專利名稱：三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三線并行隧道施工領(lǐng)域，具體是一種三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法。
背景技術(shù)：
在巖體中開挖隧道進出洞位于淺埋偏壓地段，均位于IV、V級軟弱圍巖時，小間距 隧道群爆破開挖施工，隧道之間相互干擾，很可能造成兩隧道間中巖柱的局部或整體垮塌， 隧道斷面大，洞口埋深淺、偏壓，施工宜坍塌，針對韓府山隧道群現(xiàn)場條件，我們通過加固隧 道洞口和中巖柱、選擇合理施工順序、選擇合適施工方法和進行微震控制爆破技術(shù)，順利安 全的完成隧道群的施工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法，解決 了三線并行小凈距隧道進洞難題，施工操作簡單、施工進度快，安全系數(shù)高，經(jīng)濟合理，有效 降低了施工坍塌風(fēng)險，確保了施工過程的安全性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法，在淺埋偏壓地段進行三條并行 隧道施工作業(yè)，作業(yè)地段位于IV、V級軟弱圍巖，其特征在于包括以下施工步驟1)、埋深淺、偏壓的三線并行小凈距的隧道洞口段采用長管棚支護加固，沿拱頂 140°范圍環(huán)向布設(shè)長管棚加固，布設(shè)超前支護鋼管長度30 40m，外插角為1° 3°，管 棚環(huán)向間距40cm左右，鋼管Φ 100-120πιπι，熱軋無縫鋼管，棚環(huán)上鋼管的管壁開有透漿孔， 向透孔漿中注入水泥漿或水泥水玻璃雙漿液；2)、先施工兩側(cè)的隧道，兩側(cè)的隧道之間中夾巖柱厚度大于1. 5B, B為隧道開挖寬 度，施工按單個獨洞正常組織進行施工，隧道進洞施工采用控制爆破，控制爆破必須控制裝 藥量和分段微差爆破，將爆破對相鄰隧道引起的爆破振動速度控制lOcm/s以下，再施工中 間隧道，中間隧道距離其兩側(cè)的隧道距離近，施工按小凈距隧道進行施工；3)、在隧道洞口刷坡時，中間隧道兩側(cè)的兩個隧道中巖柱坡口處原地面土體應(yīng)暫 時保留，以支擋坡面，洞口臨時支護完成后，挖除中巖柱坡口土體，并及時沿隧道軸向?qū)?側(cè)的中巖柱正面打入注漿水平小導(dǎo)管，向水平小導(dǎo)管中注漿加固中巖柱坡面，加固范圍為 拱腰至邊墻底部；隨先行隧道開挖同時，沿中間隧道兩側(cè)的兩個中巖柱側(cè)壁打入注漿水平小導(dǎo)管加 固，加固范圍為拱腰至邊墻底部，注漿水平小導(dǎo)管采用水平設(shè)置，并注漿加固；4)、隧道每循環(huán)開挖后，應(yīng)及時進行初期支護，初期支護采用噴錨構(gòu)筑法，以拱 架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土構(gòu)成初期支護受力結(jié)構(gòu)，IV級圍巖地段噴射混凝土厚度 25cm，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20 X 20cm，系統(tǒng)錨桿長度3. 5m間距1. 2mXl. 2m，全環(huán)設(shè)置118工字 鋼架，每榀間距0. 8m ；V級圍巖地段噴射混凝土厚度28cm，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20 X 20cm，系統(tǒng)錨桿長度4m間距1. 2mX lm,全環(huán)設(shè)置I20a工字鋼架，每榀間距0. 6m ；5)、各隧道施工應(yīng)錯開一定的距離，兩側(cè)的兩個隧道之間掌子面錯開距離不少于10m，相鄰的兩個隧道之間掌子面錯開距離不少于50m ；及時進行襯砌仰拱的施工，嚴格控制仰拱、襯砌距離掌子面距離，IV級軟弱圍巖地 段隧道的仰拱距離掌子面不超出50m，襯砌距離掌子面不超出90m，V級軟弱圍巖地段隧道 的仰拱距離掌子面不超出40m，襯砌距離掌子面不超出50m。所述的中巖柱正面打入的注漿水平小導(dǎo)管，采用長5m、壁厚5mm、Φ 50鋼管，按 間距1.5X1. 5m成梅花形布置；中巖柱側(cè)面打入的注漿水平小導(dǎo)管，長6-10m，壁厚，間距 1.5X1. 5m。所述注漿水平小導(dǎo)管中注漿初始壓力為0. 5MPa，終止壓力為1. 5MPa，漿液水灰比 為 1 1。所述的控制爆破為分步開挖，縮小爆破開挖斷面面積，在進出洞及V級圍巖地段 施工方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，IV級圍巖地段施工方法為三臺階七步開挖法；采用中等爆速的 乳化炸藥，起爆采用非電毫秒雷管，大間隔微差起爆，使相鄰段別的起爆間隔大于looms。所述的V級軟弱圍巖地段循環(huán)進尺控制在0. 5 0. 6m之間，所述的IV級軟弱圍 巖地段循環(huán)進尺控制在0. 8 1. Om之間。本發(fā)明三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞比分離式隧道占地小，布線靈活，比 連拱隧道造價低，對中巖柱的加固增大巖體抗拉(抗剪)強度，從而增大巖柱的極限抗壓、 抗剪強度；隨著巖體水平方向的變形，將增大對巖體變形的水平約束，相應(yīng)增大巖體的極限 強度，減小開挖爆破對巖體的破壞及振動影響。本發(fā)明解決了三線并行小凈距隧道進洞難題，施工操作簡單、施工進度快，安全系 數(shù)高，經(jīng)濟合理，有效降低了施工坍塌風(fēng)險，確保了施工過程的安全性。


圖1為本發(fā)明的三線并行隧道群的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見附圖，三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法，包括以下施工步驟1)、埋深淺、偏壓的三線并行小凈距的隧道洞口段采用長管棚支護加固，沿拱頂 140°范圍環(huán)向布設(shè)長管棚加固，布設(shè)超前支護鋼管長度30 40m，外插角為1° 3°，管 棚環(huán)向間距40cm左右，鋼管Φ 100-120πιπι，熱軋無縫鋼管，棚環(huán)上鋼管的管壁開有透漿孔， 向透孔漿中注入水泥漿或水泥水玻璃雙漿液；開挖中每循環(huán)輔以長3. 5m加密的Φ42超前小導(dǎo)管1.5m—環(huán)。2)、隧道凈距小，選擇從一端獨頭掘進，先施工兩側(cè)的隧道1、3，之后施工中間2號 隧道的施工方案。兩側(cè)的隧道之間中夾巖柱4、5厚度大于1.5B，B為開挖寬度，施工按單個 獨洞正常組織進行施工，隧道進洞施工采用控制爆破，控制爆破必須控制裝藥量和分段微 差爆破，再施工中間隧道2，中間隧道2距離其兩側(cè)的隧道1、3距離近，施工按小凈距隧道進 行施工。3)、在隧道洞口刷坡時，兩隧道中巖柱坡口處原地面土體應(yīng)暫時保留，以支擋坡面。洞口臨時支護完成后，挖除中巖柱坡口土體，立即沿隧道軸向?qū)χ袔r柱正面打入長5m、 壁厚5mm、Φ50注漿水平小導(dǎo)管，注漿加固中巖柱坡面。隨先行隧道開挖的進行，對隧道1與隧道2之間中巖柱和隧道2與隧道3之間中 巖柱采用Φ50注漿水平小導(dǎo)管加固，加固范圍為拱腰至邊墻底部。采用水平設(shè)置，注漿水 平小導(dǎo)管長6-10m，間距1. 5X1. 5m，按梅花形布置，管與鉆孔口處用膠泥與麻絲纏繞，使之 與鉆孔孔壁充分擠壓塞緊。向小導(dǎo)管注漿的注漿初始壓力為0. 5MPa,終止壓力為1. 5MPa, 漿液水灰比為1 1。4)、隧道進洞施工采用控制爆破，控制爆破主要采用控制裝藥量和分段微差爆破技術(shù)來實現(xiàn)，控制爆破技術(shù)要點主要有①分步開挖，縮小爆破開挖斷面面積進出洞及V級圍巖地段施工方法為雙側(cè)壁 導(dǎo)坑法，IV級圍巖地段施工方法為三臺階七步開挖法。②采用中等爆速的乳化炸藥。③起爆采用非電毫秒雷管，大間隔微差起爆，使相鄰段別的起爆間隔大于100ms， 以減少每段起爆的炸藥量及各段爆轟波的疊加，讓爆破地震主震相間無疊加效應(yīng)， 達到減小對圍巖擾動的目的。④盡量減小周邊眼的間距，根據(jù)圍巖情況的不同，一般控制在40cm左右，周邊眼 采用小直徑藥卷間隔裝藥技術(shù)，以控制開挖成型，減小爆破對圍巖的擾動，周邊眼采用不耦 合裝藥結(jié)構(gòu)的光面爆破。⑤開挖中嚴格遵循“弱爆破、短進尺”的施工原則，V級圍巖循環(huán)進尺控制在0. 5
0.6m之間，IV級圍巖循環(huán)進尺控制在0. 8 1. Om之間。以減小每次爆破的炸藥總用量。⑥采用IDTS3850爆破振動記錄儀對爆破振動進行測試，將爆破對相鄰隧道引起 的爆破振動速度控制lOcm/s以下。5)、隧道循環(huán)開挖后，及時進行支護，初期支護采用噴錨構(gòu)筑法，以拱架、系統(tǒng)錨 桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土構(gòu)成的初期支護為主要受力結(jié)構(gòu)。根據(jù)圍巖等級加強初期支護。 IV級圍巖地段噴射混凝土厚度25cm，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20 X 20cm，系統(tǒng)錨桿長度3. 5m間距
1.2mX 1. 2m,全環(huán)設(shè)置118工字鋼架，每榀間距0. 8m。V級圍巖地段噴射混凝土厚度28cm， 鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20 X 20cm,系統(tǒng)錨桿長度4m間距1. 2mX lm,全環(huán)設(shè)置I20a工字鋼架，每榀 間距0. 6mο6)、施工距離的確定各隧道施工應(yīng)錯開一定的距離，隧道1、3之間掌子面錯開距離不少于10m，隧道2、 3之間掌子面錯開距離不少于50m。及時進行襯砌仰拱的施工，嚴格控制仰拱、襯砌距離掌子面距離，IV級圍巖仰拱距 離掌子面不宜超出50m，襯砌距離掌子面不宜超出90m，V級圍巖仰拱距離掌子面不宜超出 40m，襯砌距離掌子面不宜超出50m。各隧道掌子面錯開距離要經(jīng)過爆破振動測試來進行驗證。7)、安全保證措施①做好超前地質(zhì)預(yù)報工作，配備有經(jīng)驗的地質(zhì)工程師，24小時輪流值班，及時了解地質(zhì)情況變化。②嚴格遵循“短開挖、弱爆破、強支護、勤量測、早封閉”的施工原則保證不坍方。③施工前，對所有參建員工進行上崗前的安全教育。對從事電器、爆破、高空作業(yè)、焊接、機動車駕駛等特殊工種的人員，經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，獲得《安全操作合格證》后，方準(zhǔn)持證 上崗。④電纜線路采用“三相五線”接線方式，現(xiàn)場配電箱采用統(tǒng)一配電箱加工定做，固 定式配電箱并嚴格按照《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》要求開關(guān)箱“一機、一閘、一漏、一箱”制和 動力、照明配電分設(shè)原則。⑤隧道開挖后必須及時進行支護。支護質(zhì)量必須達到設(shè)計規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。⑥加強監(jiān)控量測工作，信息及時反饋，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。量測人員發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)有突 變或異變時，應(yīng)于量測后及時向技術(shù)負責(zé)人匯報，并立即采取應(yīng)急措施或通知施工人員暫 時撤離危險地段。
權(quán)利要求
三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法，在淺埋偏壓地段進行三條并行隧道施工作業(yè)，作業(yè)地段位于IV、V級軟弱圍巖，其特征在于包括以下施工步驟1)、埋深淺、偏壓的三線并行小凈距的隧道洞口段采用長管棚支護加固，沿拱頂140°范圍環(huán)向布設(shè)長管棚加固，布設(shè)超前支護鋼管長度30～40m，外插角為1°～3°，管棚環(huán)向間距40cm左右，鋼管φ100-120mm，熱軋無縫鋼管，棚環(huán)上鋼管的管壁開有透漿孔，向透孔漿中注入水泥漿或水泥水玻璃雙漿液；2)、先施工兩側(cè)的隧道，兩側(cè)的隧道之間中夾巖柱厚度大于1.5B，B為隧道開挖寬度，施工按單個獨洞正常組織進行施工，隧道進洞施工采用控制爆破，控制爆破必須控制裝藥量和分段微差爆破，將爆破對相鄰隧道引起的爆破振動速度控制10cm/s以下，再施工中間隧道，中間隧道距離其兩側(cè)的隧道距離近，施工按小凈距隧道進行施工；3)、在隧道洞口刷坡時，中間隧道兩側(cè)的兩個隧道中巖柱坡口處原地面土體應(yīng)暫時保留，以支擋坡面，洞口臨時支護完成后，挖除中巖柱坡口土體，并及時沿隧道軸向?qū)蓚?cè)的中巖柱正面打入注漿水平小導(dǎo)管，向水平小導(dǎo)管中注漿加固中巖柱坡面，加固范圍為拱腰至邊墻底部；隨先行隧道開挖同時，沿中間隧道兩側(cè)的兩個中巖柱側(cè)壁打入注漿水平小導(dǎo)管加固，加固范圍為拱腰至邊墻底部，注漿水平小導(dǎo)管采用水平設(shè)置，并注漿加固；4)、隧道每循環(huán)開挖后，應(yīng)及時進行初期支護，初期支護采用噴錨構(gòu)筑法，以拱架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土構(gòu)成初期支護受力結(jié)構(gòu)，IV級圍巖地段噴射混凝土厚度25cm，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20×20cm，系統(tǒng)錨桿長度3.5m間距1.2m×1.2m，全環(huán)設(shè)置I18工字鋼架，每榀間距0.8m；V級圍巖地段噴射混凝土厚度28cm，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20×20cm，系統(tǒng)錨桿長度4m間距1.2m×1m，全環(huán)設(shè)置I20a工字鋼架，每榀間距0.6m；5)、各隧道施工應(yīng)錯開一定的距離，兩側(cè)的兩個隧道之間掌子面錯開距離不少于10m，相鄰的兩個隧道之間掌子面錯開距離不少于50m；及時進行襯砌仰拱的施工，嚴格控制仰拱、襯砌距離掌子面距離，IV級軟弱圍巖地段隧道的仰拱距離掌子面不超出50m，襯砌距離掌子面不超出90m，V級軟弱圍巖地段隧道的仰拱距離掌子面不超出40m，襯砌距離掌子面不超出50m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的中巖柱正面打入的注漿水平 小導(dǎo)管，采用長5m、壁厚5mm、Φ 50鋼管，按間距1.5X1. 5m成梅花形布置；中巖柱側(cè)面打入 的注漿水平小導(dǎo)管，長6-10m，壁厚，間距1.5X1. 5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述注漿水平小導(dǎo)管中注漿初始壓 力為0. 5MPa，終止壓力為1. 5MPa，漿液水灰比為1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的控制爆破為分步開挖，縮小爆 破開挖斷面面積，在進出洞及V級圍巖地段施工方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，IV級圍巖地段施工 方法為三臺階七步開挖法；采用中等爆速的乳化炸藥，起爆采用非電毫秒雷管，大間隔微差 起爆，使相鄰段別的起爆間隔大于100ms。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的V級軟弱圍巖地段循環(huán)進尺 控制在0. 5 0. 6m之間，所述的IV級軟弱圍巖地段循環(huán)進尺控制在0. 8 1. Om之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三線并行小凈距淺埋、偏壓隧道群進洞施工方法，包括以下施工步驟1)埋深淺、偏壓的三線并行小凈距的隧道洞口段采用長管棚支護加固；2)先施工兩側(cè)的隧道，施工按單個獨洞正常組織進行施工，隧道進洞施工采用控制爆破，中間隧道距離其兩側(cè)的隧道距離近，施工按小凈距隧道進行施工；3)在隧道洞口刷坡時，兩隧道中巖柱坡口處原地面土體應(yīng)暫時保留，以支擋坡面，向水平小導(dǎo)管中注漿加固中巖柱坡面。本發(fā)明解決了三線并行小凈距隧道進洞難題，施工操作簡單、施工進度快，安全系數(shù)高，經(jīng)濟合理，有效降低了施工坍塌風(fēng)險，確保了施工過程的安全性。
文檔編號E21D11/00GK101806217SQ20101012545
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者吳波, 李波, 栗欣, 胥克明, 蘇曉飛, 顧智剛 申請人:中鐵四局集團有限公司;中鐵四局集團第二工程有限公司