一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，包括隧道无人机航拍及SFM三维模型图像绘制及量测；原隧道填碎石土至拱腰；松动爆破开挖Ⅰ左导洞上台阶；静态破碎开挖Ⅱ左导洞下台阶；光面爆破开挖Ⅲ右导洞上台阶，施工右导洞上台阶支护、仰拱以及锁脚锚杆；光面爆破开挖Ⅳ右导洞下台阶，施工右导洞下台阶初期支护、临时支护以及锁脚锚杆；拆除侧壁临时仰拱，施工第二次初期支护；施工仰拱及回填和铺设防水板、浇筑二次衬砌。本发明专利技术隧道断面按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作面分步开挖施工，左导洞机械开挖为主右导洞松动爆破开挖，充分考虑了扩建隧道围岩破碎工况；原有衬砌填充胀裂剂静态破碎，避免了围岩了扰动，保证了隧道施工安全。证了隧道施工安全。证了隧道施工安全。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道改扩建施工
，特别是指一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的迅速发展，交通需求日益增强。一些修建时间较长的公路或铁路隧道等的通行能力不能满足目前的交通需求了。相比重建一条隧道，将原有隧道改扩建，可以节省大量的勘查工作和开挖时间。
[0003]现有某隧道长度316m，净宽18.25m，净高5m，原有隧道开挖宽度11.75m，采用单侧原位拓宽，扩挖9.5m，拱顶扩挖3m，最小埋深16m，最大埋深44m。洞口段位于丘陵斜坡，洞身段为白垩系九里坪组凝灰岩，中风化基岩岩质坚硬。进出口段均为
Ⅴ
级，全隧浅埋，临近既有隧道最小净距仅20.2m由两车道拓宽为四车道的0.66扁平率，最大断面260.53
㎡
，最大跨度21.18m。该隧道的改扩建过程中，由于开挖断面大，爆破频率限制严，既有衬砌病害多，导致监测任务大，工序转换工作量大，并且风险点多。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，解决了现有技术中隧道改扩建过程中爆破频率限制严、监测任务大、工序转换工作量大的问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，包括如下步骤：S1.隧道无人机航拍及SFM三维模型图像绘制及量测；S2.原隧道填碎石土至拱腰；S3.松动爆破开挖Ⅰ左导洞上台阶；S4.静态破碎开挖Ⅱ左导洞下台阶；S5.光面爆破开挖Ⅲ右导洞上台阶，施工右导洞上台阶支护、仰拱以及相应的锁脚锚杆；S6. 光面爆破开挖Ⅳ右导洞下台阶，施工右导洞下台阶初期支护、临时支护以及相应的锁脚锚杆；S7.拆除侧壁临时仰拱，整体施工第二次初期支护；S8.施工仰拱及回填和铺设防水板、整体浇筑二次衬砌。
[0006]进一步地，步骤S1所述的超前地质预报采用地质素描法、地质分析法、TSP物探法配合地质雷达。
[0007]进一步地，所述步骤S2包括机械开挖回填碎石土至左上导洞临时仰拱处，超前掌子面10
‑
12m。
[0008]进一步地，所述步骤S3包括通过松动爆破配合机械扩挖原有导洞，凿岩台车钻孔，
并配合松动爆破法施工部分围岩；第一次拆除原有隧道衬砌至衬砌拱腰位置，每次拆除长度≤3m。
[0009]进一步地，所述步骤S4包括第二次拆除原有隧道衬砌拱腰以下及路面，每次拆除长度2
‑
8m，并不得大于原有隧道衬砌一模长度；并且扩挖之前对原有隧道衬砌进行环向预切缝，且钻孔深度最大不超过二衬厚度，钻孔上下左右呈直线布置，然后采用填充胀裂剂静态破碎。
[0010]进一步地，所述步骤S5包括机械在爆破掌子面周边开挖出临空面，然后进行钻孔及采用光面微差爆破扩宽新掌子面。
[0011]进一步地，所述步骤S6包括机械在爆破掌子面周边开挖出临空面，然后进行钻孔及采用光面微差爆破扩宽新掌子面；且所述步骤S5和步骤S6采用预留光爆层实现光面爆破。
[0012]进一步地，所述左右导洞上台阶每次开挖0.5~1m。
[0013]进一步地，所述步骤S7包括拆除钢架时，采取隔1拆1逐环、逐层拆除的方法，凿除中支撑、临时仰拱钢架间的喷射混凝土及钢筋网。
[0014]进一步地，所述步骤S8包括采用全断面模筑混凝土施工拱墙二次衬砌，且仰拱衬砌、回填分开浇筑，仰拱衬砌的浇筑紧跟开挖；正洞采用复合式衬砌支护。
[0015]本专利技术的有益效果：1.本专利技术整体考虑隧道扩建施工工艺，按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作面分步开挖施工，左、右导洞施工开挖掌子面前后间距控制在9～15m，上下台阶3
‑
5m为宜，大洞为小洞，保证了施工质量和安全，节约了工期；2. 附近所有隧道采用无人机航拍及SFM技术建立了地形特征数字化图像三维模型，提前知道了病害控制要点，提前设计了加固方案，避免了返工，减少了损失；3. 隧道断面分为四个工作面分步开挖，左导洞机械开挖为主右导洞松动爆破开挖，充分考虑了扩建隧道围岩破碎工况；原有衬砌填充胀裂剂静态破碎，避免了围岩了扰动，保证了隧道施工安全；4. 隧道浅埋，断面大，周边地质破碎、不完整采用松动爆破、静态破碎、光面爆破等技术循环使用，爆破频率低，振幅小，工况灵活转变快，对周边围岩影响小，减少了隧道病害的产生，保证了施工安全。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]如图1所示，本专利技术实施例1所述的一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，用无人机航拍及SFM技术建立了地形特征数字化图像三维模型和衬砌开展裂缝形态的图像识别与展开图绘制原有二车道隧道衬砌两次拆除，采用填充胀裂剂静态破碎；左导洞掌子面上、下台阶机械开挖，右导洞上下台阶机械配合微差爆破开挖。有效解决了对大断面浅埋、小净距围岩的安全隐患，又消除对拆除衬砌后原围岩变化叠加工况的隐患，保证了施工安全。
[0020]如图1所示，其施工步骤如下：第一步：隧道无人机航拍及SFM三维模型图像绘制及量测；第二步：原隧道填碎石土至拱腰1；第三步：松动爆破开挖Ⅰ左导洞上台阶3，包括拆除原洞拱顶衬砌和施工左导洞上台阶初期支护、临时支护、临时仰拱4，施工Ⅰ左导洞上台阶3的缩脚锚杆16，以及施工左侧导坑超前支护2；第四步：静态破碎开挖Ⅱ左导洞下台阶，包括原洞路面及衬砌和施工左导洞下台阶5并施工初期支护、临时支护6；第五步：光面爆破开挖Ⅲ右导洞上台阶8和施工右导洞上台阶初期支护、临时支护、仰拱9，施工Ⅲ右导洞上台阶8的缩脚锚杆16，以及施工右侧导坑超前支护7；第六步：光面爆破开挖Ⅳ右导洞下台阶10和施工右导洞下台阶初期支护、临时支护11，施工Ⅳ右导洞下台阶10的缩脚锚杆16；第七步：拆除侧壁临时和临时仰拱和整体施工第二次初期支护13；第八步：施工仰拱及回填14和铺设防水板、整体浇筑二次衬砌15。
[0021]具体地，第一步：本隧道通过事前超前地质预报、事中监控量测、事后既有隧道病害监测全方案综合检测，保障数据实时、准确。
[0022]第二步：机械开挖回填碎石土至左上导洞临时仰拱处，超前掌子面10
‑
12m。为开挖第三步提供工作平面。
[0023]第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.隧道无人机航拍及SFM三维模型图像绘制及量测；S2.原隧道填碎石土至拱腰（1）；S3.松动爆破开挖Ⅰ左导洞上台阶（3）；S4.静态破碎开挖Ⅱ左导洞下台阶；S5.光面爆破开挖Ⅲ右导洞上台阶（8），施工右导洞上台阶支护、仰拱（9）以及相应的锁脚锚杆（16）；S6. 光面爆破开挖Ⅳ右导洞下台阶（10），施工右导洞下台阶初期支护、临时支护（11）以及相应的锁脚锚杆（16）；S7.拆除侧壁临时仰拱，整体施工第二次初期支护（13）；S8.施工仰拱及回填（14）和铺设防水板、整体浇筑二次衬砌（15）。2.根据权利要求1所述的适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，其特征在于：步骤S1所述的超前地质预报采用地质素描法、地质分析法、TSP物探法并配合地质雷达。3.根据权利要求1或2所述的适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，其特征在于：所述步骤S2包括机械开挖回填碎石土至左上导洞临时仰拱处，超前掌子面10
‑
12m。4.根据权利要求1或2所述的适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工方法，其特征在于：所述步骤S3包括通过松动爆破配合机械扩挖原有导洞，凿岩台车钻孔，并配合松动爆破法施工部分围岩；第一次拆除原有隧道衬砌（17）至衬砌拱腰位置，每次拆除长度≤3m。5.根据权利要求1或2所述的适用于山区浅埋超大断面原位扩建隧道施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴靖江，杨伟，范小虎，景玉婷，陈小羊，姚兵，刘建，金阳，齐宁宁，李将，张永明，袁金波，尹贺军，
申请(专利权)人：中建七局交通建设有限公司，
类型：发明
国别省市：