CN110107323B - 一种先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，隧洞先于洞室边墙开挖，***支护完成后向洞室内延伸隧洞，进行临时支护保证场地施工安全，实施锁口锚杆及沉头锚杆进行交叉口保护，沿洞室边墙环向布置预裂孔***，使交叉口附近洞室边墙内外岩体分离，后期洞室开挖时预裂范围内岩体采用机械挖除，避免二次***损伤，***支护跟进直至完成交叉口开挖完成。本发明对于先洞后墙式开挖方式提供了一种解决大型地下洞室交叉口开挖支护问题的方案，能在很大程度上保证交叉口开挖成型，有利于隧洞交叉口以及洞室高边墙围岩稳定，减少超挖，避免后期大量回填混凝土，节约工期及工程成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种交叉洞口先洞后墙式开挖支护施工方法，适用于水电水利等地下工程领域。
背景技术
在现代水电水利工程中，地下厂房区洞室规模巨大，主厂房、尾水调压室等高度动辄上百米，引水隧洞、母线洞、尾水隧洞与其相交，高度也普遍超过15～20m，且数量极多，形成大量隧洞进出交叉口，这些大型交叉口受力情况复杂，加之地质条件差异大、地应力高等不利因素，开挖后围岩松弛、坍塌等问题较为严重，交叉口往往超挖严重，成型极差，不利于地下厂房或尾调室等高边墙围岩稳定，且塌落位置需要用钢筋混凝土回填，施工难度大并造成资源浪费，如何减少交叉口围岩超挖，保证其成型及开挖质量是一个不小的难题。
该类交叉洞口开挖一般采用2种方式，第一种是先开挖地下厂房等大洞室，隧洞轮廓线全部出露后进行隧洞开挖，简称先墙后洞式开挖，主要用于小型或者工期宽裕的洞室交叉口开挖；第二种是洞室上部分层开挖的同时，下部隧洞同步开挖，先形成隧洞，后形成大洞室边墙，简称先洞后墙式开挖，该方式不同高程、不同部位洞室同时施工，可大量节约工期，主要用于巨型洞室或者工期紧的洞室交叉口开挖。第一种开挖方式较为常用，第二种开挖方式如何解决交叉口开挖成型及围岩稳定问题尚无***方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便、安全可靠的先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，为此，本发明采用以下技术方案：
一种先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，用于大型地下洞室与隧洞交叉口开挖及支护，其特征在于：在洞室上部分层开挖期间，同时进行下部隧洞永久段开挖及支护，下部隧洞永久段开挖及支护施工完成后开挖隧洞延伸段并实施临时支护，然后进行所述交叉口处的沉头锁口锚杆及预裂孔的施工，在沉头锁口锚杆施工完成后利用预裂孔进行预裂***，使所述交叉口附近洞室边墙内外岩体分离；
所述洞室分层下挖至隧洞永久段洞口预裂范围内停止***，改为机械挖除，***支护跟进，直至交叉洞口完全出露。
进一步地，下部隧洞永久段的洞口内侧布置锁口锚杆，所述锁口锚杆环形布置多排，边顶拱处采用预应力锚杆，底板采用普通砂浆锚杆。
进一步地，所述隧洞延伸段断面尺寸与隧洞永久段相同，在隧洞永久段***喷锚挂网支护及洞口锁口锚杆施工后开挖延伸段，延伸段顶拱及边墙进行钢筋混凝土喷层支护临时支护。
进一步地，所述沉头锁口锚杆是指锚杆不外漏，在指定深度范围内设置的锚杆，从延伸段向隧洞永久段洞***岩倾斜造锚杆孔，所述锚杆孔分洞室的边墙外侧及内侧2段，外侧段注入锚固剂并***锚杆，内侧段不注浆不插杆。
进一步地，所述预裂孔沿洞室边墙在下部隧洞永久段的洞口外侧环向布置一环。
本发明的有益效果是：对于先洞后墙式开挖方式提供了一种解决大型地下洞室交叉口开挖支护问题的方案，能在很大程度上保证交叉口开挖成型，有利于隧洞交叉口以及洞室高边墙围岩稳定，减少超挖，避免后期大量回填混凝土，节约工期及工程成本。
附图说明
图1为本发明的实施例的剖面示意图。
图2为本发明的实施例中沉头锁口锚杆的结构示意图。
图3为本发明的实施例中沉头锁口锚杆及预裂孔的布置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，用于大型地下洞室与隧洞交叉口开挖及支护，在洞室上部分层开挖期间，同时进行下部隧洞11的开挖和支护。在图1中，附图标号21表示洞室已开挖段，附图标号22表示洞室未开挖段。
隧洞永久段11开挖至洞室的边墙设计结构面后，及时对隧洞边顶拱进行钢筋混凝土喷层6及***锚杆53施工，完成***喷锚挂网支护，然后按隧洞断面尺寸继续向洞室内开挖，形成深度5m左右的隧洞延伸段12，并对延伸段顶拱及边墙进行钢筋混凝土喷层6支护。
如图2所示，在隧洞永久段11洞口布置3排锁口锚杆，行排距1m，第一排距洞室边墙设计结构面0.5m，其中，边顶拱采用预应力锚杆51，长度6m或9m；底板采用普通砂浆锚杆52，长度6m或4.5m。
如图2所示，从隧洞延伸段12内，向隧洞洞口外部实施3环沉头锁口锚杆4，长度4.5m，与洞室边墙夹角大于30°。所述沉头锁口锚杆4锚杆孔包括洞室边墙外侧及内侧2段，边墙外侧段(隧洞永久段围岩)注入锚固剂9并***锚杆4，边墙内侧段不注浆不插杆，附图标号8为钻孔。
如图3所示，隧洞永久段11与洞室的交口处实施预裂孔3，预裂孔3环向布置，深度5m，孔距1.5m，预裂***形成预裂面，使交叉口附近洞室边墙内外岩体分离，后洞室开挖直至交叉口出露并跟进洞室边墙***支护。
本实施例的施工步骤如下：
第一步，开挖隧洞永久段11，完成***喷锚挂网支护。
第二步，开挖洞延伸段12，顶拱及边墙挂网喷护。
第三步，实施隧洞内锁口锚杆5。
第四步，实施洞室边墙沉头锁口锚杆4。
第五步，完成预裂孔3，预裂***。
第六步，洞室下挖，至交叉口预裂范围采用机械挖除，***支护跟进，直至交叉洞口完全出露。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在实施例的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，用于大型地下洞室与隧洞交叉口开挖及支护，其特征在于：在洞室上部分层开挖期间，同时进行下部隧洞永久段(11)开挖及支护，所述永久段开挖及支护完成后开挖隧洞延伸段(12)并实施临时支护；然后进行所述交叉口处的沉头锁口锚杆(4)及预裂孔(3)的施工，在沉头锁口锚杆(4)施工完成后利用预裂孔(3)进行预裂***，使所述交叉口附近洞室边墙内外岩体分离；
所述洞室分层下挖至隧洞永久段(11)洞口预裂范围内停止***，改为机械挖除，***支护跟进，直至交叉洞口完全出露；
所述沉头锁口锚杆(4)是指锚杆不外漏，在指定深度范围内设置的锚杆，从延伸段向隧洞永久段(11)洞***岩倾斜造锚杆孔(8)，所述锚杆孔(8)分洞室的边墙外侧及内侧2段，外侧段注入锚固剂并***锚杆，内侧段不注浆不插杆。
2.根据权利要求1所述的先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，其特征在于：下部隧洞永久段(11)的洞口内侧布置锁口锚杆，所述锁口锚杆环形布置多排，边顶拱处采用预应力锚杆，底板采用普通砂浆锚杆。
3.根据权利要求1所述的先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，其特征在于：所述隧洞延伸段(12)断面尺寸与隧洞永久段(11)相同，在隧洞永久段(11)***喷锚挂网支护及洞口锁口锚杆施工后开挖，延伸段(12)顶拱及边墙进行钢筋混凝土喷层(6)临时支护。
4.根据权利要求1所述的先洞后墙式交叉洞口开挖支护施工方法，其特征在于：所述预裂孔沿洞室边墙在下部隧洞永久段(11)的洞口外侧环向布置一环。
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