頂部的初期支護(hù)8部分為拱形。E、拆除所述的臨時(shí)支護(hù)9，與開挖上部核心土 3錯(cuò)開隧道高度的2倍加10m以上， 開挖一號(hào)下臺(tái)階41和二號(hào)下臺(tái)階42，設(shè)置初期支護(hù)8使其閉合成環(huán)。本步驟中，先撤除一號(hào)導(dǎo)坑1上的部分臨時(shí)支護(hù)9，開挖一號(hào)下臺(tái)階41，并設(shè)置其 周邊的初期支護(hù)8部分，設(shè)置左側(cè)仰拱，然后，撤除一號(hào)導(dǎo)坑2上的部分臨時(shí)支護(hù)9，開挖二 號(hào)下臺(tái)階42，并設(shè)置其周邊的初期支護(hù)8部分，使整個(gè)初期支護(hù)8閉合成環(huán)，設(shè)置右側(cè)仰拱。與一號(hào)導(dǎo)坑1和二號(hào)導(dǎo)坑2 —樣，一號(hào)下臺(tái)階41和二號(hào)下臺(tái)階42也沒有順序的 要求。本實(shí)施例的大跨徑雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法適用于軟硬圍巖相間，以起拱線為界線將隧道橫斷面分為上下兩部分，上部分圍巖為V級(jí)或比V級(jí)差的、下部分圍巖為比V級(jí)好的 單向三車道及以上的公路與城市道路隧道施工。以下是采用本實(shí)施例的施工方法進(jìn)行的公路施工案例某市快速路一期工程該快速路一期工程路線總長9. 7km，設(shè)計(jì)車速80km/h，隧道三座，其中第一隧道山 嶺段、第二隧道、第三隧道，設(shè)計(jì)均為分離式左右線，雙向六車道的隧道，其中第三隧道左線 北洞口段157米，設(shè)計(jì)為單向四車道，橫斷面寬度為20. 685米。2、某區(qū)北通道市政工程隧道隧道設(shè)計(jì)采用分離式左右線隧道，雙向六車道的隧道。3、某區(qū)北通道市政工程隧道該隧道設(shè)計(jì)采用分離式左右線隧道，雙向六車道的隧道。上述隧道的V級(jí)圍巖及V級(jí)以上圍巖段，均采用此施工方法，施工期間未出現(xiàn)任何 生產(chǎn)安全事故，隧道收斂值、沉降值均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，工程質(zhì)量得到保證。推廣應(yīng)用前景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大跨徑隧道將大量出現(xiàn)，而軟硬圍巖相間的 情況又普遍存在，為保證施工安全，降低施工成本，加快施工進(jìn)度，本技術(shù)將被廣泛運(yùn)用。利用本實(shí)施例的施工方法，經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。經(jīng)濟(jì)效益與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工相比，每延米減少I 14臨時(shí)型鋼支撐193kg，約 1809元，減少噴射混凝土 1. Im3，約4161元，合計(jì)節(jié)約成本5970元/延米。社會(huì)效益本發(fā)明實(shí)施例的方法采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法與臺(tái)階法相結(jié)合進(jìn)行施工，既 能保證施工安全，又能降低造價(jià)，加快施工進(jìn)度，且圍巖變形幾乎不發(fā)展，能夠滿足對(duì)變形 要求嚴(yán)格的項(xiàng)目施工。環(huán)保及節(jié)能效益本發(fā)明實(shí)施例的方法在軟弱圍巖部分采取機(jī)械開挖，在仰拱較 硬圍巖部分可采取微爆破，施工噪音相對(duì)較低，對(duì)環(huán)境影響很小。
權(quán)利要求
一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，該方法開挖時(shí)，將隧道橫斷面分成一號(hào)導(dǎo)坑(1)、二號(hào)導(dǎo)坑(2)、上部核心土(3)，一號(hào)下臺(tái)階(41)和二號(hào)下臺(tái)階(42)分時(shí)進(jìn)行開挖，其特征在于所述的一號(hào)導(dǎo)坑(1)與一號(hào)下臺(tái)階(41)，所述的二號(hào)導(dǎo)坑(2)與二號(hào)下臺(tái)階(42)的分界線均為起拱線(6)，開挖過程包括以下步驟A、清理掌子面，定出開挖面，設(shè)置超前支護(hù)(7)；B、開挖一號(hào)導(dǎo)坑(1)，在所述的一號(hào)導(dǎo)坑(1)外側(cè)設(shè)置初期支護(hù)(8)，內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)(9)；C、與開挖所述的一號(hào)導(dǎo)坑(1)錯(cuò)開開挖二號(hào)導(dǎo)坑(2)，在所述的二號(hào)導(dǎo)坑(2)外側(cè)設(shè)置初期支護(hù)(8)，內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)(9)；D、與開挖所述的二號(hào)導(dǎo)坑(2)錯(cuò)開開挖上部核心土(3)，在其頂部設(shè)置初期支護(hù)(8)；E、拆除所述的臨時(shí)支護(hù)(9)，與開挖上部核心土(3)錯(cuò)開開挖一號(hào)下臺(tái)階(41)和二號(hào)下臺(tái)階(42)，設(shè)置初期支護(hù)(8)使其閉合成環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，其特征在于步驟C中，與 開挖所述的一號(hào)導(dǎo)坑(1)錯(cuò)開15m以上開挖二號(hào)導(dǎo)坑(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，其特征在于步驟D中，與 開挖所述的二號(hào)導(dǎo)坑(2)錯(cuò)開30m以上開挖上部核心土(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，其特征在于步驟E中，與 開挖上部核心土(3)錯(cuò)開隧道高度的2倍加10m以上，開挖一號(hào)下臺(tái)階(41)和二號(hào)下臺(tái)階 (42)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，其特征在于 步驟E中，先撤除一號(hào)導(dǎo)坑(1)上的部分臨時(shí)支護(hù)(9)，開挖一號(hào)下臺(tái)階(41)，并設(shè)置其周 邊的初期支護(hù)(8)部分，設(shè)置左側(cè)仰拱，然后，撤除一號(hào)導(dǎo)坑(2)上的部分臨時(shí)支護(hù)(9)，開 挖二號(hào)下臺(tái)階(42)，并設(shè)置其周邊的初期支護(hù)(8)部分，使整個(gè)初期支護(hù)(8)閉合成環(huán)，設(shè) 置右側(cè)仰拱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種隧道雙上側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，該方法開挖時(shí)，將隧道橫斷面分成一號(hào)導(dǎo)坑、二號(hào)導(dǎo)坑、上部核心土，一號(hào)下臺(tái)階和二號(hào)下臺(tái)階分時(shí)進(jìn)行開挖，所述的一號(hào)導(dǎo)坑與一號(hào)下臺(tái)階，所述的二號(hào)導(dǎo)坑與二號(hào)下臺(tái)階的分界線為起拱線。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是以起拱線為界，將隧道橫斷面分為上下兩部分。上部分采用改進(jìn)后的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，將大斷面隧道分成左右導(dǎo)洞先后緊隨施工，然后放坡開挖核心土，既減小了開挖斷面跨度，核心土又能起到支撐作用。下部分分左右幅先后開挖，并及時(shí)施作仰拱及填充層，最后施作拱墻拱頂二次襯砌，與圍巖及初期支護(hù)進(jìn)入共同工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)E21D9/00GK101858220SQ20101018824
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者曹泊宇, 王志明, 肖營, 胡倫煒, 閆星佑, 陳志龍, 韋廣華 申請(qǐng)人:深圳市建設(shè)(集團(tuán))有限公司