CN111255476A - 一种隧道多断面立体交叉口施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种隧道多断面立体交叉口施工方法，确定总施工方案→1#交叉口施工→2#交叉口施工→3#交叉口施工→4#交叉口→5#交叉口为排烟道上跨主洞右线与主洞左线相交，施工时先施工排烟道，再通过左线主洞进行贯通。本发明采用合理安排各交叉口施工顺序、设立门架、增加锁脚，加强超前、铣挖+控爆法、挑顶法、加强监控量测与***振动速率测定等一系列控制手段，安全高质完成了斜井交叉口施工，达到安全、优质、快捷、高效、经济合理的施工目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程施工领域，具体是一种隧道多断面立体交叉口施工方法。
背景技术
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道，隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分，主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长的隧道还有专门的通风和照明设备，在长大高速公路隧道施工中，斜井的设置有着广泛的应用，斜井可以增加工作面实现长隧短打，也可作为通风、排水、管线布置、应急救援等通道，众所周知斜井与主洞交叉口处断面大、断面变化频繁、结构受力复杂，是隧道施工安全、质量重点控制段，现提出一种隧道多断面立体交叉口施工方法，达到安全、优质、快捷、高效、经济合理的施工目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道多断面立体交叉口施工方法，采用合理安排各交叉口施工顺序、设立门架、增加锁脚，加强超前、铣挖+控爆法、挑顶法、加强监控量测与***振动速率测定等一系列控制手段，安全高质完成了斜井交叉口施工，达到安全、优质、快捷、高效、经济合理的施工目的。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种隧道多断面立体交叉口施工方法，包括以下步骤：
S1：确定总施工方案，包括以下步骤：
1)第一步：确定优先施工3#交叉口，优先斜井进主洞施工，途经1#交叉口施工段，2#交叉口施工段，施工经过1#、2#交叉口但不进行1#交叉口送风道、 2#交叉口排烟道进洞口施工，斜井施工至3#交叉口处时，准备挑顶进主洞右线；
2)第二步：确定4#交叉口施工，进主洞右线先往进口端施工，再反向施工主洞段，为右线主洞衬砌台车洞内拼装预留空间，同时，在此段距离施工临时集水井，汇集洞内积水后通过斜井统一排出洞外；
3)第三步：确定1#交叉口施工，1#交叉口送风道根据主洞右线施工的进度情况施工，施工至4#交叉口处预留2m暂停开挖，待主洞施工时贯通；
4)第四步：确定2#交叉口施工，2#交叉口上跨右洞，净高6m，采用机械配合微***，取“先下后上”施工主洞后施工排烟道，在主洞施工完二衬且达到28天强度后施工排烟道；
5)第五步：确定主洞左右线间横通道施工：主洞右线往进口端形成正常施工后，施工主洞左右线间横通道，通过横通道施工左线主洞，进入左洞主洞后，与右线一致先往进口端方向施工70m，再反向施工50m，作为衬砌台车拼装空间；
6)第六步：确定主洞与5#交叉***叉部分施工：左洞反向施工时，利用主洞上台阶施工5#交叉口排烟道交叉部分，主洞与排烟道交叉主洞部分的施工；
S2：1#交叉口施工：
1)按斜井断面施工至加宽断面，加宽断面完成后，施工送风道进口及送风道；
2)送风道口施工：待1#交叉口加宽段、排风道段施工完成后，施工送风道口，施工前进行洞口范围加固，加固措施为沿送风道洞口开挖轮廓线外施工双环超前小导管，施工范围为起拱线以上180°，在超前小导管之下，开挖轮廓线之外，安装1榀I18钢架，作为支撑门架，钢架属异形钢架。
S3:2#交叉口施工：
1)先按排风道断面施工至转弯处，施工排烟道进口及排烟道。
2)排烟道施工：待2#交叉口排风道施工完毕后，适时施工排烟道，施工排烟道前先对排烟道洞口加固，加固措施与1#交叉口送风道口一致。
S4:3#交叉口施工:
1)先施工3#交叉口加宽段，采用挑顶法进右线主洞，主洞往进口端施工70m，反向按台阶法施工主洞50m并封闭掌子面，作为衬砌台车洞内拼装、临时集水井场地；
2)挑顶施工:施作加宽段末端锁口门架，门架采用双拼I22b工字钢，两榀钢架间釆用Φ25短钢筋焊接为整体，上台阶钢架脚部每侧至少打设4根φ42小导管作为锁脚锚管，锚管与钢架焊接，上导洞尺寸5×5m，导洞门式钢架釆用 I20a工字钢架，间距0.5m，挑顶上导洞开挖到位后，施作主洞环向钢架接长至双拼门架上焊接固定，割除导洞门式钢架的竖直钢架，并扩挖主洞上台阶安装主洞拱架，同步施工斜井中下台阶及主洞中下台阶，施工时对超前及锁脚进行加强,建立有限元模型分析挑顶进洞施工。
S5:4#交叉口为1#交叉口的送风道与隧道右线主洞相交的位置，先由1#交叉口送风道施工至4#交叉口处预留2m暂停开挖，待主洞施工时贯通。
S6：5#交叉口为排烟道上跨主洞右线与主洞左线相交，施工时先施工排烟道，再通过左线主洞进行贯通。
进一步地，所述S2中1#交叉口施工工艺流程为：二台阶法开挖交叉口斜井断面段→三台阶预留核心土法开挖交叉口加宽段→二台阶法开挖交叉口排风道段→二台阶法开挖交叉口送风道段→1#交叉口施工完成。
进一步地，所述S2中送风道口施工的超前小导管为φ42mm×4mm热轧无缝钢管，L＝4.0m，环向间距40cm，排距30cm，上下排小导管梅花形交错布设。
进一步地，所述S3中2#交叉口施工工艺流程为：二台阶法开挖交叉口排风道段→交叉口排烟道洞口加固→二台阶法开挖交叉口排烟道段→2#交叉口施工完成。
进一步地，所述S4中3#交叉口施工工艺流程为：三台阶法开挖斜井加宽段 (10米)→主洞锁口门架施工(双拼I22b)→主洞上导洞开挖(上导洞门式钢架I20a，间距0.5m)→施作主洞环向钢架接长至双拼门架上焊接固定→主洞上台阶扩挖→斜井加宽段中下台阶施工→主洞中下台阶施工。
进一步地，所述S6中5#交叉口施工工艺流程为：二台阶法开挖排烟道(采用机械配合微***)→三台阶法进行主洞左线施工→交叉口开挖及衬砌施工→排烟道衬砌施工。
本发明的有益效果：
1、本发明采用合理安排各交叉口施工顺序、设立门架、增加锁脚，加强超前、铣挖+控爆法、挑顶法、加强监控量测与***振动速率测定等一系列控制手段，安全高质完成了斜井交叉口施工；
2、本发明达到安全、优质、快捷、高效、经济合理的施工目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明斜井交叉口总体施工平面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种隧道多断面立体交叉口施工方法，包括以下步骤：
S1：确定总施工方案，包括以下步骤：
1)第一步：确定优先施工3#交叉口，优先斜井进主洞施工，途经1#交叉口施工段，2#交叉口施工段，施工经过1#、2#交叉口但不进行1#交叉口送风道、 2#交叉口排烟道进洞口施工，斜井施工至3#交叉口处时，准备挑顶进主洞右线。
2)第二步：确定4#交叉口施工，进主洞右线先往进口端施工70m，再反向施工主洞段50m，为右线主洞衬砌台车洞内拼装预留空间，同时，在此段距离施工临时集水井，汇集洞内积水后通过斜井统一排出洞外。
3)第三步：确定1#交叉口施工，1#交叉口送风道根据主洞右线施工的进度情况适时施工，施工至4#交叉口处预留2m暂停开挖，待主洞施工时贯通。
4)第四步：确定2#交叉口施工，2#交叉口上跨右洞，净高6m，考虑右洞主洞施工断面大，***用药量较大，***震动也较大，且分部开挖多次扰动周边围岩，施工控制较难，而上跨的排烟道断面小，采用机械配合微***，***扰动较小，较易控制，故采取“先下后上”施工主洞后施工排烟道，确保主洞和排烟道施工安全。在主洞施工完二衬且达到28天强度后施工排烟道，保证结构安全，将风险降到最低。
5)第五步：确定主洞左右线间横通道施工：主洞右线往进口端形成正常施工后，适时施工主洞左右线间横通道，通过横通道施工左线主洞。进入左洞主洞后，与右线一致先往进口端方向施工70m，再反向施工50m，作为衬砌台车拼装空间。
6)第六步：确定主洞与5#交叉***叉部分施工：左洞反向施工时，利用主洞上台阶施工5#交叉口排烟道交叉部分，排烟道已施工完成，仅主洞与排烟道交叉主洞部分的施工。
S2：1#交叉口施工：
1)按斜井断面施工至加宽断面，加宽断面完成后，适时施工送风道进口及送风道,施工工艺流程为：
二台阶法开挖交叉口斜井断面段→三台阶预留核心土法开挖交叉口加宽段→二台阶法开挖交叉口排风道段→二台阶法开挖交叉口送风道段→1#交叉口施工完成。
2)送风道口施工：
待1#交叉口加宽段、排风道段施工完成后，择时施工送风道口，施工前需进行洞口范围加固，加固措施为沿送风道洞口开挖轮廓线外施工双环超前小导管，超前小导管为φ42mm×4mm热轧无缝钢管，L＝4.0m，环向间距40cm，排距 30cm，上下排小导管梅花形交错布设。施工范围为起拱线以上180°，在超前小导管之下，开挖轮廓线之外，安装1榀I18钢架，作为支撑门架，钢架属异形钢架。
S3:2#交叉口施工：
1)先按排风道断面施工至转弯处，适时施工排烟道进口及排烟道。施工工艺流程为：二台阶法开挖交叉口排风道段(16.5m)→交叉口排烟道洞口加固→二台阶法开挖交叉口排烟道段(100m)→2#交叉口施工完成。
2)排烟道施工：
待2#交叉口排风道施工完毕后，适时施工排烟道，施工排烟道前先对排烟道洞口加固，加固措施与1#交叉口送风道口相似。
S4:3#交叉口施工:
1)先施工3#交叉口加宽段，在比选挑顶法与小导洞转弯法后决定采用挑顶法进右线主洞，经对比挑顶法可节约工期25天。主洞往进口端施工70m，反向按台阶法施工主洞50m并封闭掌子面，作为衬砌台车洞内拼装、临时集水井场地。施工工艺流程为：三台阶法开挖斜井加宽段(10米)→主洞锁口门架施工 (双拼I22b)→主洞上导洞开挖(上导洞门式钢架I20a，间距0.5m)→施作主洞环向钢架接长至双拼门架上焊接固定→主洞上台阶扩挖→斜井加宽段中下台阶施工→主洞中下台阶施工。
2)挑顶施工:施作加宽段末端锁口门架，门架采用双拼I22b工字钢，两榀钢架间釆用Φ25短钢筋焊接为整体，上台阶钢架脚部每侧至少打设4根φ42小导管作为锁脚锚管，锚管与钢架焊接牢靠。上导洞尺寸5×5m，导洞门式钢架釆用I20a工字钢架，间距0.5m，加强超前与锁脚锁脚施工。挑顶上导洞开挖到位后，施作主洞环向钢架接长至双拼门架上焊接固定，割除导洞门式钢架的竖直钢架，并扩挖主洞上台阶安装主洞拱架，同步施工斜井中下台阶及主洞中下台阶，施工时注意对超前及锁脚进行加强,建立有限元模型分析挑顶进洞施工结束后，衬砌结构最大竖向位移位于联络风道段，约1.6mm，交叉口处初支沉降值为1.32mm，主洞三台阶形成后，初支最大沉降值约3mm，最大***值位移在下台阶，约3mm，满足设计及规范要求。
S5:4#交叉口为1#交叉口的送风道与隧道右线主洞相交的位置，先由1#交叉口送风道施工至4#交叉口处预留2m暂停开挖，待主洞施工时贯通。
S6：5#交叉口为排烟道上跨主洞右线与主洞左线相交，施工时先施工排烟道，再通过左线主洞进行贯通。施工工艺流程为：二台阶法开挖排烟道(采用机械配合微***)→三台阶法进行主洞左线施工→交叉口开挖及衬砌施工→排烟道衬砌施工。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.一种隧道多断面立体交叉口施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定总施工方案，包括以下步骤：
1)第一步：确定优先施工3#交叉口，优先斜井进主洞施工，途经1#交叉口施工段，2#交叉口施工段，施工经过1#、2#交叉口但不进行1#交叉口送风道、2#交叉口排烟道进洞口施工，斜井施工至3#交叉口处时，准备挑顶进主洞右线；
2)第二步：确定4#交叉口施工，进主洞右线先往进口端施工，再反向施工主洞段，为右线主洞衬砌台车洞内拼装预留空间，同时，在此段距离施工临时集水井，汇集洞内积水后通过斜井统一排出洞外；
3)第三步：确定1#交叉口施工，1#交叉口送风道根据主洞右线施工的进度情况施工，施工至4#交叉口处预留2m暂停开挖，待主洞施工时贯通；
4)第四步：确定2#交叉口施工，2#交叉口上跨右洞，净高6m，采用机械配合微***，取“先下后上”施工主洞后施工排烟道，在主洞施工完二衬且达到28天强度后施工排烟道；
5)第五步：确定主洞左右线间横通道施工：主洞右线往进口端形成正常施工后，施工主洞左右线间横通道，通过横通道施工左线主洞，进入左洞主洞后，与右线一致先往进口端方向施工70m，再反向施工50m，作为衬砌台车拼装空间；
6)第六步：确定主洞与5#交叉***叉部分施工：左洞反向施工时，利用主洞上台阶施工5#交叉口排烟道交叉部分，主洞与排烟道交叉主洞部分的施工；
S2：1#交叉口施工：
1)按斜井断面施工至加宽断面，加宽断面完成后，施工送风道进口及送风道；
2)送风道口施工：待1#交叉口加宽段、排风道段施工完成后，施工送风道口，施工前进行洞口范围加固，加固措施为沿送风道洞口开挖轮廓线外施工双环超前小导管，施工范围为起拱线以上180°，在超前小导管之下，开挖轮廓线之外，安装1榀I18钢架，作为支撑门架，钢架属异形钢架。
S3:2#交叉口施工：
1)先按排风道断面施工至转弯处，施工排烟道进口及排烟道。
2)排烟道施工：待2#交叉口排风道施工完毕后，适时施工排烟道，施工排烟道前先对排烟道洞口加固，加固措施与1#交叉口送风道口一致。
S4:3#交叉口施工:
1)先施工3#交叉口加宽段，采用挑顶法进右线主洞，主洞往进口端施工70m，反向按台阶法施工主洞50m并封闭掌子面，作为衬砌台车洞内拼装、临时集水井场地；
2)挑顶施工:施作加宽段末端锁口门架，门架采用双拼I22b工字钢，两榀钢架间釆用Φ25短钢筋焊接为整体，上台阶钢架脚部每侧至少打设4根φ42小导管作为锁脚锚管，锚管与钢架焊接，上导洞尺寸5×5m，导洞门式钢架釆用I20a工字钢架，间距0.5m，挑顶上导洞开挖到位后，施作主洞环向钢架接长至双拼门架上焊接固定，割除导洞门式钢架的竖直钢架，并扩挖主洞上台阶安装主洞拱架，同步施工斜井中下台阶及主洞中下台阶，施工时对超前及锁脚进行加强,建立有限元模型分析挑顶进洞施工。
S5:4#交叉口为1#交叉口的送风道与隧道右线主洞相交的位置，先由1#交叉口送风道施工至4#交叉口处预留2m暂停开挖，待主洞施工时贯通。
S6：5#交叉口为排烟道上跨主洞右线与主洞左线相交，施工时先施工排烟道，再通过左线主洞进行贯通。
2.根据权利要求1所述的一种隧道多断面立体交叉口施工方法,其特征在于，所述S2中1#交叉口施工工艺流程为：二台阶法开挖交叉口斜井断面段→三台阶预留核心土法开挖交叉口加宽段→二台阶法开挖交叉口排风道段→二台阶法开挖交叉口送风道段→1#交叉口施工完成。
3.根据权利要求1所述的一种隧道多断面立体交叉口施工方法,其特征在于，所述S2中送风道口施工的超前小导管为φ42mm×4mm热轧无缝钢管，L＝4.0m，环向间距40cm，排距30cm，上下排小导管梅花形交错布设。
4.根据权利要求1所述的一种隧道多断面立体交叉口施工方法,其特征在于，所述S3中2#交叉口施工工艺流程为：二台阶法开挖交叉口排风道段→交叉口排烟道洞口加固→二台阶法开挖交叉口排烟道段→2#交叉口施工完成。
5.根据权利要求1所述的一种隧道多断面立体交叉口施工方法,其特征在于，所述S4中3#交叉口施工工艺流程为：三台阶法开挖斜井加宽段(10米)→主洞锁口门架施工(双拼I22b)→主洞上导洞开挖(上导洞门式钢架I20a，间距0.5m)→施作主洞环向钢架接长至双拼门架上焊接固定→主洞上台阶扩挖→斜井加宽段中下台阶施工→主洞中下台阶施工。
6.根据权利要求1所述的一种隧道多断面立体交叉口施工方法,其特征在于，所述S6中5#交叉口施工工艺流程为：二台阶法开挖排烟道(采用机械配合微***)→三台阶法进行主洞左线施工→交叉口开挖及衬砌施工→排烟道衬砌施工。
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