一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法。本發(fā)明的目的是對(duì)下半斷面采用分步開挖，開挖量小，開挖面小，便于及時(shí)支護(hù)，在軸線方向上影響范圍小，有利于圍巖穩(wěn)定的及時(shí)控制。同時(shí)，以保證先行揭露的圍巖變形時(shí)，拱架和噴層能夠提供強(qiáng)有力的支撐。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，具有上半斷面已開挖完成的隧洞，分步開挖下半斷面：1、在隧洞的下半斷面上沿其軸線方向開挖倒梯形狀的中槽，中槽開挖深度不超過1/2下斷面深度，中槽的兩側(cè)預(yù)留等厚的巖墻，中槽的底部預(yù)留下臥圍巖；2、對(duì)中槽開挖后兩側(cè)的巖墻及時(shí)用錨桿、錨索及錨筋加固；3、在中槽支護(hù)工作完成后，對(duì)預(yù)留的巖墻和下臥圍巖進(jìn)行人工開挖施工。
【專利說明】
一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，適用于地下隧洞工程。
【背景技術(shù)】
[0002]軟巖是世界上分布最廣泛的一種巖石，在建筑工程、水利水電工程、鐵路、道路和礦山工程等領(lǐng)域中都常常遇到與軟巖有關(guān)的復(fù)雜工程問題。巖土工程實(shí)踐表明，軟巖工程與硬巖的情況大不相同，軟巖工程有其獨(dú)有的特點(diǎn)，已有的硬巖施工工藝和施工、設(shè)計(jì)規(guī)范不能照搬用于軟巖工程。
[0003]軟巖洞段在開挖過程中表現(xiàn)出圍巖自穩(wěn)能力差，易發(fā)生塌方等特點(diǎn)，這主要原因是軟巖承載能力低、變形能力強(qiáng)，并且在遇水情況下，強(qiáng)度降低明顯，短期內(nèi)難以在高地應(yīng)力環(huán)境下保持穩(wěn)定，甚至在開挖過程中遭遇較大規(guī)模塌方。
[0004]如果深埋大直徑軟巖隧洞采用全斷面開挖，一次性開挖量大，在軸線方向開挖影響的圍巖范圍廣，開挖后的支護(hù)量大，導(dǎo)致支護(hù)無法及時(shí)完成而發(fā)揮作用，從而對(duì)穩(wěn)定性控制不利。但是，深埋條件下的軟巖隧洞在落底施工過程中，不可避免地將造成上臺(tái)階已開挖支護(hù)的圍巖發(fā)生變形，導(dǎo)致上臺(tái)階錨桿受力狀態(tài)和圍巖性質(zhì)的進(jìn)一步惡化，支護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步開裂，且落底開挖后，初期支護(hù)將部分失去底腳的豎向支撐，可能導(dǎo)致初期支護(hù)下沉，甚至因失去豎向支撐而導(dǎo)致其崩潰。因此，落底開挖方案的選擇至關(guān)重要。
[0005]落底開挖方案的不同，意味著圍巖開挖和支護(hù)的順序存在差異，由此可能導(dǎo)致圍巖變形甚至穩(wěn)定狀態(tài)的差異，因此，合理的落底方案的選擇對(duì)整個(gè)隧洞的穩(wěn)定性都很重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)上述存在的問題，提供一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，對(duì)下半斷面采用分步開挖，開挖量小，開挖面小，便于及時(shí)支護(hù)，在軸線方向上影響范圍小，有利于圍巖穩(wěn)定的及時(shí)控制。同時(shí)，以保證先行揭露的圍巖變形時(shí)，拱架和噴層能夠提供強(qiáng)有力的支撐。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，具有上半斷面已開挖完成的隧洞，其特征在于分步開挖下半斷面:
[0008]1、在所述隧洞的下半斷面上沿其軸線方向開挖倒梯形狀的中槽，中槽開挖深度不超過1/2下斷面深度，所述中槽的兩側(cè)預(yù)留等厚的巖墻，中槽的底部預(yù)留下臥圍巖；
[0009]2、對(duì)中槽開挖后兩側(cè)的巖墻及時(shí)用錨桿、錨索及錨筋加固；
[0010]3、在中槽支護(hù)工作完成后，對(duì)預(yù)留的巖墻和下臥圍巖進(jìn)行人工開挖施工。
[0011]所述中槽的上表面開挖寬度=下斷面寬度-兩側(cè)巖墻寬度，中槽的開挖長度小于I倍開挖跨度。
[0012]所述巖墻和下臥圍巖的厚度均為2?3m;兩側(cè)的預(yù)留巖墻角度為40?50°。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明對(duì)下斷面采用分步開挖，一次開挖量小，爆破擾動(dòng)小，特別是擴(kuò)挖時(shí)，對(duì)已開挖的隧洞圍巖的爆破擾動(dòng)很小;且由于分步開挖，圍巖變形分步增長，易于依據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時(shí)采取措施，預(yù)留的兩側(cè)巖體也為支護(hù)措施的施工提供了便利，保護(hù)了兩側(cè)邊墻圍巖，為大變形后續(xù)處理預(yù)留了條件。同時(shí)，本發(fā)明的中槽開挖后，未對(duì)底部圍巖變形產(chǎn)生影響，對(duì)上半斷面的影響也較少，有效控制了圍巖變形。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本實(shí)施例位一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，具有上半斷面I已開挖完成的隧洞。對(duì)隧洞的下半斷面采用分步開挖，沿其軸線方向開挖倒梯形狀的中槽2，中槽2的兩側(cè)預(yù)留厚2?3m的巖墻3，并用錨桿5、錨索及錨筋加固；中槽2的底部預(yù)留厚2?3m的下臥圍巖4，用于控制底板變形預(yù)留調(diào)整空間；中槽2的一切開挖支護(hù)工作完成后，進(jìn)行預(yù)留圍巖的開挖工作。
[0016]本實(shí)施例分步開挖下半斷面的具體實(shí)施步驟如下:
[0017]1、中槽2的開挖:在隧洞的下半斷面上沿其軸線方向開挖倒梯形狀的中槽2，中槽開挖深度不超過1/2下斷面深度，中槽2的兩側(cè)預(yù)留等厚(2?3m)的巖墻3，中槽的底部預(yù)留2?3m厚度的下臥圍巖4作為保護(hù)層，為控制底板變形預(yù)留調(diào)整空間；中槽2的上表面開挖寬度=下半斷面寬度-兩側(cè)巖墻3寬度；中槽長度可依據(jù)監(jiān)測監(jiān)控結(jié)果來定，并同時(shí)取決于支護(hù)施工質(zhì)量和支護(hù)效果，如果其及時(shí)性、支護(hù)效果難以體現(xiàn)，則中槽2的長度不應(yīng)超過I倍開挖跨度；
[0018]2、中槽2開挖后，由于上半斷面開挖后圍巖損傷、中槽開挖爆破損傷的影響，對(duì)其兩側(cè)的巖墻3應(yīng)及時(shí)用錨桿5、錨索及錨筋加固；中槽2兩側(cè)預(yù)留的巖墻3角度為40?50° (中槽斜面與中槽底面的夾角)，以方便布置加固錨桿5、錨索及錨筋；
[0019]3、在中槽2支護(hù)工作完成后，對(duì)預(yù)留的巖墻3和下臥圍巖4進(jìn)行人工開挖施工;開挖盡量不爆破作業(yè)，必要時(shí)可采取弱爆破，但在開挖前必須先作兩側(cè)巖墻的預(yù)加固，然后再進(jìn)行開挖作業(yè)，防止引起圍巖的二次變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，具有上半斷面(I)已開挖完成的隧洞，其特征在于分步開挖下半斷面: 1.1、在所述隧洞的下半斷面上沿其軸線方向開挖倒梯形狀的中槽(2)，中槽開挖深度不超過1/2下斷面深度，所述中槽(2)的兩側(cè)預(yù)留等厚的巖墻(3)，中槽的底部預(yù)留下臥圍巖(4)； 1.2、對(duì)中槽(2)開挖后兩側(cè)的巖墻(3)及時(shí)用錨桿(5)、錨索及錨筋加固； 1.3、在中槽(2)支護(hù)工作完成后，對(duì)預(yù)留的巖墻(3)和下臥圍巖(4)進(jìn)行人工開挖施工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，其特征在于:所述中槽(2)的上表面開挖寬度=下斷面寬度-兩側(cè)巖墻(3)寬度，中槽的開挖長度小于I倍開挖跨度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的深埋大直徑軟巖隧洞落底開挖方法，其特征在于:所述巖墻(3)和下臥圍巖(4)的厚度均為2?3m;兩側(cè)預(yù)留的巖墻(3)角度為40?50°。
【文檔編號(hào)】E21D9/04GK105909261SQ201610303297
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】劉寧, 張洋, 鮑世虎
【申請(qǐng)人】中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司