富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法
【專利摘要】一種富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法，包括如下步驟：1、在隧道開挖前超前施做超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)；2、開挖時采用三臺階七步法開挖；3、二次襯砌采用C35鋼筋砼、仰拱厚65cm、拱墻厚55cm、環(huán)向主筋為φ22@20cm、縱向鋼筋為φ14@20cm，箍筋為φ8。本發(fā)明可以有效解決鋼架扭曲、斷裂的現(xiàn)象，從而保證了隧道的正常施工，加快了施工進(jìn)度，提高了施工的安全性和工程質(zhì)量。
【專利說明】富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于一種隧道工程建設(shè)施工方法，特別涉及一種富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]對于富水、高地應(yīng)力條件下的軟弱圍巖，由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，圍巖開挖容易垮塌、巖體破碎、降低抗壓強度，因此巖體極易垮塌，威脅施工人員的安全。初期支護(hù)完成后，圍巖幾乎沒有自穩(wěn)能力，初期支護(hù)體承受力巨大，易造成鋼架扭曲、變形、斷裂，侵入二襯等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了施工安全，施工質(zhì)量，施工進(jìn)度。
[0003]國內(nèi)、外軟巖隧道較為常見，但對軟巖變形控制施工方法的實用性、成套技術(shù)的通用性等方面還略顯不足，施工技術(shù)文件的指導(dǎo)性及參考性大于在工程上的實際運用，特別是高地應(yīng)力、富水條件下大斷面軟巖隧道施工的經(jīng)驗和技術(shù)依據(jù)更顯欠缺。
[0004]對于軟弱圍巖隧道變形的原因，無指導(dǎo)性的施工依據(jù)，大斷面軟弱圍巖施工形成一套完善的系統(tǒng)化、成熟化的軟巖變形控制施工方法非常迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法，該方法可控制此類圍巖的變形。
[0006]如上構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0007]( I)在隧道開挖前超前施做超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)；
[0008](2)開挖時采用三臺階七步法開挖，其中上臺階在3-4米，開挖要預(yù)留30-40cm的變形量；各臺階的初期支護(hù)中鋼拱架全環(huán)采用H175鋼架，間距0.6~0.Sm，鋪掛雙層(68鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔間距20 X 20cm;拱部采用的(622、長6.0m組合中空錨桿、邊墻采用的(622、長
6.0m、間距1.0X0.8m砂漿錨桿和長8m的自進(jìn)式錨桿邊墻系統(tǒng)組成系統(tǒng)錨桿；鎖腳錨桿采用4處16根6.0m長42小導(dǎo)管；
[0009](3)二次襯砌采用C35鋼筋砼、仰拱厚65cm、拱墻厚55cm、環(huán)向主筋為小22@20cm、縱向鋼筋為小14@20cm，箍筋為小8。
[0010]上述步驟(1)超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)采用單層(642小導(dǎo)管預(yù)注漿，長4m。
[0011]本發(fā)明對于富水、高地應(yīng)力條件下的軟弱圍巖隧道的開挖，可以有效解決鋼架扭曲、斷裂的現(xiàn)象，避免鋼架抗彎、抗扭不能滿足施工需要現(xiàn)象。并且可解決初期支護(hù)變形大、支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、侵入凈空，需置換拱架等現(xiàn)象，從而保證了隧道的正常施工，加快了施工進(jìn)度，提高了施工的安全性和工程質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0012]圖1為本發(fā)明斷面開挖示意圖；[0013]其中:1為上臺階、2和3為中臺階、4和5為下臺階、6為核心土、7為隧道底部。【具體實施方式】:
[0014]如圖1所示:本發(fā)明的開挖方法是，在隧道開挖前超前施做單層長4米(642小導(dǎo)管預(yù)注漿，做好超前支護(hù)。開挖時采用三臺階七步法開挖，這樣能降低爆破對圍巖的擾動，先開挖圖1所示I部分，開挖初支完后再開挖2部分，按照3、4、5、6、7順序依次開挖支護(hù)。上臺階開挖高度的確定極其重要，增加上臺階開挖高度雖然在一定程度上增大了上臺階的凈空，這樣有利于施工的操作，但是會增加圍巖的變形和增大支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力。經(jīng)過理論分析和現(xiàn)場實踐，上臺階在3-4米之間為宜，且開挖要預(yù)留30-40的變形量，為防止隧道沉降變形侵入二襯凈空。
[0015]初期支護(hù)采用Hl75鋼架，Hl75鋼架會有效的控制變形，它比通常工程上用的120鋼架承受更大的壓力。鋪掛雙層(68鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔間距20X20cm，高應(yīng)力、富水條件下的軟巖完全失去自穩(wěn)能力，成泥狀，流沙狀壓在支護(hù)體上，通常工程上用的單層鋼筋網(wǎng)容易失效，鋼筋網(wǎng)斷裂掉落。拱部(622組合中空錨桿，長6.0m，邊墻(622砂漿錨桿，長6.0m，間距1.0X0.Sm,且將邊墻系統(tǒng)錨桿左右側(cè)各5根調(diào)整為長Sm的自進(jìn)式錨桿，鎖腳錨桿采用4處16根6.0m長(642小導(dǎo)管。采用這種初支支護(hù)體可以更有效的防止鋼架扭曲，隧道初支變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等問題。
[0016]二襯采用35鋼筋砼，仰拱厚65cm，拱墻厚55cm，環(huán)向主筋為小22@20cm，縱向鋼筋為小14@20挪，箍筋為小8。主要防止隧道二襯變形，特別是仰拱隆起現(xiàn)象。
[0017]本發(fā)明采用三臺階七部開挖法，特別是對上臺階的高度做了細(xì)致深入的實驗研究。對支護(hù)參數(shù)做了詳細(xì)的實驗研 究，得出了支護(hù)參數(shù)如下
【權(quán)利要求】
1.一種富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在隧道開挖前超前施做超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)； (2)開挖時采用三臺階七步法開挖，其中上臺階在3-4米，開挖要預(yù)留30-40cm的變形量；各臺階的初期支護(hù)中鋼拱架全環(huán)采用H175鋼架，間距0.6~0.Sm，鋪掛雙層(68鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔間距20X20cm ;拱部采用的(622、長6.0m組合中空錨桿、邊墻采用的(622、長6.0m、間距1.0X0.8m砂漿錨桿和長8m的自進(jìn)式錨桿邊墻系統(tǒng)組成系統(tǒng)錨桿；鎖腳錨桿采用4處16根6.0m長42小導(dǎo)管； (3)二次襯砌采用C35鋼筋砼、仰拱厚65cm、拱墻厚55cm、環(huán)向主筋為(j522@20cm、縱向鋼筋為小14@20cm，箍筋為小8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖隧道的開挖方法，其特征在于:上述步驟(1)超前小 導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)采用單層(642小導(dǎo)管預(yù)注漿，長4m。
【文檔編號】E21D9/00GK103628886SQ201310627894
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王學(xué) 申請人:中鐵十三局集團(tuán)有限公司