一种富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法技术

本发明专利技术涉及一种富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，采用正洞下半断面双侧壁导洞超前，分部封闭成环，对正洞进行超前降排水，并保障正洞初支拱架拱脚稳固，正洞上半断面采用弧形导坑预留核心土法开挖，拱部一次开挖到位，正洞上部初支钢架一次拼接到位封闭成环，减少多次拼接对围岩的扰动，快速建立正洞初支拱架整体结构。本施工方法较传统CD法、CRD法、双侧壁导坑法施工安全性高，施工进度快工期短，部少机械及劳动力资源配置低，钢架一次拼接施工偏差小，初期支护施工质量高，建立正洞初支拱架整体结构速度快，拱顶沉降小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道施工领域，尤其涉及。
技术介绍
当今社会，交通系统的发展直接制约着国家综合实力的发展。在我国西部和中部交通建设中，临江近河的中下游饱水沉积地层的隧道建设量大面广，饱水粉细砂地层不同于一般软岩、土的特性，其具有扰动触变流动性，造成该地层隧道成洞困难，稳定性差，支护难度大。目前国内外该地层隧道与地下工程施工基本采用盾构法及冷冻法进行，超大断面隧道的矿山法施工该类隧道国内外无此先例。 采用盾构法及冷冻法的施工进度慢，稳定性差，施工安全性低，施工成本和能耗较闻。 鉴于上述缺陷，本专利技术作者经过长时间的研究和实践获取了本创作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水隧道施工方法，用以克服上述技术缺陷。 为实现上述目的，本专利技术提供一种富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水隧道施工方法，该具体过程为: 步骤a，导洞下部超前降水； 步骤b，测量定位并放样； 步骤C，环导洞边墙、边墙施做超前支护； 步骤d，台阶法先行侧导洞开挖，初期支护、侧壁、临时仰拱； 步骤e，台阶法后行侧导洞开挖，初期支护、侧壁、临时仰拱； 步骤f，上部弧形导坑预留核心土开挖，初期支护、临时仰拱、中隔壁； 步骤g，对初支背后回填注浆加固，分台阶开挖核心土 ； 步骤h，仰拱开挖，初支封闭成环，浇注仰拱及填充混凝土 ； 步骤i，支护检验、质量监控，若初支拱架收敛变形严重，则增加二次防护，执行下述步骤j ; 步骤j，拆除侧壁、临时拱仰、中隔壁； 步骤k,复合式衬砌施工。 进一步地，在上述步骤a中，导洞下部超前降水，首先，步骤al，对管井布置； 导洞掌子面布置2?4排4?5m长度超前管井，弧形导坑开挖面及拱脚位置井管间距0.5?Im ;边墙及拱脚位置井管斜向外插，可适当加密间距到0.3?0.5m，采用4m、5m井管交错布置；每循环开挖后正洞边墙侧的井管必须保留，确保距掌子面5?1m范围能持续降水。 进一步地，在上述步骤a中，步骤a2，井点管制作； PPR真空井管采用Φ32ΡΡΙ?管加工，井管长度4?5m，管头50?80cm长度钻孔外包裹100目双层滤网，采用高压风或高压水直接冲孔插管施工； 无缝钢管井管采用Φ 42无缝管加工，井管长度4?5m，管头加工为箭头完全封闭，在管头后40?60cm段焊接Φ 35钢管，此段管壁上开长条形槽孔，外包裹100目双层滤网采用铁丝扎紧完成； 井点管采用<t32PVC管制作,插入地面以下Im长位置间隔20cm钻Φ 8孔,采用滤网包裹，滤网网格应小于粉细砂粒径大小；必要时可以采用双层滤网，第一层滤网紧包PVC管，第二层滤网直径大于PVC管直径6cm，两层滤网之间填充粒径为l-3cm细砾石滤料，管口包裹紧密。 进一步地，在上述步骤b中，根据设计降水要求测量定出每个井点管位置，如果设计降水管间距不能满足现场施工要求，可加密； 步骤bl，钻孔:采用高压水枪冲孔，成孔垂直偏差控制在1%之内，成孔深度应比设计深度深0.5m以上，成孔后立即插入井点管，顶部比地面高出50cm左右； 步骤b2，填砾料:井点管插入后，及时在井点管与孔壁间填充粒径为l-3cm细砾石滤料； 步骤b3，洗井:；采用压力为0.8Mpa，排气量为9m3/min的空压机与真空泵联合洗井，直至抽出清水为止； 步骤b4，集水坑排水；集水坑设置在导洞基底与正洞仰拱部位，汇集施工抽排水跟边墙渗水，集水坑设置滤网，采用大功率潜水水泵及离心泵集中抽排到洞外； 步骤b5，真空轻型井点降水施工； 步骤b6，抽水:安装前应对管路、水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，如无问题，方可放入井中使用。 进一步地,在上述步骤b5中， 每个导洞上导布置2?4台7.5Kw的V6型真空泵，下导I?2台，顺边墙位置摆放； 每台泵连接两节Φ 80集水主管，每节主管长4.0m，布置8?12个带闸阀的Φ 32孔井管，通过钢丝软管跟井管连接，每台真空泵可连接16?24孔管井； V6型真空泵运行使各个井管周围形成负压将粉细砂围岩中的水抽排出来； 降水施工时真空负压控制在-0.06MPa以下，如果压力升高，必须对降水管进行逐根排查，看有无漏气，同时必须检查插入土层中的钢管密封是否到位，漏气部位必须采用胶布缠紧；保证掌子面5?1m范围边墙及掌子面降水持续进行。 进一步地，在上述步骤c中，包括步骤Cl，导洞超前支护: 步骤cll，超前小导管采用Φ 42钢管，长度2.6m，拱部间距0.lm，边墙间距0.2m，外插角5?10° ; 步骤cl2，超前小导管全环施作，每榀钢架施作，利用超前小导管插板封堵，保证开挖施工顺利进行； 步骤c2，导洞采用全人工开挖、出碴，将导洞断面调整变小； 步骤c3，调整侧壁拱架弧形，对导洞先行侧增设临时仰拱，每部成环，加强施工安全性。 进一步地,在上述步骤d, f中， 对导洞分台阶降水，先行侧必须先进行超前降水后开挖施工，两侧边墙的外插降水管井必须保留，保证后行侧开挖时能持续降水，后行侧施工方式同上部，必须先降水后施工；其中， 导洞采用台阶法施工，开挖高度5.3m，根据钙质胶结层面标高确定上台阶高度为 2.5m,下台阶高度2.8m ； 上台阶采用弧形导坑法开挖，每循环掘进尺0.5m,开挖施工时边开挖边对拱部及掌子面插五合板封堵，拱部直接在上循环超前小导管背后插板，掌子面采用Φ 22钢筋做骨架网片后堵板，Φ 22钢筋与核心土锚固管焊接支撑； 下台阶施工两边墙可错开2?3m施工，每侧一次掘进长度0.5?lm，及时安装拱架喷射混凝土支护，下台阶每完成3?5m进行一次临时仰拱施工； 侧壁导洞边墙拱架直接为正洞工25a型钢拱架，内侧拱架及临时仰拱拱架采用工20a型钢拱架，部采用双层连接筋及网片，喷射C30混凝土支护。 进一步地，正洞上断面施工时，采用超前支护: 超前小导管采用Φ 42小导管,长度L为2.6m,拱部间距0.1m,边墙间距0.2m,外插角5?10° ;超前小导管需全环施作，每榀钢架施作，利用超前小导管插板封堵，保证开挖施工顺利进行。 进一步地，在上述步骤h中，中隔壁紧跟掌子面，拖后掌子面3?4m增设临时仰拱，及时回填注浆，回填注浆前方里程断面与掌子面之间距离控制在6?Sm。中隔壁随核心土削挖分节施工，最终跟临时仰拱结为一体；中隔壁拱脚采用支垫槽钢或方木增强支撑力；进行径向回填注浆施工，回填注浆施工完毕5?7天，围岩基本稳定后及时进行衬砌施工。 进一步地,在上述步骤j中: [0051 ] 步骤j I，正洞仰拱施工，必须先开挖连接侧壁导坑拱架腿，每次接2?3个腿，严禁大范围开挖、接腿； 步骤j2，待侧壁导坑接腿支护完成后再进行仰拱开挖，安装仰拱拱架，初支及时封闭成环，每次开挖仰拱2?3榀拱架(I?1.5m)，严禁开挖过大，造成初支变形； 步骤j3，仰拱开挖初支完成3m，及时浇筑一次仰拱混凝土、仰拱填充混凝土，使隧道整体达到稳定； 步骤j4，仰拱施工完毕达到100%强度后，根据围岩监控量测情况，隧道整体变形趋于稳定，即可逐步拆除临时支撑，施工二衬混凝土。 与现有技术相比较本专利技术的有益效果在于:本施工方法较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，其特征在于，该具体过程为：步骤a，导洞下部超前降水；步骤b，测量定位并放样；步骤c，环导洞边墙、边墙施做超前支护；步骤d，台阶法先行侧导洞开挖，初期支护、侧壁、临时仰拱；步骤e，台阶法后行侧导洞开挖，初期支护、侧壁、临时仰拱；步骤f，上部弧形导坑预留核心土开挖，初期支护、临时仰拱、中隔壁；步骤g，对初支背后回填注浆加固，分台阶开挖核心土；步骤h，仰拱开挖，初支封闭成环，浇注仰拱及填充混凝土；步骤i，支护检验、质量监控，若初支拱架收敛变形严重，则增加二次防护，执行下述步骤j；步骤j，拆除侧壁、临时拱仰、中隔壁；步骤k，复合式衬砌施工。

【技术特征摘要】
1.一种富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，其特征在于，该具体过程为: 步骤^导洞下部超前降水； 步骤I测量定位并放样； 步骤6环导洞边墙、边墙施做超前支护； 步骤山台阶法先行侧导洞开挖，初期支护、侧壁、临时仰拱； 步骤6，台阶法后行侧导洞开挖，初期支护、侧壁、临时仰拱； 步骤？，上部弧形导坑预留核心土开挖，初期支护、临时仰拱、中隔壁； 步骤8，对初支背后回填注衆加固，分台阶开挖核心土 ； 步骤11，仰拱开挖，初支封闭成环，浇注仰拱及填充混凝土 ； 步骤1，支护检验、质量监控，若初支拱架收敛变形严重，则增加二次防护，执行下述步骤』； 步骤』，拆除侧壁、临时拱仰、中隔壁； 步骤I复合式衬砌施工。2.根据权利要求1所述的富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，其特征在于，在上述步骤3中，导洞下部超前降水，首先，步骤4，对管井布置； 导洞掌子面布置2?4排4?50长度超前管井，弧形导坑开挖面及拱脚位置井管间距0.5?加；边墙及拱脚位置井管斜向外插，可适当加密间距到0.3?0.5%采用4150井管交错布置；每循环开挖后正洞边墙侧的井管必须保留，确保距掌子面5?100范围能持续降水。3.根据权利要求2所述的富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，其特征在于，在上述步骤3中，步骤…，井点管制作；真空井管采用0 32？？1？管加工，井管长度4?5%管头50?80(^1长度钻孔外包裹100目双层滤网，采用高压风或高压水直接冲孔插管施工； 无缝钢管井管采用0 42无缝管加工，井管长度4?5%管头加工为箭头完全封闭，在管头后40?60(^段焊接￠35钢管，此段管壁上开长条形槽孔，外包裹100目双层滤网采用铁丝扎紧完成； 井点管采用管制作，插入地面以下1111长位置间隔20(3111钻￠8孔，采用滤网包裹，滤网网格应小于粉细砂粒径大小；必要时可以采用双层滤网，第一层滤网紧包？管，第二层滤网直径大于管直径6挪，两层滤网之间填充粒径为1-3(^细砾石滤料，管口包裹紧密。4.根据权利要求1所述的富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，其特征在于，在上述步骤6中，根据设计降水要求测量定出每个井点管位置，如果设计降水管间距不能满足现场施工要求，可加密； 步骤61，钻孔:采用高压水枪冲孔，成孔垂直偏差控制在1%之内，成孔深度应比设计深度深0.5111以上，成孔后立即插入井点管，顶部比地面高出50(3111左右； 步骤62，填砾料:井点管插入后，及时在井点管与孔壁间填充粒径为1-3(^细砾石滤料； 步骤…，洗井:；采用压力为0.81%，排气量为細3/…!!的空压机与真空泵联合洗井，直至抽出清水为止； 步骤64，集水坑排水；集水坑设置在导洞基底与正洞仰拱部位，汇集施工抽排水跟边墙渗水，集水坑设置滤网，采用大功率潜水水泵及离心泵集中抽排到洞外； 步骤65，真空轻型井点降水施工； 步骤66，抽水:安装前应对管路、水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，如无问题，方可放入井中使用。5.根据权利要求3所述的富水隧道超大断面双侧下导坑超前降水施工方法，其特征在于，在上述步骤65中， 每个导洞上导布置2?4台7.5“的狀型真空泵，下导1?2台，顺边墙位置摆放；每台泵连接两节￠80集水主管，每节主管长4.0%布置8?12个带闸阀的￠32孔井管，通过钢丝软管跟井管连接，每台真空泵可连接16?24孔管井； ^型真空泵运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖伯，宋战平，栾桂涛，田珣，陈平，牛泽林，张丹峰，刘可，
申请(专利权)人：中国路桥工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11