[发明专利]一种适用于上软下硬复合地层的浅埋大跨隧道施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于上软下硬复合地层的浅埋大跨隧道施工方法，属于隧道工程领域。本发明在施工过程中，使隧道的大拱脚下方具有一条直线段，延长了拱盖距离下方岩体的高度，使得爆破过程中的飞溅岩石不会对拱体造成损坏，同时通过与弹性垫层配合，能够最大限度减少爆破震动对拱体的影响。另外，直线段的设计为混凝土块的浇筑提供了空间，混凝土块与锚杆配合能够有效分担覆土荷载形成的水平荷载，使得此处的拱体结构稳定；另外，混凝土块的浇筑同时解决了拱脚位置的渗漏水问题。本发明有效地避免了双侧壁导坑法和拱盖法等工法的缺点，为该类地质条件下浅埋隧道施工提供了一种新的思路。

技术领域

本发明属于隧道工程领域，具体涉及一种适用于上软下硬复合地层的浅埋大跨隧道施工方法。

背景技术

目前浅埋大跨隧道开挖方法主要有双侧壁导坑法和二衬拱盖法。双侧壁导坑法又称为眼睛工法，即把开挖断面分块，每个分块在开挖后独立闭合成环，可以较好地控制变形，保证施工安全，但由于工序多导致工期长。在上软下硬地层中，尤其是下硬地层(中风化、微风化岩石)中采用爆破施工时应用双侧壁导坑法存在局限性，一是下部岩体爆破开挖会冲击破坏已施作的初期支护和临时支护；二是施工二次衬砌前拆除临时支撑的风险较高。

针对上软下硬大跨隧道，目前使用较多的是二衬拱盖法，即隧道拱部左、中、右三部采用机械开挖，中间施作临时中隔壁；拱部开挖完成后拆除临时中隔壁，再施作拱部二衬形成拱盖，后续在二衬拱盖保护作用下以台阶法爆破开挖下部岩体，最后施作剩余主体结构。实际上二衬拱盖法拱部施工也借鉴了双侧壁导坑法的一些理念。后来在此基础上发展创新了如拱部采用复合式衬砌(初期支护+二次衬砌)，叠合拱等结构形式，但拱盖法仍存在以下不足：一是隧道拱部和边墙结合部留有的施工缝导致大拱脚位置渗漏水严重；二是由于上部拱部空间有限，隧道下部岩体爆破作业时对拱顶结构可能造成冲击破坏。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种适用于上软下硬复合地层的浅埋大跨隧道施工方法，有效地避免了双侧壁导坑法和拱盖法等工法的缺点，为该类地质条件下浅埋隧道施工提供了一种新的思路。

本发明所采用的具体技术方案如下：

适用于上软下硬复合地层的浅埋大跨隧道施工方法，该方法将待开挖的隧道拱盖部分和下方岩体部分都分成左、中、右三部分，进行分部开挖，循环掘进，其具体步骤如下：

S1：首先对左侧或者右侧的隧道拱盖部分，沿隧道开挖轮廓线布置纵向循环搭接的超前小导管；然后对该部分隧道进行机械开挖，开挖时保持拱盖的弧形段下方连接有一段直线段；开挖后及时用工字钢钢架施作该部分的初期支护及型钢临时支撑，并对该部分隧道侧壁进行锚喷，且锚杆打设于所述的直线段位置，型钢临时支撑脚下也需施打锚杆；将超前小导管的端部焊接在初期支护的工字钢钢架上，然后进行注浆加固；

S2：对隧道拱盖部分另一侧的进行如S1相同的施工；

S3：对中部的隧道拱盖部分沿隧道开挖轮廓线布置纵向循环搭接的超前小导管；然后对该部分隧道进行机械开挖，同时在拱盖部分两侧的直线段位置浇灌混凝土块并保持混凝土块与伸出直线段的锚杆端部形成整体；该部分开挖完毕后，立即施作初期支护；

S4：拆除型钢临时支撑和其脚下锚杆，然后在隧道拱盖部分的初期支护内侧以及所述的混凝土块表面施作防水板，进而施作二次衬砌；在隧道二衬结构与下部岩体的接触面之间设置弹性垫层，使二衬结构的脚部间接通过弹性垫层支承在下部岩体上表面；

S5：对隧道拱盖部分下方的岩体，采用台阶拉槽式分部开挖，先爆破施工中部形成中拉槽，然后再爆破施工左边墙和右边墙，再在边墙处喷锚；

S6：对拱盖部分下方的岩体不断重复步骤S5，直至开挖至隧道底部；

S7：施作隧道仰拱和边墙。

作为优选，施作完边墙后，最后施作内部结构及装修。