[发明专利]一种隧道施工的开挖支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道施工的开挖支护方法，特别指适用于古岩堆地质V、VI级围岩隧道、玄武岩地质隧道的开挖支护方法。

背景技术

地球表面存在着大量的山脉，特别是我国西部，主要是以山区为主。由于风蚀、雨水、地震等作用，使山体崩塌形成大量的岩堆地质段。而铁路、公路工程，由于速度、线型的要求，不可避免地要以隧道的形式穿越这些岩堆地质段。古岩堆地质自稳能力极差、粘聚力差，存在不均匀沉降，属于不稳定岩体。在这种地质条件下，隧道施工过程中，地层应力重新分布，对隧道初期支护结构形成巨大竖向和侧向压力，如果施工方法不当，就会引起初期支护下沉和水平收敛值过大，导致初期支护结构侵入二次衬砌净空。目前，在古岩堆地质中施工隧道存在两难，即“开挖难”、“支护难”。我国隧道施工开挖有多种施工方法，但针对古岩堆地质隧道开挖支护方法几乎为空白，没有成文的施工工法。如何使隧道安全、快速地穿越古岩堆地质、玄武岩地质，探求一种在不良地质条件下新的施工方法是隧道安全施工工程的新课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在不良地质条件下提供一种隧道施工的开挖支护方法，这种方法是在三台阶开挖方法的基础上配合十字钢架临时支护，也就是“十字钢架支护开挖法”。

本发明的技术问题由如下方案解决：一种隧道施工的开挖支护方法，本方法是在三台阶开挖方法的基础上配合十字钢架临时支护，其特征是：在隧道开挖断面内，将隧道分部分块开挖，第一步开挖隧道上台阶弧形导坑，施作拱部初期支护和临时竖向钢架支撑；第二步施工一侧的中台阶并施作封闭的初期支护和接立临时竖向钢架支撑、临时横向钢架支撑，再开挖隧道另一侧的中台阶并施作封闭的初期支护和临时横向钢架支撑；第三步分别开挖左右两块下部、底部，形成隧道初期支护和临时竖向支撑网状封闭稳定支护，形成封闭的支护体系，最后组合成一个完整的隧道断面，各部位的开挖和支护沿隧道纵向错开、平行推进的施工方法进行。

本发明的优点是：1、开挖分部断面大，提供了足够的施工机械空间，便于施工机械操作，施工机械参与施工，降低了施工人员的劳动强度，提供了施工效率，加快了开挖速度。2、本方法与常规CRD开挖法施工方法不同，上台阶采用一次开挖成型，能够使上台阶拱部一次达到设计轮廓尺寸，及时完成初期支护，减少了对拱部围岩的二次扰动，提高了拱部围岩的自稳能力，快速形成拱形受力效应，确保了下部施工开挖的安全。3、初期支护工序简单，易于操作，缩短初期支护施做时间，初期支护成型快。初期支护在较短时间成形，控制了围岩的变形松弛，使围岩快速成为支护体系的组成部分。4、本开挖支护方法与CRD开挖法相比，减少了中隔壁及临时仰拱施工所需要的拱架制作及安装时的锚杆、喷射混凝土的工序，以及拆除中隔壁所需的人力、物力、时间，同时也避免了CRD开挖法中隔壁支护开挖难以成型的缺点。本开挖支护方法大大降低了施工成本，缩短了施工工期。5、这种施工开挖方法既适用于玄武岩、古岩堆地质V、VI级围岩隧道施工，也同时适用于黄土隧道和其它不良地质围岩隧道的施工。

附图说明

图1是本发明的施工工艺流程图

图2是十字钢架临时支护开挖正面示意图

图3是十字钢架法开挖平面示意图

具体实施方式

第一步：上台阶开挖支护1施作①部超前小导管；2①部环形机械开挖、人工修整，①部掌子面喷射砼封闭，3①部初喷4cm厚混凝土；4①部挂钢筋网；5①部安设初期支护钢架，安设①部系统锚杆和锁脚锚管；6①部喷射初期支护；7挖除①部核心土，临时竖向钢架支护；

第二步：中台阶开挖支护1②部、③部机械错开开挖、人工修整；2②部、③部掌子面喷射砼封闭；3②部、③部初喷4cm厚混凝土；4②部、③部挂钢筋网；5②部、③部安设初期支护钢架，安设②部、③部系统锚杆和锁脚锚管；6②部、③部喷射初期支护；7挖除②部、③部之间的核心土，接临时中台阶竖向钢架支护；8联接②部、③部临时横向钢架。

第三步：下台阶开挖支护1④部、⑤部机械错开开挖、人工修整；2④部、⑤部掌子面喷射砼封闭；3④部、⑤部初喷4cm厚混凝土；4④部、⑤部挂钢筋网；5④部、⑤部安设初期支护钢架，安设④部、⑤部系统锚杆和锁脚锚管；6④部、⑤部喷射初期支护；7挖除④部、⑤部之间的核心土，接临时下台阶竖向钢架支护；

第四步：隧道底部开挖支护1⑥部、⑦部机械错开开挖、人工修整；2⑥部、⑦部初喷4cm厚混凝土；3开挖预留隧底核心土，接隧底竖向钢架；4⑥部、⑦部安设初期支护钢架；5⑥部、⑦部喷射初期支护；