CN113339014A - 保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构 - Google Patents

保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构，包括以下步骤：S1：开挖先行洞；S2：在后行洞(5)侧墙预埋钢管(2)；S3：将型钢(4)***钢管(2)内部；S4：向钢管(2)内灌注砼；S5：在进口用控制轮廓的钢板(3)将钢管(2)焊接；S6：开挖后行洞(5)；S7：掘进过程中，每开挖一段距离，设置曲墙形连接管(1)与钢管(2)焊接在一起；S8：将曲墙形连接管(1)、初衬网片钢拱架焊接在一起，保护中夹岩。与现有技术相比，本方法为用于隧道工程中超小净距隧道的施工过程，施工简单、工期短、造价低并且适用性强；施工结构保护中夹岩，提高隧道整体性和安全性。

Description

保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构
技术领域
本发明属于地质工程、岩土工程、隧道与地下建筑工程的邻域，具体涉及一种保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构。
背景技术
随着高等级公路建设的迅猛发展，山区高速公路选线时上、下行隧道往往受地形限制，使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求。在此情况下，近年来较流行的隧道结构形式为单线双洞连拱隧道。由于连拱隧道的工程造价、施工难度以及施工周期均比双线双洞隧道大得多，对此，在工程实践中衍生出一种新的结构形式——小净距隧道。
在地质条件复杂的山岭地区公路建设中，超小净距隧道因为具有施工简单、工期短、造价低等优点，得到了广泛的应用。但是，因为两洞室中心距较小，超小净距隧道双洞间在开挖过程中，应力场存在空间上的相互影响，这对于隧道工程施工安全极其不利。且隧道中夹岩层的稳定性和承载能力不稳定，对于中夹岩围岩强度弱的隧道，很难在不保护的情况下自稳。基于此现状，设计出一套能够保护中夹岩的施工方法以提高施工安全是是非常必要的。
中国专利CN110318772A公开了黄土地区大跨小净距非对称断面隧道支护结构及施工方法，解决了大跨小净距非对称断面黄土隧道中隧道支护的问题，但未对隧道中夹岩进行保护。
中国专利CN112228105A公开了一种土石混合体下的超小净距隧道群开挖方法，解决了土石混合体围岩条件下多线隧道并行施工的问题，但该方法采用台阶法进行开挖，会增加对围岩的扰动。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构，结合管幕法和中夹岩保护，实现了施工简单，适用性强的超小净距隧道的施工方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明第一方面提供一种保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，包括以下步骤：
S1：开挖先行洞；
S2：在后行洞侧墙预埋钢管；
S3：将型钢***钢管内部；
S4：向钢管内灌注砼；
S5：在进口用控制轮廓的钢板将钢管焊接；
S6：开挖后行洞；
S7：掘进过程中，每开挖一段距离，设置曲墙形连接管与钢管焊接在一起；
S8：将曲墙形连接管、初衬网片钢拱架焊接在一起，保护中夹岩。
优选地，所述的钢管设有多根，沿后行洞中心竖轴线对称分布于后行洞侧墙。
优选地，通过在后行洞侧墙按照轮廓用钻机钻孔，然后将钢管***，实现钢管的预埋。
优选地，所述的型钢为H型钢。
优选地，所述的曲墙形连接管可分为底部水平段、侧边弯曲段和顶部弯曲段。
优选地，所述的曲墙形连接管的侧边弯曲段和顶部弯曲段曲率不同。
优选地，所述的曲墙形连接管的侧边弯曲段的直径大于顶部弯曲段的直径。
优选地，所述的底部水平段设置于管幕的底端，与管幕底部相平。
优选地，所述的钢管、型钢、钢板、曲墙形连接管和砼构成中夹岩保护机构。
本发明第二方面提供一种保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕结构，由所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法施工形成。
本发明的工作原理为：
先行洞开挖完成后，在后行洞侧墙按照轮廓利用钻机钻孔，并***钢管。在钢管内部***型钢并灌入砼，以加强钢管的结构刚度，减少隧道塑性区范围，降低后行洞开挖过程中对围岩以及先行洞的影响。在进口处用钢板焊接钢管，控制管幕的轮廓，并保证在后行洞的掘进过程中钢管不会由于震动而产生位移。开挖后行洞，每开挖一段距离，用曲墙形连接管将预先埋入的钢管焊接在一起，提高整体性，并将曲墙形连接管与初衬网片和钢拱架焊接在一起，以保护中夹岩。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、用于隧道工程中超小净距隧道的施工过程，施工简单、工期短、造价低并且适用性强。
2、施工结构保护中夹岩，提高隧道整体性和安全性。
附图说明
图1为保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕结构的结构示意图；
图2为钢管以及钢管截面的结构示意图；
图中：1-曲墙形连接管；101-底部水平段；102-侧边弯曲段；103-顶部弯曲段；2-钢管；3-钢板；4-型钢；5-后行洞。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
先开挖先行洞，先行洞开挖完成后，如图1所示，在后行洞5侧墙利用钻机按照轮廓钻孔，***钢管2，起保护作用。如图2所示，向钢管2内部***型钢4并灌入砼，提高钢管2的刚度，减少隧道塑性区范围，降低对围岩以及先行洞的影响。在后行洞5进口处用钢板3将预埋入的钢管2焊接在一起，固定管幕的轮廓，并防止钢管2由于掘进过程中的震动发生位移。进行后行洞5的开挖，每开挖一段距离，就通过曲墙形连接管1将预埋入的钢管2焊接在一起，加强整体性。曲墙形连接管1底端为底部水平段101，与管幕底部相平；侧边与顶部分别为侧边弯曲段102和顶部弯曲段103；可以优选侧边弯曲段102和顶部弯曲段103具有不同的曲率，并可优选侧边弯曲段102的直径大于顶部弯曲段103的直径；侧边弯曲段102和顶部弯曲段103也可以具有相同的曲率和直径。将曲墙形连接管1与已铺设的初衬网片和钢拱架焊接在一起，以保护中夹岩，提高隧道的安全性。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：开挖先行洞；
S2：在后行洞(5)侧墙预埋钢管(2)；
S3：将型钢(4)***钢管(2)内部；
S4：向钢管(2)内灌注砼；
S5：在进口用控制轮廓的钢板(3)将钢管(2)焊接；
S6：开挖后行洞(5)；
S7：掘进过程中，每开挖一段距离，设置曲墙形连接管(1)与钢管(2)焊接在一起；
S8：将曲墙形连接管(1)、初衬网片钢拱架焊接在一起，保护中夹岩。
2.根据权利要求1所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的钢管(2)设有多根，沿后行洞(5)中心竖轴线对称分布于后行洞(5)侧墙。
3.根据权利要求1或2所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，通过在后行洞(5)侧墙按照轮廓用钻机钻孔，然后将钢管(2)***，实现钢管的预埋。
4.根据权利要求1所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的型钢(4)为H型钢。
5.根据权利要求1所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的曲墙形连接管(1)可分为底部水平段(101)、侧边弯曲段(102)和顶部弯曲段(103)。
6.根据权利要求5所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的曲墙形连接管(1)的侧边弯曲段(102)和顶部弯曲段(103)曲率不同。
7.根据权利要求5所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的曲墙形连接管(1)的侧边弯曲段(102)的直径大于顶部弯曲段(103)的直径。
8.根据权利要求5所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的底部水平段(101)设置于管幕的底端，与管幕底部相平。
9.根据权利要求1所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法，其特征在于，所述的钢管(2)、型钢(4)、钢板(3)、曲墙形连接管(1)和砼构成中夹岩保护机构。
10.保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕结构，其特征在于，由权利要求1～9任一所述的保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法施工形成。
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