CN110318770A - 一种公路隧道半明半暗进洞施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路隧道半明半暗进洞施工方法，包括以下步骤：a、在隧道洞顶砌筑截水沟体系；b、对洞口边坡进行开挖及支护；c、在洞口外侧进行砌筑偏压挡墙；d、对外侧明洞口进行支护及护拱施工；e、对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充。本发明通过在隧道洞顶砌筑截水沟后，可以避免雨水长时间冲刷坡面；对洞口边坡进行开挖及支护，以增强洞口边坡的稳定性，通过进行外侧偏压墙砌筑，减少偏压对结构的影响，并对外侧明洞口进行支护及护拱施工，最后对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充，该方法能有效平衡隧道周边岩体荷载，确保隧道进洞施工环境具备稳定性，有效解决了隧道进洞施工困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，特别涉及一种公路隧道半明半暗进洞施工方法。
背景技术
随着高速公路建设的提速，对线路要求的设计也随着提高，由于大部分线路必然会经过山区，因而需要修建隧道穿越山体。山区公路隧道洞口受山体的影响，容易出现隧道进口轴线与山体地形线斜交，洞口段不可避免的存在偏压和浅埋，且洞口段岩体一般较为破碎，稳定性较差，当出现施工扰动与雨水环境影响时，隧道前段岩体极易在物理力学方面发生较大的变化，从而导致隧道进洞施工困难，影响整体施工流程和安全保障。
发明内容
本发明目的在于：针对公路隧道进口轴线与山体地形线斜交时，洞口段存在偏压和浅埋，且洞口段围岩稳定性较差，容易造成进洞施工困难的问题，提供一种公路隧道半明半暗进洞施工方法，该方法能确保隧道进洞施工环境具备稳定性，有效解决了隧道进洞施工困难的问题，也为后续隧道施工提供了基础的进洞安全保障。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种公路隧道半明半暗进洞施工方法，包括以下步骤：
a、在隧道洞顶砌筑截水沟体系；
b、对洞口边坡进行开挖及支护；
c、在洞口外侧进行砌筑偏压挡墙；
d、对外侧明洞口进行支护及护拱施工；
e、对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充。
本发明通过在隧道洞顶砌筑截水沟后，可以避免雨水长时间冲刷坡面，导致边坡岩体软化失稳；对洞口边坡进行开挖及支护，以增强洞口边坡的稳定性，通过进行外侧偏压墙砌筑，提高衬砌外侧抗力作用，减少偏压对结构的影响，并对外侧明洞口进行支护及护拱施工，为进洞施工创造条件，最后对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充，该方法能有效平衡隧道周边岩体荷载，确保隧道进洞施工环境具备稳定性，有效解决了隧道进洞施工困难的问题，也为后续隧道施工提供了基础的进洞安全保障。
作为本发明的优选方案，所述步骤b中，对洞口边坡采用自上而下的分层开挖，且分层开挖高度保持在2-3m之间，并逐层采取坡面支护措施。通过对洞口边坡采用自上而下的分层开挖，有效避免开挖时洞口顶部滑坡情况，并逐层采取坡面支护措施，可以对开挖后的坡面进行加固，使洞口边坡岩土具有较高的稳定性。
作为本发明的优选方案，边坡支护是通过在坡面上设置多根呈梅花形布置的砂浆锚杆，以及在坡面上设置钢筋网片并喷射混凝土。通过对洞口边坡设置砂浆锚杆以及设置钢筋网片并喷射混凝土，从而共同构成洞口边坡支护方式，有利于提升边坡支护稳定性。
作为本发明的优选方案，所述步骤c中，在砌筑偏压挡墙时，在偏压挡墙基础内设置与基岩相连的锚筋，且偏压挡墙与仰坡岩面的接触面中预埋连接锚杆。通过在偏压挡墙基础内设置与基岩相连的锚筋，使得偏压挡墙与基岩连接稳固，提升整体荷载应力水准，且偏压挡墙与仰坡岩面的接触面中预埋连接锚杆，可以增强支护体系的整体性，同时强化偏压挡墙抗倾倒的能力。
作为本发明的优选方案，所述步骤d中，对外侧明洞支护采用工型钢拱架，且纵向采用锚杆连接，环向间距保持在0.5m，有利于增强外侧明洞支护的抗偏压能力，加强衬砌结构承载力。
作为本发明的优选方案，所述钢拱架的拱脚部位与偏压挡墙预埋的连接锚杆固定，使得明洞衬砌支护与偏压挡墙连接成整体结构，加强衬砌结构承载力，提高衬砌外侧抗力作用。
作为本发明的优选方案，所述步骤d中，外侧明洞口的护拱内需设置钢架及管棚导向管，以此确保工程体系构建稳定。
作为本发明的优选方案，在隧道洞口衬砌拱部120°范围内设置管棚及超前小导管，以确保进洞工作开展具备保障。
作为本发明的优选方案，所述管棚及超前小导管均采用热轧无缝钢管体系。
作为本发明的优选方案，所述步骤e中，内侧暗洞采用上下台阶法开挖，每次循环进尺不超过1.2m。通过采用上下台阶法开挖内侧暗洞，并控制每次循环进尺参数，避免对隧道围岩产生较大扰动，从而确保隧道受力体系构建稳定性满足可持续施工的要求。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在隧道洞顶砌筑截水沟后，可以避免雨水长时间冲刷坡面，导致边坡岩体软化失稳；对洞口边坡进行开挖及支护，以增强洞口边坡的稳定性，通过进行外侧偏压墙砌筑，提高衬砌外侧抗力作用，减少偏压对结构的影响，并对外侧明洞口进行支护及护拱施工，为进洞施工创造条件，最后对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充，该方法能有效平衡隧道周边岩体荷载，确保隧道进洞施工环境具备稳定性，有效解决了隧道进洞施工困难的问题，也为后续隧道施工提供了基础的进洞安全保障；
2、通过对洞口边坡采用自上而下的分层开挖，有效避免开挖时洞口顶部滑坡情况，并逐层采取坡面支护措施，可以对开挖后的坡面进行加固，使洞口边坡岩土具有较高的稳定性；
3、通过在偏压挡墙基础内设置与基岩相连的锚筋，使得偏压挡墙与基岩连接稳固，提升整体荷载应力水准，且偏压挡墙与仰坡岩面的接触面中预埋连接锚杆，可以增强支护体系的整体性，同时强化偏压挡墙抗倾倒的能力。
附图说明
图1为本发明公路隧道半明半暗进洞施工方法流程图。
图2为本发明半明半暗防护示意图。
图3为本发明洞口管棚横断面布置图。
图4为本发明超前支护横断面布置图。
图5为本发明超前支护纵向布置大样。
图中标记：1-偏压挡墙，2-砂浆锚杆，3-喷射混凝土，4-钢架，5-管棚，6-超前小导管。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
本实施例提供一种公路隧道半明半暗进洞施工方法；
如图1-图5所示，本实施例中的公路隧道半明半暗进洞施工方法，包括以下步骤：
a、在隧道洞顶砌筑截水沟体系；
b、对洞口边坡进行开挖及支护；
c、在洞口外侧进行砌筑偏压挡墙1；
d、对外侧明洞口进行支护及护拱施工；
e、对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充。
本发明通过在隧道洞顶砌筑截水沟后，可以避免雨水长时间冲刷坡面，导致边坡岩体软化失稳；对洞口边坡进行开挖及支护，以增强洞口边坡的稳定性，通过进行外侧偏压墙砌筑，提高衬砌外侧抗力作用，减少偏压对结构的影响，并对外侧明洞口进行支护及护拱施工，为进洞施工创造条件，最后对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充，该方法能有效平衡隧道周边岩体荷载，确保隧道进洞施工环境具备稳定性，有效解决了隧道进洞施工困难的问题，也为后续隧道施工提供了基础的进洞安全保障。
本实施例中，所述步骤b中，对洞口边坡采用自上而下的分层开挖，期间清理掉表面松散的覆盖层便可；且分层开挖高度保持在2-3m之间，并逐层采取坡面支护措施。其中，边坡支护采用6m长、型号φ25的砂浆锚杆2，以2.5x2.5m间排距形成梅花形布置；另外在边坡混凝土支护体系中安装φ8钢筋网片并喷射混凝土3，且喷射混凝土强度为C25，厚度为25cm。通过对洞口边坡采用自上而下的分层开挖，有效避免开挖时洞口顶部滑坡情况，并逐层采取坡面支护措施，可以对开挖后的坡面进行加固，使洞口边坡岩土具有较高的稳定性。通过对洞口边坡设置砂浆锚杆以及设置钢筋网片并喷射混凝土，从而共同构成洞口边坡支护方式，有利于提升边坡支护稳定性。
本实施例中，所述步骤c中，在砌筑偏压挡墙时，需要先对外侧偏压环境展开细致分析，在明确其岩土质量状况与荷载情况后，再拟定对应偏压挡墙施工措施，以确保半明洞初期支护工作稳定，避免对隧道工程体系的构建造成影响。在偏压挡墙基础内设置与基岩相连的锚筋，选用φ25的中空注浆锚杆，构件长度为3.5m，布置间距50X60cm，挡墙材料选择C20强度的片石混凝土，长度与岩土破碎长度相同，且偏压挡墙与仰坡岩面的接触面中预埋连接砂浆锚杆。另外，在偏压挡墙预埋支护钢拱架与锚杆期间，在预留护拱基础体系构建结束后，需要立即分层回填，以便侧壁压力能够被平衡。通过在偏压挡墙基础内设置与基岩相连的锚筋，使得偏压挡墙与基岩连接稳固，提升整体荷载应力水准，且偏压挡墙与仰坡岩面的接触面中预埋连接锚杆，可以增强支护体系的整体性，同时强化偏压挡墙抗倾倒的能力。
本实施例中，在偏压挡墙体系施工结束后，应立即对明洞施工部分展开支护。外侧明洞支护选用20a#的工型钢拱架安装体系，纵向选用φ22的锚杆连接，环向间距保持在0.5m，有利于增强外侧明洞支护的抗偏压能力，加强衬砌结构承载力。另外，所述钢拱架的拱脚部位与偏压挡墙预埋的连接锚杆固定，使得明洞衬砌支护与偏压挡墙连接成整体结构，加强衬砌结构承载力，提高衬砌外侧抗力作用。确保钢拱架锚杆有效固定在拱顶围岩内，再开展模板体系构建与混凝土喷射工作。
本实施例中，护拱在混凝土喷射施工环境内，通常需要根据环境特点进行支护，确保岩体粉碎及潜在隐患的部位能够稳定，才能避免施工安全受到影响，并有效维护混凝土喷射的质量，使结构环境的整体性更强。其次，护拱内需设置钢架4及管棚导向管，以此确保工程体系构建稳定。其中，钢架需采取18#的工型钢体系，纵向选用φ22的锚杆连接，且钢架间距保持在60cm，环向间距为50cm。管棚导向管体系的安装，需要与钢架结合布置，故而在安装期间，对导向管环向间距、外插角度及纵向位置等参数要求较严格，避免管棚钻孔位置偏差。
本实施例中，隧道洞口地段的构建，需要根据周边地形、排水流线、岩土质量与道路交叉等状况结合分析，以便明洞长度能够被准确设置。期间，明洞采用钢筋混凝土衬砌结构，此种结构整体性较强，能够保证洞口施工的稳定性，并可在此基础上降低洞口开挖的工程量。故而，本工程隧道洞口均设置管棚与超前小导管辅助***，以确保进洞工作开展具备保障。
管棚体系应结合隧道岩体结构环境设置，根据散体状与碎裂结构搭建V级围岩进洞段。另外管棚5设置于衬砌拱部120°范围内，确保环向间距40cm，且节长5-6m，内部采用φ108X6热轧无缝钢管体系。另外，超前小导管6设置于衬砌拱部120°范围内，上仰角5-15°，确保环向间距30-50cm，且管长4.5m，内部采用φ42mmX4的热轧无缝钢管体系。
管棚钻孔施工技术选用潜孔钻，首先需在固定位置搭设钻机平台，在确保平台施工环境稳定且牢固的同时，用钻杆导向与经纬仪等措施，针对钻孔位置反复调整，以确保与导向管轴线相吻合。其次，在钻机开孔期间，前期应采取低速慢入的方法，避免过大的表面振动，影响周边岩体的稳定性，待孔钻深度钻至2m范围后，便可加速钻孔效率，抵达设计深度便推出钻杆，利用高压风清理孔内粉尘。最后，在钢管上钻注浆孔，孔径应保持在12mm，且间距保持在20cm以内，呈梅花状分布，以此确保注浆工作落实完善。期间，注浆机工作需设置压力表，确保压力符合实际工程需求，才能保证隧道施工质量。
本实施例中，所述步骤e中，暗洞开挖工作需要采用上下台阶法进行开挖，确保施工流程满足短进尺、勤支护与弱***的原则，才能避免隧道体系构建稳定性满足可持续施工的要求。期间每次循环进尺应当控制在1.2m范围内，确保开挖工作期间，能够提供完善的拱架、锚筋、钢片网、混凝土喷射等联合支护措施，而后再针对钢筋混凝土体系的浇筑细化，确保混凝土凝结期间稳定，再添加锚杆加以锁定，才能确保钢筋混凝土拱架的承载力满足工程需要。通过采用上下台阶法开挖内侧暗洞，并控制每次循环进尺参数，避免对隧道围岩产生较大扰动，从而确保隧道受力体系构建稳定性满足可持续施工的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在隧道洞顶砌筑截水沟体系；
b、对洞口边坡进行开挖及支护；
c、在洞口外侧进行砌筑偏压挡墙；
d、对外侧明洞口进行支护及护拱施工；
e、对内侧暗洞进行开挖与支护，并进行仰拱填充。
2.根据权利要求1所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述步骤b中，对洞口边坡采用自上而下的分层开挖，且分层开挖高度保持在2-3m之间，并逐层采取坡面支护措施。
3.根据权利要求1或2所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，边坡支护是通过在坡面上设置多根呈梅花形布置的砂浆锚杆，以及在坡面上设置钢筋网片并喷射混凝土。
4.根据权利要求1所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述步骤c中，在砌筑偏压挡墙时，在偏压挡墙基础内设置与基岩相连的锚筋，且偏压挡墙与仰坡岩面的接触面中预埋连接锚杆。
5.根据权利要求4所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述步骤d中，对外侧明洞支护采用工型钢拱架，且纵向采用锚杆连接，环向间距保持在0.5m。
6.根据权利要求5所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述钢拱架的拱脚部位与偏压挡墙预埋的连接锚杆固定。
7.根据权利要求1所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述步骤d中，外侧明洞口的护拱内需设置钢架及管棚导向管。
8.根据权利要求7所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，在隧道洞口衬砌拱部120°范围内设置管棚及超前小导管。
9.根据权利要求8所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述管棚及超前小导管均采用热轧无缝钢管体系。
10.根据权利要求1所述的公路隧道半明半暗进洞施工方法，其特征在于，所述步骤e中，内侧暗洞采用上下台阶法开挖，每次循环进尺不超过1.2m。
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