[发明专利]一种适用于Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道的临时竖撑加强分步开挖施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体一种Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道的临时竖撑加强分步开挖施工方法，尤其适用于对地表沉降要求较为严格的城市超浅埋隧道。

背景技术

随着城市基础设施建设规模的扩大，越来越多的超浅埋暗挖隧道需要投入建设。超浅埋暗挖隧道由于拱顶岩土层较浅，不能形成有效的应力拱，极易造成拱顶变形过大，地表沉降超标等问题。轻则增加支护费用，拖慢进度，重则威胁隧道内及地表人员的安全。加之城市本身人员、建构筑物密集的环境特点，对于修建隧道造成的地表沉降要求极为严格，控制超浅埋暗挖隧道的沉降成为隧道施工中必须考虑的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于一种适用于Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道的临时竖撑加强分步开挖施工方法，以解决现有技术在开挖Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道时拱顶变形大，地表沉降易超标的问题。

一种适用于Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道的临时竖撑加强分步开挖施工方法，将待开挖隧道断面分为三层四个部分，分步依次开挖，包括以下步骤：

1）施作超前支护后，开挖位于隧道掌子面上部的上台阶，施作拱部型钢支架，拱部型钢支架左右两侧拱脚分别使用锁脚锚杆固定；将上台阶临时型钢竖撑顶端与拱部型钢支架拱顶相连接，将上台阶临时型钢竖撑下端支撑于下台阶基岩上；上台阶基岩表面喷射混凝土；

2）待上台阶开挖深度达到10-15米后，开挖下台阶左侧，开挖完毕后，施作下台阶左侧型钢支架，下台阶左侧型钢支架顶端与拱部型钢支架底端连接，下台阶左侧型钢支架底端使用锁脚锚杆固定，下台阶左侧基岩表面喷射混凝土；

3）待下台阶左侧开挖深度达到5-6米后，开挖下台阶右侧，开挖完毕后，施作下台阶右侧型钢支架，下台阶右侧型钢支架顶端与拱部型钢支架底端连接；下台阶右侧型钢支架底端使用锁脚锚杆固定；施作下台阶临时型钢竖撑，下台阶临时型钢竖撑顶端与上台阶临时型钢竖撑底端连接，下台阶临时型钢竖撑下端支撑于仰拱基岩上，下台阶右侧基岩表面喷射混凝土；

4）待下台阶右侧开挖深度达到5-6米后，开挖仰拱，开挖完毕后，施作仰拱型钢支架，仰拱型钢支架左右两侧顶端分别与下台阶左侧型钢支架、下台阶右侧型钢支架底端连接；施作仰拱临时型钢竖撑，仰拱临时型钢竖撑顶端与下台阶临时型钢竖撑底端连接，仰拱临时型钢竖撑下端与仰拱型钢支架底部连接；仰拱基岩表面喷射混凝土。

进一步的，步骤1）中上台阶每次开挖进尺为1~2米；步骤2）中下台阶左侧每次开挖进尺为1~2米；步骤3）中下台阶右侧每次开挖进尺为1~2米。

进一步的，步骤4)中仰拱每次开挖进尺为3米。

进一步的，拱部型钢支架、下台阶左侧型钢支架、下台阶右侧型钢支架、仰拱型钢支架、上台阶临时型钢竖撑、下台阶临时型钢竖撑、仰拱临时型钢竖撑均为H型钢。

进一步的，上台阶临时型钢竖撑、下台阶临时型钢竖撑、仰拱临时型钢竖撑均为150mm×150mm尺寸的H型钢，钢竖撑之间采用螺栓加法兰盘连接，钢竖撑与基岩之间的缝隙用钢板塞密实。

进一步的，拱部型钢支架、下台阶左侧型钢支架、下台阶右侧型钢支架、仰拱型钢支架之间均为螺栓加法兰盘连接，四个钢支架组成一个封闭的环形。

本发明的有益效果：

1）本适用于Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道的临时竖撑加强分步开挖施工方法，针对超浅埋暗挖隧道上覆土厚度小，不能形成有效应力拱的地质特点，在隧道传统台阶法开挖的过程中，及时施作临时型钢竖撑，利用型钢的竖向支撑力，和初期支护一起构成隧道的初支体系，大大加强了整个初支体系的竖向抗压刚度，可以有效减少拱顶变形和地表沉降，保证Ⅳ级围岩超浅埋暗挖隧道施工过程中洞内和地表人员的安全。

2）同时，随着后方二衬的跟进，临时型钢竖撑还可以拆卸用于前方新开挖隧道部分的竖向支撑使用，节约了钢材，降低了成本。

3）本发明与传统Ⅳ级围岩台阶法开挖相比，在成本略为增加的条件下，大大减少了隧道拱顶变形和地表沉降，极大地增强了隧道施工过程中的安全性。

附图说明

图1为发明中开挖施工横向截面的结构示意图（正视图）；

图2为发明中开挖施工纵向截面的结构示意图（侧视图）。

符号说明：