一种暗挖隧道施工方法技术

本申请实施例公开了一种暗挖隧道施工方法，涉及隧道工程技术领域，解决了盾构法只能采用圆形断面且工程造价高、钻爆法安全风险大且衬砌质量较差的问题。该暗挖隧道施工方法，主要步骤有：采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层，以形成环形超前开挖轮廓，多个圆形刀盘沿隧道轮廓依次交错设置，且相邻两个圆形刀盘沿隧道掘进方向前后错位设置，环形超前开挖轮廓内设有支护盾体，支护盾体随圆形刀盘推进，以将支护盾体作为隧道的循环超前支护，在支护盾体的保护下开挖中部地层并装载运出隧道、架设隧道支护。本申请的暗挖隧道施工方法用于市政、铁路等隧道的修建。建。建。

A construction method of underground tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种暗挖隧道施工方法


[0001]本申请实施例涉及但不限于隧道工程领域，尤其涉及一种暗挖隧道施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化的不断推进，大跨浅埋隧道日益增多，其中下穿铁路、道路、地铁车站等建构筑物的案例越来越多，对隧道施工沉降控制要求越来越高，隧道施工需要解决大跨、暗挖、小施工沉降等建设难题，相关技术中常见的有钻爆法隧道施工和盾构法隧道施工。
[0003]钻爆法隧道施工的一般过程为：在掌子面钻炮眼，装填炸药，掌子面爆破，每个爆破进尺依据地质情况变化，施工通风降尘排烟后出渣，喷射混凝土、架设钢架、打锚杆等初期支护施工，后续再铺设防水板，浇筑二次衬砌及内部结构，完成隧道。钻爆法隧道的衬砌结构一般有初期支护和二次衬砌，初期支护即喷混凝土、锚杆、钢架等，二次衬砌一般为现浇混凝土。当地质条件较差时为抑制地层变形、提高施工安全性，在掌子面开挖前还需要做超前管棚即较大直径的钢管、超前小导管即较小直径的钢管和超前锚杆等超前支护，超前支护一般布置在隧道的上部一定范围，如140度范围内。
[0004]盾构法隧道施工的主要过程为：刀盘旋转切削地层，通过泥浆即泥水盾构或螺旋出土器即土压盾构排出开挖的渣土，在盾尾内拼装预制管片衬砌，在盾构切削地层掘进的同时将管片衬砌推出盾尾，同步在开挖轮廓与衬砌间注浆填充，浇筑隧道内部结构即可完成隧道。盾构法隧道衬砌通常仅采用单层的预制混凝土管片衬砌，衬砌与开挖轮廓间的空隙通过同步注浆填充。
[0005]上述施工方法，盾构法只能采用圆形断面且工程造价高，钻爆法安全风险大且衬砌质量较差。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供的暗挖隧道施工方法，可适用于多种截面的隧道，且支护可靠性高，掘进安全风险小。
[0007]本申请实施例提供一种暗挖隧道施工方法，主要包括以下步骤：采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层，以形成环形超前开挖轮廓，多个圆形刀盘沿隧道轮廓依次交错设置，且相邻两个圆形刀盘沿隧道掘进方向前后错位设置，环形超前开挖轮廓内设有支护盾体，支护盾体随圆形刀盘推进，以将支护盾体作为隧道的循环超前支护，在支护盾体的保护下开挖中部地层并装载运出隧道、架设隧道支护。
[0008]本申请实施例提供的暗挖隧道施工方法，采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层，并掘出多个沿隧道轮廓连续分布的圆形开挖轮廓，多个圆形开挖轮廓相连接形成环形的开挖轮廓，且由于圆形刀盘开挖的为周边地层，因此该环形开挖轮廓超前于中部地层，由于环形超前开挖轮廓由多个连续分布的圆形开挖轮廓组合形成，因此隧道轮廓不受掘进机械即圆形刀盘的轮廓限制，本申请的施工方法既可挖掘出圆形截
面的隧道，也可挖掘出非圆形截面的隧道，例如椭圆截面隧道、方形隧道等，根据施工需求对应隧道轮廓挖掘，避免过渡挖掘，浪费能源；同时，单个圆形刀盘挖掘出的开挖轮廓相对于整个隧道轮廓面积很小，掘进时对地层扰动较小，支护也更加简单，方便浅覆土隧道的施工；再者，多个圆形刀盘沿隧道轮廓依次交错设置，且相邻两个圆形刀盘沿隧道掘进方向前后错位设置，既避免了相邻圆形刀盘间的干涉，又形成彼此搭接、环环相扣的圆形刀盘布局，掘进过程无死角，复合地层、基岩地层等均适用，本申请的施工方法不受地层限制，具有广泛的适用性；此外，在环形超前开挖轮廓内设置支护盾体，支护盾体随圆形刀盘推进，支护盾体起到临时支撑的作用，确保隧道掘进作业安全，且支护盾体作为隧道的循环超前支护随圆形刀盘推进，相当于循环使用，既绿色又经济；由于多个圆形刀盘开挖的是周边地层，位于中间的中部地层被留下，随后采用简单破碎、机械运输等方式将中部地层逐渐装载运出隧道，并架设隧道支护以保证隧道结构的稳定，避免了中部地层的机械掘进，减少了掘进耗能，节约了能源，同时由于圆形刀盘掘进时同时推进了支护盾体，开挖中部地层时支护盾体作为临时支护使用，无需额外架设临时支护，施工效率也得到了提升；与相关技术中盾构法或钻爆法的方法相比，本申请的施工方法可适用于多种截面的轮廓，能掘出多种截面形状的隧道，具有广泛的适用性，且支护盾体循环利用，绿色环保，掘进安全性高，中部地层开挖能源消耗低，掘进效率高。
[0009]在本申请的一种可能的实现方式中，隧道上断面对应的圆形刀盘开挖面超前于隧道下断面对应的圆形刀盘开挖面，且隧道上断面对应的支护盾体的长度大于隧道下断面对应的支护盾体的长度。多个圆形刀盘整体呈现上部超前下部的状态，使得开挖面形成一个倾斜面，下部的土层可对上部的施工设备起到一定的支撑，从而提高了施工的安全性。同时支护盾体也整体呈现一个上部超前下部，下部超前中部地层的布局，使得开挖面形成一个倾斜面，下部的土层可对上部的施工设备起到一定的支撑，施工过程也更加安全。
[0010]在本申请的一种可能的实现方式中，采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层的步骤中，采用直径一致的多个圆形刀盘进行开挖。
[0011]在本申请的一种可能的实现方式中，采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层的步骤中，采用不同直径的多个圆形刀盘进行开挖。当中部地层采用横向切割时或为了便于刀具更换，在对应的局部采用直径较大的圆形刀盘掘进，其余部分采用直径较小的圆形刀盘掘进。
[0012]在本申请的一种可能的实现方式中，隧道上断面对应的支护盾体和隧道下断面对应的支护盾体长度一致，多个圆形刀盘前后错位设置，以形成前后错位的两个开挖面。
[0013]在本申请的一种可能的实现方式中，推进支护盾体步骤中，支护盾体和圆形刀盘相互靠近一侧的轮廓尺寸一致，且支护盾体轮廓尺寸沿远离圆形刀盘方向逐渐减小。也即沿隧道掘进方向，支护盾体的轮廓尺寸逐渐增大，相当于一个楔形结构，支护盾体推进时受到的阻力更小，推进也更加平稳。
[0014]在本申请的一种可能的实现方式中，推进支护盾体步骤中，支护盾体包括拱肋型盾体和环形盾体，拱肋型盾体和环形盾体沿远离圆形刀盘方向依次设置。
[0015]在本申请的一种可能的实现方式中，拱肋型盾体包括两个轮廓贴合环形超前开挖轮廓的拱板，两个拱板之间设置有多个肋板，多个肋板将拱肋型盾体分隔成多个箱型结构，多个箱型结构与多个圆形刀盘一一对应设置。
[0016]在本申请的一种可能的实现方式中，环形盾体截面轮廓依据隧道轮廓设置，且环形盾体位于环形超前开挖轮廓内，并与环形超前开挖轮廓的外轮廓相接触。环形盾体在中部地层装载运输时临时支撑隧道，以保障中部地层出的安全装载运输。
[0017]在本申请的一种可能的实现方式中，在架设隧道支护步骤前，根据工程地质条件选择管片衬砌或锚喷支护衬砌作为隧道支护。既能保证支护的稳固性，又能降低工程造价。
[0018]在本申请的一种可能的实现方式中，以管片衬砌作为隧道支护时，管片衬砌的施工方法包括：推进支护盾体以留下管片衬砌，并逐渐填充管片衬砌与隧道轮廓之间的空隙。
[0019]本申请实施例提供的暗挖隧道施工方法，推进支护盾体以留下管片衬砌，由支护盾体支护变为管片衬砌支护，这一过程中隧道壁时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种暗挖隧道施工方法，其特征在于，主要包括以下步骤：采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层，以形成环形超前开挖轮廓，多个所述圆形刀盘沿隧道轮廓依次交错设置，且相邻两个所述圆形刀盘沿隧道掘进方向前后错位设置，所述环形超前开挖轮廓内设有支护盾体，所述支护盾体随所述圆形刀盘推进，以将所述支护盾体作为隧道的循环超前支护，在所述支护盾体的保护下开挖中部地层并装载运出隧道、架设隧道支护。2.根据权利要求1所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，隧道上断面对应的所述圆形刀盘开挖面超前于隧道下断面对应的所述圆形刀盘开挖面，且隧道上断面对应的所述支护盾体的长度大于隧道下断面对应的所述支护盾体的长度。3.根据权利要求1所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层的步骤中，采用直径一致的多个所述圆形刀盘进行开挖。4.根据权利要求1所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，采用多个沿隧道轮廓连续分布的圆形刀盘各自旋转开挖周边地层的步骤中，采用不同直径的多个所述圆形刀盘进行开挖。5.根据权利要求1所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，隧道上断面对应的所述支护盾体和隧道下断面对应的所述支护盾体长度一致，多个所述圆形刀盘前后错位设置，以形成前后错位的两个开挖面。6.根据权利要求1所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，推进所述支护盾体步骤中，所述支护盾体和所述圆形刀盘相互靠近一侧的轮廓尺寸一致，且所述支护盾体轮廓尺寸沿远离所述圆形刀盘方向逐渐减小。7.根据权利要求6所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，推进所述支护盾体步骤中，所述支护盾体包括拱肋型盾体和环形盾体，所述拱肋型盾体和所述环形盾体沿远离所述圆形刀盘方向依次设置。8.根据权利要求7所述的暗挖隧道施工方法，其特征在于，所述拱肋型盾体包括两个轮廓贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓朝辉，肖明清，李策，资谊，彭长胜，杨剑，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：