[发明专利]上软下硬地层导洞非爆开挖施工方法

说明书

本发明公开了一种上软下硬地层导洞非爆开挖施工方法，以解决导洞非爆开挖施工技术中存在的开挖进度慢、超欠挖控制难度大的技术问题；本发明包括以下步骤：S1，超前地质勘探；S2，超前支护；S3，土层开挖支护；S4，超欠挖控制孔；S5，岩层开挖支护；S6，仰拱封闭；本发明充分利用多种成熟种设备组合施工，各工序可紧密衔接，提高了施工效率，缩短了工期，减少了隧道超挖，降低了施工成本，解决了上软下硬复合地层施工风险高、进度慢、总体施工难度大的问题，同时有效的控制了上部软弱地层沉降变形。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种上软下硬地层导洞非爆开挖施工方法。

背景技术

随着城市现代化进程的发展，公共交通仅仅依靠地面空间已经无法满足人们的出行需求，修建地下铁道是城市发展的必然结果，更是缓解交通拥堵，鼓励公交出行的必要措施；地铁线路多存在着浅埋下穿中心城区主干道和建筑物的情况，这些地段隧道施工采用较多的仍是钻爆法施工。为保证地表居民、构筑物和建筑物安全，钻爆法施工必须采用爆破震动控制技术。但即便是很先进的爆破震动控制技术，也只能是最大限度地降低爆破震动，且爆破震动振速控制波动性较大，易对居民造成影响。在地表建筑物林立的城市环境下进行浅埋隧道掘进施工时，对于下穿地表抗震等级低的构筑物困难地段，或者不允许产生爆破震动的地段，非爆破开挖往往成为一种不得不选用的手段。

非爆破岩石开挖的手段有无声破碎剂开挖方法、铣挖机铣挖法、劈裂机劈裂法、盾构法、掘进机(TBM)法、自由断面掘进机法、取芯成孔法等。这些施工方法，要么需要临空面，工效低，要么设备投入太大，对于短距离的困难地段来说是不经济的，单一的施工方法很难解决复合地层隧道开挖问题，尤其是上软下硬不规则地层，存在着开挖进度慢、超欠挖控制难度大等问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上软下硬地层导洞非爆开挖施工方法，以解决非爆开挖施工技术中存在的开挖进度慢、超欠挖控制难度大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种上软下硬地层导洞非爆开挖施工方法，包括以下步骤：

S1,在开挖前对掘进范围内的不良地质段进行勘测，确定上软下硬地层的具体位置区域；

S2，开挖至临近上软下硬区域时，对导洞拱部施做管棚支护，防止施工时拱顶出现掉块；

S3，以岩土层界面为基准面，利用小型挖机对上台阶土层部分进行开挖，在开挖完成后安装上台阶异形拱架，然后施做锁脚锚杆、挂设钢筋网片，并喷射混凝土浆；

S4，在掌子面周边采用浅孔钻机增设控制孔，根据循环进尺，模拟计算钻孔角度，沿开挖轮廓线长短交错布置；

S5，下台阶岩层部分采用悬臂掘进机掘进开挖；

S6，在掌子面开挖一段距离后开始利用悬臂掘进机开挖仰拱；

S7，重复上述S3～S6开挖下一循环。

优选的，所述管棚支护采用加密大管棚，管棚间距为15～20cm，直径为Φ108mm。

优选的，所述管棚的断面采用拱部外扩的方式，将拱部开挖轮廓线整体向上外扩80～100cm，边墙轮廓线不变。

优选的，在所述步骤S3中，开挖进尺控制在0.5～1m之间，上台阶与下台阶布局控制在3m以内。

优选的，所述异形拱架安装包括以下步骤：

1）首先根据上台阶尺寸提前加工异形钢架，异形钢架分节时，拱脚短节钢架间隔10～15cm ；

2）异形钢架安装前，先测量待支护上台阶端面尺寸，以上台阶拱脚落在岩层为基准，选择拱脚短节钢架；

3）若存在少量欠挖，采用炮机凿除处理；若存在超挖，采用方木或型钢垫实。