[发明专利]适于膨胀土地区浅埋暗挖隧道的施工方法

权利要求书

1.适于膨胀土地区浅埋暗挖隧道的施工方法，包括以下步骤：

(1)浅埋暗挖施工准备工作；

(2)开挖区膨胀土天然含水量的检测并判断是否满足冻结条件；

(3)冻结孔及冻结控制系统的布置；

(4)对土体进行冻结形成冻结隔离圈；

(5)使冻结隔离圈内开挖土体失水收缩，与冻结隔离圈外土体产生缝隙，冻结隔离圈内外土体脱离连接；

(6)土体开挖；

(7)施作支护并及时封闭成环；

(8)施作防水；

(9)解除对冻结隔离圈土体的冻结，并撤出冻结系统；

(10)隧道开挖完成后对隧道内壁进行二次衬砌。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述浅埋暗挖施工准备工作的具体做法是，对隧道沿线预备开挖区土体进行钻土取样，检验地质条件，并进行测量放线及施工所需设备线路准备。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述开挖区膨胀土天然含水量的检测的具体做法是，通过对开挖区膨胀土土体天然含水量进行实验检测结果判断膨胀土的含水量是否满足土体冻结条件，如不满足，则需要采取措施，使得开挖区及周围一定范围内土体吸水膨胀并使含水量不低于10％。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述冻结孔及冻结控制系统的布置的具体做法是，采用隧道工程施工时的冻结隔离圈控制系统，沿隧道开挖面四周布置冻结孔；具体实施方法为：首先测量放样，之后在设计孔位上做好标记，用凿岩机或煤电钻钻孔，钻孔孔径比冻结孔直径大3～5mm；成孔后，将冻结管及数据探测采集器按设计要求插入孔中，插入长度不小于设计长度的90％。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述对土体进行冻结形成冻结隔离圈的具体做法是，视隧道开挖区膨胀土体的含水量情况对隧道开挖面四周一定范围内土体进行冻结，以使在隧道洞口开挖面周围含水土体冻结形成冻结隔离圈，冻结施工中认真填写冻结记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工工作面的状态；该种冻结隔离圈能够隔离开挖面内土体与冻结隔离圈外土体之间的连接，并起到隔水作用及一定的超前支护作用。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述的使冻结隔离圈内外土体脱离连接关系的具体做法是，在开挖面冻结隔离圈形成后，采取失水措施，使得冻结隔离圈由隧道拱顶向隧道底部逐步失水收缩，且由于冻结隔离圈的隔水作用，收缩后开挖面的冻结隔离圈内土体体积减小，与冻结隔离圈外的土体之间形成空隙，且冻结隔离圈的隔离作用能有效的将土体收缩时的影响控制在冻结隔离圈内。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(6)中，所述土体开挖的具体做法是，将开挖面已失水收缩且与冻结隔离圈外土体失去联系的设计开挖土体挖出，并且分为以下两种情况：

第一种情况：对于净空断面面积＜100m²的一般断面，由于开挖土体与外界已失去联系，故采用工期短，开挖速度快，无支护拆除量的开挖方法；所述开挖方法包括全断面法或者正台阶法，能够有效缩短工期，减少开挖费用，开挖完成后及时施作初期支护并封闭成环；

第二种情况：对于净空断面面积≥100m²的超大断面，采用如下的分区开挖方法：

①将断面内土体划分为上左、上右和下中3个分区，其中下分区的土体面积应占总开挖断面面积的60％～70％；

②首先开挖上左和上右分区的土体，暂留下中分区的土体；

③上左和上右分区的土体开挖完成后立即对隧道顶部及两侧进行钢筋网片，连接筋的安装；

④完成上左和上右分区的土体开挖后再开挖中下分区的暂留土体，待全部土体挖方工程完成后及时喷射混凝土并封闭成环。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤(7)中，所述施作支护并及时封闭成环的具体做法是，隧道初期支护采用C25早强混凝土进行喷射，隧道在初期支护背后压注水泥浆。