CN112796769B - 一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法 - Google Patents

一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，包括步骤：步骤一、初挖；步骤二、开挖上台阶；步骤三、设置上台阶小导管；步骤四、完成上部支护；步骤五、开挖下台阶；步骤六、设置下台阶小导管；步骤七、完成下部支护；步骤八、开挖仰拱部分。本发明结合排水和加强隧道支护于一体，排水作业简单，提高施工效率，缩短施工进度。

Description

一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法。
背景技术
近年来，随着隧道建设的深入推进，在复杂地段修建隧道依然成为常态。然而，受到规划设计和使用要求、地形地质条件等多种因素的制约，因而对隧道的安全施工提出了更高的要求。
在修建隧道过程中，目前主要采用全段面开挖法、台阶法、中隔壁法和交叉中隔壁法等施工方法。在西部山区的隧道修建过程中，常见富水软弱地层。当前，在富水软弱地层中常采用台阶法等施工方法，但与之结合的排水作业复杂，严重拖慢施工进度，降低施工效率，尚无结合排水和加强隧道支护于一体的适用于富水软弱围岩地层隧道的施工方法。
发明内容
本发明旨在提供一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，结合排水和加强隧道支护于一体，降低施工造价，保证施工安全，排水作业简单，提高施工效率，缩短施工进度。
为达到上述目的，本发明提供的上述一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，包括步骤：
步骤一、初挖，采用台阶法开挖至富水软弱围岩地段；
步骤二、开挖上台阶，快速施做喷射混凝土，利用钻机在开挖面两侧设计的拱脚处进行超前钻孔；
步骤三、设置上台阶小导管，将小导管送入步骤二中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在开挖面两侧形成第一大拱脚；
步骤四、完成上部支护，利用步骤三形成的第一大拱脚架设钢架和第一锁脚锚管，形成完整的上部支护体系；
步骤五、开挖下台阶，利用钻机在下台阶两侧设计的拱脚处进行超前钻孔，进行超前地质预报；
步骤六、设置下台阶小导管，将小导管送入步骤五中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在下台阶两侧形成第二大拱脚；
步骤七、完成下部支护，利用步骤六形成的第二大拱脚，选择架设钢架以及第二锁脚锚管和钢筋网施做，形成完整的下部支护体系；
步骤八、开挖仰拱部分，利用步骤六形成的第二大拱脚，施做仰拱支护并进行仰拱回填。
优选的，所述步骤二中的超前钻孔有以下三种情况：
A、若超前钻孔钻探过程中两端都遇到地下水，则先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖；
B、若超前钻孔钻探过程中两端未遇到地下水，则进行正常开挖作业；
C、若超前钻孔钻探过程中一侧遇到地下水，则该侧先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖，而另一侧进行先行开挖作业。
优选的，所述步骤五中的超前钻孔有以下三种情况：
A、若超前钻孔钻探过程中两端都遇到地下水，则先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖；
B、若超前钻孔钻探过程中两端未遇到地下水，则进行正常开挖作业；
C、若超前钻孔钻探过程中一侧遇到地下水，则该侧先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖，而另一侧进行先行开挖作业。
优选的，所述步骤一中的台阶法为两台阶法。
优选的，所述步骤一中的台阶法为三台阶七步开挖法。
优选的，所述钻孔的直径大于小导管的直径。
优选的，所述钻孔的直径与小导管的直径差值在0-50mm。
优选的，所述第一大拱脚、第二大拱脚均包括支撑组件、垫板，支撑组件的一端与垫板连接，支撑组件的另一端与隧道侧壁连接。
进一步地，所述支撑组件为工字钢。
相比现有的技术，本发明具有以下技术效果：
1、本发明结合排水和加强隧道支护于一体；
2、本发明可降低施工造价，保证施工安全；
3、本发明的排水作业简单，提高施工效率，缩短施工进度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例的掌子面整体结构示意图；
图2为实施例中进行超前钻孔的位置示意图；
图标：1—设计轨面、2—钻孔、3—第一大拱脚、4—第二大拱脚、5-第一锁脚锚管、6-第二锁脚锚管、7-仰拱、8-支撑组件、9-垫板。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，包括步骤：
步骤一、初挖，根据设计图纸施工，采用台阶法开挖至富水软弱围岩地段；
步骤二、开挖上台阶，快速施做喷射混凝土，利用钻机在开挖面两侧设计的拱脚处进行超前钻孔；
步骤三、设置上台阶小导管，将小导管送入步骤二中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在开挖面两侧形成第一大拱脚；
步骤四、完成上部支护，利用步骤三形成的第一大拱脚架设钢架和第一锁脚锚管，形成完整的上部支护体系；
步骤五、开挖下台阶，利用钻机在下台阶两侧设计的拱脚处进行超前钻孔，进行超前地质预报；
步骤六、设置下台阶小导管，将小导管送入步骤五中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在下台阶两侧形成第二大拱脚；
步骤七、完成下部支护，利用步骤六形成的第二大拱脚，选择架设钢架以及第二锁脚锚管和钢筋网施做，形成完整的下部支护体系；
步骤八、开挖仰拱部分，利用步骤六形成的第二大拱脚，施做仰拱支护并进行仰拱回填。
步骤二中的超前钻孔有以下三种情况：
A、若超前钻孔钻探过程中两端都遇到地下水，则先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖；
B、若超前钻孔钻探过程中两端未遇到地下水，则进行正常开挖作业；
C、若超前钻孔钻探过程中一侧遇到地下水，则该侧先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖，而另一侧进行先行开挖作业。
步骤五中的超前钻孔有以下三种情况：
A、若超前钻孔钻探过程中两端都遇到地下水，则先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖；
B、若超前钻孔钻探过程中两端未遇到地下水，则进行正常开挖作业；
C、若超前钻孔钻探过程中一侧遇到地下水，则该侧先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖，而另一侧进行先行开挖作业。
钻孔方向与隧道开挖方向平行。
钻孔的直径大于小导管的直径。
钻孔的直径与小导管的直径差值在0-50mm。
第一大拱脚、第二大拱脚均包括支撑组件、垫板，支撑组件的一端与垫板连接，支撑组件的另一端与隧道侧壁连接。
支撑组件为工字钢，垫板为金属材料，通常为钢质材料。
实施例一
步骤一中的台阶法为两台阶法。
实施例二
步骤一中的台阶法为三台阶七步开挖法。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一、初挖，采用台阶法开挖至富水软弱围岩地段；
步骤二、开挖上台阶，快速施做喷射混凝土，利用钻机在开挖面两侧设计的拱脚处进行超前钻孔，所述钻孔方向与隧道开挖方向平行；
步骤三、设置上台阶小导管，将小导管送入步骤二中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在开挖面两侧形成第一大拱脚；
步骤四、完成上部支护，利用步骤三形成的第一大拱脚架设钢架和第一锁脚锚管，形成完整的上部支护体系；
步骤五、开挖下台阶，利用钻机在下台阶两侧设计的拱脚处进行超前钻孔，进行超前地质预报；
步骤六、设置下台阶小导管，将小导管送入步骤五中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在下台阶两侧形成第二大拱脚；
步骤七、完成下部支护，利用步骤六形成的第二大拱脚，选择架设钢架以及第二锁脚锚管和钢筋网施做，形成完整的下部支护体系；
步骤八、开挖仰拱部分，利用步骤六形成的第二大拱脚，施做仰拱支护并进行仰拱回填；
所述步骤二中的超前钻孔有以下三种情况：
A、若超前钻孔钻探过程中两端都遇到地下水，则先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖；
B、若超前钻孔钻探过程中两端未遇到地下水，则进行正常开挖作业；
C、若超前钻孔钻探过程中一侧遇到地下水，则该侧先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖，而另一侧进行先行开挖作业；
所述步骤五中的超前钻孔有以下三种情况：
A、若超前钻孔钻探过程中两端都遇到地下水，则先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖；
B、若超前钻孔钻探过程中两端未遇到地下水，则进行正常开挖作业；
C、若超前钻孔钻探过程中一侧遇到地下水，则该侧先通过钻孔进行排水操作，排干前方地下水，再进行开挖，而另一侧进行先行开挖作业。
2.根据权利要求1所述的一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中的台阶法为两台阶法。
3.根据权利要求1所述的一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中的台阶法为三台阶七步开挖法。
4.根据权利要求1所述的一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于：所述钻孔的直径大于小导管的直径。
5.根据权利要求4所述的一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于：所述钻孔的直径与小导管的直径差值在0-50mm。
6.根据权利要求1所述的一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于：所述第一大拱脚、第二大拱脚均包括支撑组件、垫板，支撑组件的一端与垫板连接，支撑组件的另一端与隧道侧壁连接。
7.根据权利要求6所述的一种富水软弱围岩地层隧道的施工方法，其特征在于：所述支撑组件为工字钢。
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