CN116044418A - 一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法 - Google Patents
一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116044418A CN116044418A CN202310063247.7A CN202310063247A CN116044418A CN 116044418 A CN116044418 A CN 116044418A CN 202310063247 A CN202310063247 A CN 202310063247A CN 116044418 A CN116044418 A CN 116044418A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grouting
- layer
- arch frame
- construction
- tunnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 121
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 42
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 34
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 31
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 23
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 8
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 74
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/04—Driving tunnels or galleries through loose materials; Apparatus therefor not otherwise provided for
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/006—Lining anchored in the rock
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/12—Temporary supports for use during building; Accessories
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
- E21D11/15—Plate linings; Laggings, i.e. linings designed for holding back formation material or for transmitting the load to main supporting members
- E21D11/152—Laggings made of grids or nettings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
- E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
- E21D11/28—Longitudinal struts, i.e. longitudinal connections between adjoining arches
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/001—Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，包括：开挖前注浆固结，将软岩地质隧道由隧道顶拱至底板分为四级台阶逐级开挖，每一级台阶开挖并支护完成后再开挖下一级台阶并支护；支护系统采用沿隧道纵向并列布置双层拱架、相邻双层拱架之间通过纵向连接工字钢和拱架联接筋连接固定，隧道壁挂网喷混凝土固结等工艺。本发明方法采取超前注浆大管棚施工加超前注浆小导管对隧洞顶拱范围进行注浆固结，采用双层拱架支护，增加拱架之间的纵向连接工字钢对隧洞的初支变形进行有效控制，改变拱架锁脚方式有效地抑制隧洞收敛变形，增加临时横撑及底板永久横撑，使隧洞初支体系形成闭环，形成整体支护体系对围岩进行支撑，进一步抑制软岩变形。
Description
技术领域
本发明属于水利水电建设技术领域，尤其属于水利水电隧洞开挖施工技术领域，涉及一种软岩隧洞，为防止变形进行的开挖加固变形控制施工方法。
背景技术
针对软岩大变形隧洞施工，现采用的开挖方法为四台阶开挖，支护方式为常规的单层拱架、超前注浆小导管、系统锚杆及挂网喷混凝土，对软岩变形洞段的开挖塌方、初支变形控制作用较差，施工安全隐患重大，易出现隧洞塌方、变形侵限等事故。
施工中，若隧洞出现塌方，需根据现场确定的处理方法进行塌方处理完成并检查无异常后方可恢复开挖，同时隧洞变形侵限部位不满足隧洞衬砌结构要求，需进行换拱施工。进行塌方、变形处理将严重影响施工进度及施工安全，因此，需要设计一种更安全、效率更高的针对软岩隧洞及其可能出现的大变形进行开挖加固的施工控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法。本发明通过开挖加固和强化支护控制变形的施工方法，实现了整体的软岩变形控制，在不改变隧洞现有的施工工艺的前提下，提出了四台阶预留核心土开挖法、超前大管棚+超前注浆小导管、双层拱架、大型锁脚锚管、临时横撑及永久横撑相结合的施工方法，实现快速、有效的软岩变形控制。
本发明通过下述技术方案实现：
一种软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，包括以下工艺：
开挖前采取超前注浆大管棚对隧洞顶拱设计轮廓线外围进行注浆固结，再采用超前注浆小导管对隧洞顶拱设计轮廓线内侧范围进行补充注浆固结；
开挖顺序是将软岩地质隧道由隧道顶拱至底板分为四级台阶逐级开挖，每一级台阶开挖并支护完成后再开挖下一级台阶并支护，第一级台阶采用预留核心土开挖；
支护系统采用沿隧道纵向并列布置双层拱架、相邻双层拱架之间通过纵向连接工字钢和拱架联接筋连接固定，隧道壁挂网喷混凝土固结；
每榀双层拱架支护由顶拱至底部台阶分台阶支护并随台阶开挖联接一体，双层拱架由沿隧道径向叠合连接固定的两层一体拱架构成；施工采用先完成外层拱架支护、与相邻拱架连接、相邻隧道壁挂网喷混凝土，设置注浆锁脚锚管，再进行内层拱架相同的施工步骤；
在第二级台阶开挖至台阶底面、安装该级台阶每榀双层拱架的底脚之间、隧道横向中部设置临时横撑，在第三级台阶开挖前拆除临时横撑；
在底部台阶开挖至隧道底面、安装每榀双层拱架的底脚之间、隧道横向底部下方设置永久横撑，并浇筑混凝土进行封闭。
本发明施工方法在隧道外围岩中间隔均布设置深入围岩的系统锚杆。
本发明超前注浆大管棚施工包括：超前注浆大管棚每循环长度为12m，搭接3m，孔间距50cm，仰角15°；每根超前注浆大管棚采用φ108*6mm无缝钢管，尾部3m无钻孔为止浆段，注浆孔孔径为φ15mm、间距30cm、梅花形布置，管端加工成不大于45°的尖角，注浆采用纯水泥浆液。
本发明超前注浆小导管施工包括：超前注浆小导管每循环长度为4.5m，搭接1.5m，孔间距30cm，仰角15°；每根超前注浆小导管采用φ42*3.5mm无缝钢管，尾部1.5m无钻孔为止浆段，注浆孔孔径为φ10mm、间距15cm、梅花形布置，管端加工成不大于45°的尖角，注浆采用纯水泥浆液。
本发明顶拱台阶开挖支护包括：台阶一开挖、喷5cm厚混凝土封闭掌子面、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护。
台阶二开挖支护包括：台阶二开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护、中台阶临时横撑安装。
台阶三开挖支护包括：台阶二临时横撑拆除、台阶三开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护。
底部台阶开挖支护包括：台阶四开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护、四台阶永久横撑安装。
本发明注浆锁脚锚管施工包括钻孔、装管、焊接、注浆；其中，顶拱台阶设置φ42*3.5mm长度L＝4.5m的注浆锁脚锚管，与拱架采用“L”筋焊接固定；其它台阶设置φ76*6mm长度L＝6.0m的注浆锁脚锚管，与拱架采用长方形40cm×20cm的16mm厚钢板焊接连接。
临时横撑两端焊接设置有螺栓孔的钢板，钢板通过螺栓与拱架连接固定。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明针对软岩洞段围岩破碎情况，采取超前注浆大管棚施工+超前注浆小导管对隧洞顶拱范围进行注浆固结，避免隧洞破碎围岩开挖过程频繁掉块甚至塌方，提高隧洞开挖的安全性。
2、本发明将初支拱架由原单层Ⅰ20a拱架加强为双层Ⅰ20a拱架支护，同时将粗纤维混凝土厚度由20cm增加至40cm，一方面增加初支体系的刚度，避免因软岩变形特性导致隧洞初支拱架扭曲变形，增加隧洞安全保障率。
3、本发明通过增加拱架之间的纵向连接工字钢，将隧洞整个初支体系连接成一个整体，形成共同受力体，在一定程度上对隧洞的初支变形进行有效控制。
4、本发明通过改变拱架锁脚方式，增加φ42*3.5mmL＝4.5m、及φ76*6mmL＝6.0m大型注浆锁脚锚管，有效的抑制隧洞收敛变形。
5、本发明通过增加台阶二临时横撑及底板永久横撑，使隧洞初支体系形成闭环，形成整个支护体系对围岩进行支撑的作用，进一步抑制软岩变形情况。
附图说明
图1是本发明实施例隧洞开挖支护横断面示意图；
图2是本发明实施例拱架纵向连接示意图；
图3是本发明实施例注浆锁脚锚管与拱架连接一示意图；
图4是本发明实施例注浆锁脚锚管与拱架连接二示意图；
图5是本发明实施例中台阶临时横撑连接示意图。
附图中：1-超前注浆大管棚，2-超前注浆小导管，3-外层拱架，4-内层拱架，5-注浆锁脚锚管一，6-注浆锁脚锚管二，7-系统锚杆，8-外层挂网喷粗纤维混凝土，9-内层挂网喷粗纤维混凝土，10-临时横撑，11-永久横撑，12-“L”连接筋，13-厚钢板，14-纵向连接工字钢，15-拱架联系筋，16-临时横撑连接螺栓，17-临时横撑连接钢板；A-台阶一(顶拱台阶)，B-台阶二，C-台阶三，D-台阶四(底部台阶)。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合附图，本发明一种软岩隧洞开挖加固变形控制方法，包括四级台阶预留核心土开挖法、超前注浆大管棚加超前注浆小导管、双层拱架、大型锁脚锚管、临时横撑及永久横撑。隧洞开挖前，先采取超前注浆大管棚施工+超前注浆小导管对隧洞顶拱范围进行注浆固结，提升隧洞围岩的完整性；再进行隧洞开挖，隧洞开挖采用四级台阶核心土法开挖，预留核心土可以对掌子面施加一个反向推力，不至于使开挖面的围岩“挤压”出来，同时四级台阶开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。采用双层拱架支护，先完成第一层拱架支护、相邻拱架联接、挂网喷混凝土及锁脚锚管施工，再进行第二层拱架支护、相邻拱架联接、挂网喷混凝土及锁脚锚管施工，其中台阶一采用双排φ42*3.5mmL＝4.5m注浆锁脚锚管一，台阶二、三、四均采用双排φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二；台阶四开挖支护完成后再进行底板永久横撑施工。
在上述技术方案中，需按照施工工序组织施工，每一台阶开挖支护完成再开挖下一台阶，上一道工序施工完成并验收合格后再进入下一道工序。
第一步，超前注浆大管棚施工，超前注浆大管棚每循环长度为12m，搭接3m，孔间距50cm，仰角15°；超前注浆大管棚采用φ108*6mm无缝钢管，加工的型式为尾部3m不钻孔作为止浆段，注浆孔孔径为φ15mm、间距30cm、梅花形布置，管端加工成不大于45°的尖角，注浆采用纯水泥浆液；超前注浆大管棚施工工序包括测量放点、钻孔、清孔、装管、注浆、等强。
第二步，超前注浆小导管施工，超前注浆小导管每循环长度为4.5m，搭接1.5m，孔间距30cm，仰角15°；超前注浆小导管采用φ42*3.5mm无缝钢管，加工的型式为尾部1.5m不钻孔作为止浆段，注浆孔孔径为φ10mm、间距15cm、梅花形布置，管端加工成不大于45°的尖角，注浆采用纯水泥浆液；超前注浆小导管施工工序包括测量放点、钻孔、清孔、装管、注浆、等强。
第三步，台阶一开挖支护，工序分别为：台阶一开挖、喷5cm厚混凝土封闭掌子面、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第一层拱架φ42*3.5mmL＝4.5m注浆锁脚锚管一施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第二层拱架φ42*3.5mmL＝4.5m注浆锁脚锚管一施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护。
第四步，台阶二开挖支护，工序分别为：台阶二开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第一层拱架φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第二层拱架φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护、中台阶临时横撑安装。
第五步，台阶三开挖支护，工序分别为：台阶二临时横撑拆除、台阶三开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第一层拱架φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第二层拱架φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护。
第六步，台阶四开挖支护，工序分别为：台阶四开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第一层拱架φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接钢筋及工字钢施工、第二层拱架φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护、四台阶永久横撑安装。
各注浆锁脚锚管施工工序包括钻孔、装管、焊接、注浆。
本实施例提供了一种软岩隧洞开挖加固变形控制方法，如图1至图5所示，采取四级台阶预留核心土开挖法、超前注浆大管棚1加超前注浆小导管2、双层拱架的外层拱架3和内层拱架4、纵向连接工字钢14纵向连接加固、大型锁脚锚管、临时横撑10及永久横撑11措施。
开挖加固超前措施具体包括：超前注浆大管棚1和超前注浆小导管2，超前注浆大管棚1注浆长度为12m，扩散范围根据实际的围岩情况改变，由于采用花管注浆，管棚超前注浆将对管棚施工范围的顶拱部位形成一层“壳”，对管棚上方的围岩进行稳固；超前注浆大管棚1施工结束后在其下方施做超前注浆小导管2，进一步对开挖轮廓线至管棚之间的围岩进行固结、稳固，防止开挖过程由于扰动造成的掉块、甚至塌方。
四台阶预留核心土开挖方法可以对掌子面施加一个反向推力，不至于使开挖面的围岩“挤压”出来，同时四台阶开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。预留核心土开挖即是在进行隧洞上台阶开挖过程采取环向开挖的，将台阶一A中心位置保留不开挖；核心土长度为3～5米，截面形状为梯形，上、下底宽度为对应的隧道开挖宽度的1/3～1/2。
拱架结构包括内层拱架支撑、外层拱架支撑。
外层拱架支撑结构包括外层拱架3、外层挂网喷粗纤维混凝土8、纵向连接工字钢14及纵向联系筋15，实际实施中，先进行外层拱架3安装，外层拱架3安装的同时完成挂网，外层拱架3安装完成后进行联系筋15焊接牢固，再进行纵向连接工字钢14安装、焊接牢固，待锁脚锚管5或锁脚锚管6完成后，外层挂网喷粗纤维混凝土8覆盖。
外层拱架支撑施工完成再进行内层拱架支撑安装，内层拱架支撑结构包括内层拱架4、内层挂网喷粗纤维混凝土9、纵向连接工字钢14及纵向联系筋15，实际实施中，先进行内层拱架4安装，内层拱架4安装完成后进行联系筋15焊接牢固，再进行纵向连接工字钢14安装、焊接牢固，待锁脚锚管5或锁脚锚管6完成后，内层挂网喷粗纤维混凝土9覆盖。
如图3、图4所示，注浆锁脚锚管包括φ42*3.5mmL＝4.5m注浆锁脚锚管一5、φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二6、“L”连接筋12、40cm×20cm厚16mm钢板13，在实际实施中，φ42*3.5mmL＝4.5m注浆锁脚锚管一5与拱架的连接方式采用“L”连接筋12焊接牢固，φ76*6mmL＝6.0m注浆锁脚锚管二6与拱架的连接方式采用40cm×20cm厚16mm钢板13焊接固定；各注浆锁脚锚管焊接完成后需采用纯水泥浆液注浆充填钢管，并加压注浆对注浆锁脚锚管范围的围岩进行固结，加强注浆锁脚锚管对拱架的锁脚强度，确保拱架稳定性。
如图5所示，台阶二B设置临时横撑10，临时横撑10与拱架连接钢板17通过连接螺栓16与内层拱架4联接支撑固定，临时横撑10安装前需提前加工完成再运输至现场安装，在临时横撑10两端及台阶二B内层拱架4安装临时横撑10位置各焊接一块加工四个螺栓孔的拱架连接钢板17，运输至现场后可实现快速安装，台阶三C开挖前横撑快速拆除。
台阶四D永久横撑11是为保证隧洞初支体系持续对围岩进行支撑的作用，进一步抑制软岩变形情况，可与台阶四D初支拱架直接焊接为一体，永久横撑11安装完成后需浇筑20cm厚的混凝土进行封闭，以增加永久横撑11的强度，保证隧洞变形得到有效的控制。
Claims (10)
1.一种软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于：
开挖前采取超前注浆大管棚对隧洞顶拱设计轮廓线外围进行注浆固结，再采用超前注浆小导管对隧洞顶拱设计轮廓线内侧范围进行补充注浆固结；
开挖顺序是将软岩地质隧道由隧道顶拱至底板分为四级台阶逐级开挖，每一级台阶开挖并支护完成后再开挖下一级台阶并支护，第一级台阶采用预留核心土开挖；
支护系统采用沿隧道纵向并列布置双层拱架、相邻双层拱架之间通过纵向连接工字钢和拱架联接筋连接固定，隧道壁挂网喷混凝土固结；
每榀双层拱架支护由顶拱至底部台阶分台阶支护并随台阶开挖联接一体，双层拱架由沿隧道径向叠合连接固定的两层一体拱架构成；施工采用先完成外层拱架支护、与相邻拱架连接、相邻隧道壁挂网喷混凝土，设置注浆锁脚锚管，再进行内层拱架相同的施工步骤；
在第二级台阶开挖至台阶底面、安装该级台阶每榀双层拱架的底脚之间、隧道横向中部设置临时横撑，在第三级台阶开挖前拆除临时横撑；
在底部台阶开挖至隧道底面、安装每榀双层拱架的底脚之间、隧道横向底部下方设置永久横撑，并浇筑混凝土进行封闭。
2.根据权利要求1所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于：隧道外围岩中间隔均布设置深入围岩的系统锚杆。
3.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于超前注浆大管棚施工包括：超前注浆大管棚每循环长度为12m，搭接3m，孔间距50cm，仰角15°；每根超前注浆大管棚采用φ108*6mm无缝钢管，尾部3m无钻孔为止浆段，注浆孔孔径为φ15mm、间距30cm、梅花形布置，管端加工成不大于45°的尖角，注浆采用纯水泥浆液。
4.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于超前注浆小导管施工包括：超前注浆小导管每循环长度为4.5m，搭接1.5m，孔间距30cm，仰角15°；每根超前注浆小导管采用φ42*3.5mm无缝钢管，尾部1.5m无钻孔为止浆段，注浆孔孔径为φ10mm、间距15cm、梅花形布置，管端加工成不大于45°的尖角，注浆采用纯水泥浆液。
5.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于顶拱台阶开挖支护包括：台阶一开挖、喷5cm厚混凝土封闭掌子面、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护。
6.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于台阶二开挖支护包括：台阶二开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护、中台阶临时横撑安装。
7.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于台阶三开挖支护包括：台阶二临时横撑拆除、台阶三开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护。
8.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于底部台阶开挖支护包括：台阶四开挖、系统锚杆施工、安装钢筋网片、第一层拱架安装、第一层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第一层拱架注浆锁脚锚管施工、第一层20cm厚粗纤维混凝土喷护、第二层拱架安装、第二层拱架纵向连接工字钢和拱架联接筋施工、第二层拱架注浆锁脚锚管施工、第二层20cm厚粗纤维混凝土喷护、四台阶永久横撑安装。
9.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于：注浆锁脚锚管施工包括钻孔、装管、焊接、注浆；其中，顶拱台阶设置φ42*3.5mm长度L＝4.5m的注浆锁脚锚管，与拱架采用“L”筋焊接固定；其它台阶设置φ76*6mm长度L＝6.0m的注浆锁脚锚管，与拱架采用长方形40cm×20cm的16mm厚钢板焊接连接。
10.根据权利要求2所述的软岩地质隧洞开挖加固变形控制施工方法，其特征在于：临时横撑两端焊接设置有螺栓孔的钢板，钢板通过螺栓与拱架连接固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310063247.7A CN116044418A (zh) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | 一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310063247.7A CN116044418A (zh) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | 一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116044418A true CN116044418A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86114479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310063247.7A Pending CN116044418A (zh) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | 一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116044418A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116446887A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-07-18 | 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 | 一种既有初期支护段落局部塌方位置的隧道修建方法 |
-
2023
- 2023-01-20 CN CN202310063247.7A patent/CN116044418A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116446887A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-07-18 | 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 | 一种既有初期支护段落局部塌方位置的隧道修建方法 |
| CN116446887B (zh) * | 2023-06-20 | 2023-09-01 | 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 | 一种既有初期支护段落局部塌方位置的隧道修建方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102042019B (zh) | 浅埋大跨软塑粘土隧道两台阶五步开挖的施工方法 | |
| CN108915720B (zh) | 一种大断面隧道穿越断层破碎带施工方法 | |
| CN111779510B (zh) | 一种高液限红黏土围岩隧道初支侵限换拱方法 | |
| CN101614125A (zh) | V级围岩隧道施工方法 | |
| CN111502696A (zh) | 暗挖隧道的密网式超前支护系统及施工方法 | |
| CN110541721A (zh) | 一种富水流砂地层全风化围岩隧道的支护体系及施工方法 | |
| CN108005675A (zh) | 一种断层破碎带巷道的动态迭加耦合支护方法及支护结构 | |
| CN211258623U (zh) | 穿越断层破碎带的富水软弱围岩隧道支护体系 | |
| CN109457709A (zh) | 一种双排桩结合大角度锚索的支护结构及施工方法 | |
| CN114165269B (zh) | 基于钢混组合支架及喷碹的复合支护系统及其施工工艺 | |
| CN116044418A (zh) | 一种软岩隧洞开挖加固变形控制施工方法 | |
| CN112012763B (zh) | 一种双层初期支护的多连拱隧道结构的施工方法 | |
| CN114562289A (zh) | 用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法 | |
| CN112012762B (zh) | 一种双层二次衬砌的多连拱隧道结构的施工方法 | |
| CN114412509A (zh) | 一种适用于泥岩隧道大变形的支护方法 | |
| CN110735641B (zh) | 下穿管线的换乘通道的施工方法 | |
| CN113803077B (zh) | 一种水平节理泥质页岩富水隧道超前支护施工方法 | |
| CN113266363B (zh) | 大断面隧道临时中隔墙加固结构开挖方法 | |
| CN116517592A (zh) | 一种地铁隧道大断面马头门支护结构及其施工方法 | |
| CN112761675A (zh) | 极小净距斜下穿既有地铁隧道复合支护体系的施工方法 | |
| CN112647978A (zh) | 一种软岩大变形隧道超前小导洞施工方法 | |
| CN113236290A (zh) | 隧道口护拱段钢架模施工工艺 | |
| CN112664248A (zh) | 一种软岩淋水巷道支护方法 | |
| CN218716814U (zh) | 一种不良地质条件下大断面隧洞叠合支护结构 | |
| CN213296392U (zh) | 一种高陡边坡挡护装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |