一种浅埋超大断面隧道施工方法技术

本发明专利技术公开了一种浅埋超大断面隧道施工方法，所述方法包括以下步骤：在地表上，沿隧道中轴线方向上，依次竖向间隔桩基成孔；在若干孔洞中下放钢套管，所述钢套管上下端均位于隧道开挖轮廓线以外；在钢套管中下钢筋笼，并浇筑混凝土，形成钢管桩；开挖钢管桩任意一侧的导坑上台阶，并进行支护；开挖同一侧的导坑下台阶，并进行支护；开挖钢管桩另一侧的导坑上台阶，并进行支护；开挖另一侧的导坑下台阶，并进行支护；开挖仰拱并进行浇筑；浇筑完成后，截断所述钢管桩的洞身段；最后浇筑二衬。采用本方案，能解决传统浅埋超大断面隧道双侧壁导坑法或交叉中隔壁法施工工序繁杂的问题，从而实现快速、安全施工。安全施工。安全施工。

【技术实现步骤摘要】
一种浅埋超大断面隧道施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及一种浅埋超大断面隧道施工方法。

技术介绍

[0002]常规超大断面隧道采用扁平马蹄形断面，钻爆法掘进，新奥法支护。由于开挖断面大，一般在150以上，单洞四车道高速公路隧道可达260以上，如图1所示的台阶法施工，其中，Ⅳ、
Ⅴ
级围岩超大断面隧道均采用分部开挖法，如图2所示的环形开挖留核心土法、图3所示的中隔壁法、图4所示的交叉中隔壁法和图5所示的双侧壁导坑法。
[0003]如下表所示，为不同围岩条件和开挖端面适宜的开挖方法：
[0004][0005]上述多种开挖方法能根据不同的断面选择不同的施工方法，但上述开挖方法中，特别是浅埋超大断面隧道双侧壁导坑法或交叉中隔壁法，其施工工序繁杂，开挖工序多，施工进度慢，同时施工单位出于效益考虑也非常不配合。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决现有技术的不足，目的在于提供一种浅埋超大断面隧道施工方法，采用本方案，能解决传统浅埋超大断面隧道双侧壁导坑法或交叉中隔壁法施工工序繁杂的问题，从而实现快速、安全施工。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]一种浅埋超大断面隧道施工方法，所述方法包括以下步骤：
[0009]步骤一：在地表上，沿隧道中轴线方向上，依次竖向间隔桩基成孔；
[0010]步骤二：在若干孔洞中下放钢套管，所述钢套管上下端均位于隧道开挖轮廓线以外；
[0011]步骤三：在钢套管中下钢筋笼，并浇筑混凝土，形成钢管桩；
[0012]步骤四：开挖钢管桩任意一侧的导坑上台阶，并进行支护；
[0013]步骤五：开挖同一侧的导坑下台阶，并进行支护；
[0014]步骤六：开挖钢管桩另一侧的导坑上台阶，并进行支护；
[0015]步骤七：开挖另一侧的导坑下台阶，并进行支护；
[0016]步骤八：开挖仰拱并进行浇筑；
[0017]步骤九：浇筑完成后，截断所述钢管桩的洞身段；
[0018]步骤十：最后浇筑二衬。
[0019]相对于现有技术，在多种开挖方法中，特别是浅埋超大断面隧道双侧壁导坑法或交叉中隔壁法，其施工工序繁杂，开挖工序多，施工进度慢的问题，本方案提供了一种浅埋超大断面隧道施工方法，采用本方案，通过地表预埋施工的钢管桩替代常规洞内施工的型钢喷砼中隔壁，显著提高了中隔壁对隧道后行导洞围岩的支护效果，并且导洞可由常规的三台阶开挖优化为两台阶开挖；具体步骤中，在隧道开挖之间，需在地表施工，采用旋挖法或者冲击成孔等方式桩基成孔，形成的若干孔洞依次沿隧道中轴线方向间隔设置，即相邻两个孔洞之间留有间距，孔洞竖向贯穿预开挖隧道，并位于隧道开挖轮廓线以下；
[0020]随后，在孔洞中下放钢套管和同等长度的钢筋笼，其中钢套管的下端伸出隧道开挖轮廓线并外延3m范围，而钢套管的上端伸出隧道开挖轮廓线并外延3m范围；随后浇筑钢筋砼，从而形成钢筋砼钢管桩，其中采用钢套管，能在形成高强度和高刚度的钢筋砼钢管桩的同时，还能便于和导洞型钢钢架焊接；
[0021]随后，钢管桩将隧道开挖端面分为左右两个导洞，而左右导洞施工的前后顺序与常规中隔壁法相同，导洞本身采用上下台阶开挖，因为钢管桩替代了传统做法的型钢喷砼支护确保后行导洞侧围岩稳定，先行导洞开挖时无需再施工中隔壁型钢，桩间围岩采用喷砼封闭即可；
[0022]而在具体开挖过程中，每开挖一个台阶，均要设置导洞型钢钢架对其进行支护，支护完成后，开挖仰拱，并进行浇筑，浇筑完成后，截断钢管桩的洞身段，最后浇筑二衬，从而完成施工。
[0023]以上方案，旨在实现：采用地表预埋施工的钢管桩替代常规洞内施工的型钢喷砼中隔壁，显著提高了中隔壁对隧道后行导洞围岩的支护效果，为简化两侧导洞施工工序创造了条件，导洞可由常规的三台阶开挖优化为两台阶开挖。因为地表钢管桩施工与洞内施工是两条分离互不影响的施工线，钢管桩可以择机提前施工，减少了洞内施工工序时间，可以显著提高隧道主洞浅埋段施工进度。
[0024]进一步优化，所述钢管桩为中隔壁结构，钢管桩段填充钢筋砼，位于所述钢管桩上方的孔洞部分填筑贫混凝土；在具体施工过程中，需根据孔洞自下而上的功能作用和材料不同，分为上下两端，下端设置为钢筋砼钢管桩，而上端，即隧道洞顶3m至地表之间，采用贫混凝土浇筑回填，如采用C15片石砼。
[0025]进一步优化，所述钢管桩的桩径为1～1.2m。
[0026]进一步优化，相邻两个所述钢管桩之间的间距为隧道设计钢架纵向间距的整数倍，且不小于2倍桩径。
[0027]进一步优化，还包括导洞型钢钢架，所述导洞型钢钢架包括设桩段和非设桩段，所述非设桩段的顶部包括沿隧道轮廓线依次连接的若干段A单元；所述设桩段的顶部包括位于中心的A1单元，所述A1单元的两侧沿隧道轮廓线均依次连接有若干段A2单元；所述A1单元的弦长不小于所述钢管桩的管径；其中，支护所用的导洞型钢钢架分为设桩段和非设桩
段两种布置形式，非设桩段的顶部钢架采用若干段A2单元沿隧道轮廓线依次连接，即采用长度相同的常规钢架分段设计；而设桩段则在最中间采用较短长度的A1单元，但其弦长不应小于钢管桩的管径，便于钢管桩的插入和连接，随后在A1单元两端设置常规的A2单元依次连接，其中A1单元仅代表预留长度，不设钢架。
[0028]进一步优化，所述钢管桩两侧的A2钢架单元通过连接件和所述钢管桩外侧壁焊接；在具体连接过程中，相邻两个A2单元之间、A2单元和钢管桩之间均通过连接件连接，从而形成稳定的连接支护结构。
[0029]进一步优化，所述连接件包括背板，所述靠近钢管桩的A2单元的端部还设有工型接头，所述工型接头一端固定于背板中部，所述工型接头另一端和所述钢管桩侧壁焊接；为实现和钢管桩的稳定连接，连接件包括背板，背板和A2单元固定连接，在钢管桩两侧的连接件上的背板中还设有工型接头，通过工型接头和钢管桩焊接，从而使A2单元和钢管桩稳定连接；其中导洞型钢钢架整体采用工型钢，而钢管桩伸入导洞型钢钢架的部分类似于将A1单元截断，在具体安装过程中，也可直接预留出钢管桩的位置，直接调整钢管桩两侧的连接件位置即可，是连接件紧邻桩布设。
[0030]进一步优化，所述A2单元端部也设有背板，所述连接件的背板和所述A2单元端部的背板之间相互贴合，并通过若干螺栓连接；相邻钢架单元之间通过背板连接，在背板上开设有若干螺纹孔，通过若干螺栓连接，从而实现可拆卸的连接方式。
[0031]进一步优化，截断所述钢管桩的洞身段包括以下步骤：将钢管桩沿隧道开挖轮廓线内的部分均截断，截断后，拆除钢管桩两侧连接件，随后在两侧A2单元之间增设A1单元长度的钢架，并通过所述连接件连接。
[0032]进一步优化，截断所述钢管桩的洞身段包括以下步骤：将钢管桩沿初支表面轮廓截断。
[0033]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0034]本专利技术提供了一种浅埋超大断面隧道施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅埋超大断面隧道施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：在地表上，沿隧道中轴线方向上，依次竖向间隔桩基成孔；步骤二：在若干孔洞中下放钢套管，所述钢套管上下端均位于隧道开挖轮廓线以外；步骤三：在钢套管中下钢筋笼，并浇筑混凝土，形成钢管桩(1)；步骤四：开挖钢管桩(1)任意一侧的导坑上台阶，并进行支护；步骤五：开挖同一侧的导坑下台阶，并进行支护；步骤六：开挖钢管桩(1)另一侧的导坑上台阶，并进行支护；步骤七：开挖另一侧的导坑下台阶，并进行支护；步骤八：开挖仰拱并进行浇筑；步骤九：浇筑完成后，截断所述钢管桩(1)的洞身段；步骤十：最后浇筑二衬。2.根据权利要求1所述的一种浅埋超大断面隧道施工方法，其特征在于，所述钢管桩(1)为中隔壁结构，钢管桩段填充钢筋砼，位于所述钢管桩(1)上方的孔洞部分填筑贫混凝土。3.根据权利要求1所述的一种浅埋超大断面隧道施工方法，其特征在于，所述钢管桩(1)的桩径为1～1.2m。4.根据权利要求1所述的一种浅埋超大断面隧道施工方法，其特征在于，相邻两个所述钢管桩(1)之间的间距为隧道设计钢架纵向间距的整数倍，且不小于2倍桩径。5.根据权利要求1所述的一种浅埋超大断面隧道施工方法，其特征在于，还包括导洞型钢钢架(2)，所述导洞型钢钢架(2)包括设桩段和非设桩段，所述非设桩段的顶部包括沿隧道轮廓线依次连接的若干段A单元；所述设桩段...

【专利技术属性】
技术研发人员：王希宝，袁松，黎良仆，陈柯竹，张生，周科，甘立松，赵大权，
申请(专利权)人：四川省交通勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：