[发明专利]一种用于横向半软半硬断面地层中的隧道施工方法

说明书

本发明涉及隧道施工技术领域，提供一种用于横向半软半硬断面地层中的隧道施工方法，包括：S1，对掌子面上对应隧道拱部区域施作预埋超前管棚；S2，采用中隔壁法依次对软岩分布的左半断面和硬岩分布的右半断面进行施工，开挖完成后，拆除临时中隔壁支护，并确保在左半断面、右半断面的上部分别沿拱顶施作的永久支护拱架与下部的临时仰拱构成封闭支护结构；S3，进行仰拱开挖，施作隧道底部的永久支护拱架，拆除临时仰拱，并施作复合式衬砌；本发明施工方法简单，有效解决了半软半硬断面地层施工时容易出现坍塌的现象，确保了施工作业的正常进行及施工现场的安全性。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于横向半软半硬断面地层中的隧道施工方法。

背景技术

在隧道施工时，由于受到施工条件及施工成本的限制，在设计上必须穿越围岩风化差异性较大的地层，尤其是顺着预施工的隧道纵向，掌子面左、右半边的围岩分别为泥盆系极软炭质板岩和弱风化白云质灰岩。参见图1，左半断面1示意的施工区域的岩层为泥盆系极软炭质板岩，右半断面2示意的施工区域的岩层为弱风化白云质灰岩。泥盆系极软炭质板岩为薄层状和中厚层状构造，其层间结合性差，并在施工现场左半断面1对应的围岩极为富水，并呈现股状突涌，其股状出水点分别如图中的A、B、C、D所示。

当前，在上述地层中进行隧道施工时，采用上、下导坑预留核心土法开挖，但该施工方法导致上台阶凌空面过大，左侧泥盆系炭质板岩遇水软化失稳，掌子面掉块、滑塌现象十分严重，其中，涂泥滑塌位置如图1中的P处所示。这不仅难以确保正常地进行施工作业，还严重威胁到施工现场的安全。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于横向半软半硬断面地层中的隧道施工方法，用以解决当前在横向半软半硬断面地层中，采用上、下导坑预留核心土法进行隧道施工时，出现严重的滑塌现象，不仅影响到施工作业，还严重威胁到施工现场安全的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于横向半软半硬断面地层中的隧道施工方法，包括：

S1，对掌子面上对应隧道拱部区域施作预埋超前管棚；

S2，采用中隔壁法依次对软岩分布的左半断面和硬岩分布的右半断面进行施工，开挖完成后，拆除临时中隔壁支护，并确保在左半断面、右半断面的上部分别沿拱顶施作的永久支护拱架与下部的临时仰拱构成封闭支护结构；

S3，进行仰拱开挖，施作隧道底部的永久支护拱架，拆除临时仰拱，并施作复合式衬砌。

优选的，本发明中还包括：在步骤S1之前，对掌子面上发生涌水的区域进行排水处理，并对掌子面后侧的施工区域施作临时支撑。

优选的，本发明中步骤S1进一步包括：

S11，将所述预埋超前管棚中的钢管作为钻杆进行钻进，钢管的首端连接导向板钻头，钢管的尾端连接钻机，其中，钢管在钻进时由第一段钢管与第二段钢管交替连接，第二段钢管上设有溢浆孔；

S12，拆除钻机，并将注浆泵与钢管的尾端相连接，注浆泵在注浆时控制初压为0.5～1.0MPa，终压为2.0～3.0MPa，以使得浆液的扩散半径大于45cm。

优选的，本发明中所述预埋超前管棚施作的圆心角的大小为90°～120°，所述预埋超前管棚的对称中心线朝向所述左半断面偏离隧道的竖直中心线的角度为10°～20°；所述钢管的外插角度为10°～30°，所述钢管中加注的浆液为玻璃双浆液。

优选的，本发明中步骤S2进一步包括：

S21，将所述左半断面从上往下划分为多层施工区域，并按照划分的施工区域逐层向下开挖导洞，每层导洞出渣后，设置对应构成封闭支护结构的永久支护拱架、临时仰拱和临时中隔壁支护；