[发明专利]一种大断面黄土隧道施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道的开挖施工方法，尤其涉及一种大断面黄土隧道施工方法。

背景技术

随着我国高速铁路建设的进行，大断面铁路隧道施工全面展开，其特点是开挖断面大，因而施工难度大为增加，尤其是在湿陷性黄土地区，修建大断面客运专线隧道是隧道施工的一个难题。而现有技术中，有十一部法、九部法、以及六部法，然后采用多台阶分部开挖，但因分块较多，所需临时支撑较多，施工成本投入较大，同时造成各步序施工相互干扰较大，施工进度较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大断面黄土隧道施工方法，以解决现有技术施工复杂、进度缓慢以及成本较高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种大断面黄土隧道施工方法，将整个断面分成上部、中部、下部以及底部四部分，其中，中部又分为中部左侧区域、中部右侧区域和中部中间区域，下部也分为下部左侧区域、下部右侧区域和下部中间区域，对这四部分进行台阶法错台开挖，开挖过程中，上部超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部10m，逐级掘进开挖，对各部按如下步骤进行：

第一步：上部环行开挖、出碴及上部初期支护：

首先对上部区域进行超前支护，然后采用弧形导坑法对上部区域进行环形开挖，开挖后立即对上部区域初喷4cm厚混凝土和架立型钢钢架，并钻设锁脚锚管，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度；

第二步：中部及下部开挖、除渣及其初期支护：

依次开挖中部左侧区域、下部左侧区域，中部右侧区域、下部右侧区域，两侧区域采用左右错台开挖，开挖后均初喷4cm厚混凝土并接长型钢钢架，钻设锁脚锚管，并在底部钢架基础垫设槽钢或混凝土垫块，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度，最后开挖中部中间区域和下部中间区域，即预留核心土开挖；

第三步：底部开挖、出渣及底部初期支护：

开挖隧底剩余部分，并施工初喷4cm混凝土及隧底钢架，使支护体系及时封闭成环；

第四步：按照上述步骤循环开挖，直到隧道完成；

最后：进行仰拱衬砌及仰拱填充施工，完成后进行二衬施工。

更进一步地，上、中两部每循环进尺为0.8m，下部利用上部超前支护作业的时间一次进尺1.6m，底部在上部进行超前支护时进行开挖，一次开挖长度为3～6m。

更进一步地，利用仰拱栈桥灌筑边墙基础和拱部以及隧底填充混凝土，仰拱每部分6米施工，在隧底初期支护施工完成后，绑扎仰拱钢筋，安装仰拱环向止水带、纵向止水带，浇筑仰拱混凝土，仰拱施工完后安装填充挡头板，浇筑填充混凝土。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、适合湿陷性黄土地区，采用弧形导坑法施工，施工安全可靠，且节省了大量的水平、竖向、斜向的临时支撑钢架，每米节约型钢约1.9t；

2、工程质量可靠，由于弧形导坑法开挖尽快成环，对围岩扰动小，初期支护稳固，与二次衬砌结合紧密；

3、将传统施工方法进一步改进为“两台阶四部开挖法”，施工循环时间短，可以加快工程进度，缩短工期，降低工程费用。

附图说明

图1为本发明施工工序图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1，本发明首先将整个断面分成上部1、中部、下部以及底部四部分，其中，中部又分为中部左侧区域2、中部右侧区域4和中部中间区域6，下部也分为下部左侧区域3、下部右侧区域5和下部中间区域7，对这四部分进行台阶法错台开挖，开挖过程中，上部1超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部8的长度为10m，逐级掘进开挖，对各部按如下步骤进行：

第一步：上部1环行开挖、出碴及上部1初期支护：

首先对上部1区域进行超前支护，然后采用弧形导坑法对上部1区域进行环形开挖，开挖后立即对上部1区域初喷4cm厚混凝土和架立型钢钢架，并钻设锁脚锚管，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度；

第二步：中部及下部开挖、除渣及其初期支护：

依次开挖中部左侧区域2、下部左侧区域3，中部右侧区域4、下部右侧区5域，其中，两侧区域采用左右错台开挖，开挖过程中保持左右错开3m，开挖后均初喷4cm厚混凝土并接长型钢钢架，钻设锁脚锚管，并在底部钢架基础垫设槽钢或混凝土垫块，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度，最后开挖中部中间区域6和下部中间区域7，即预留核心土开挖；

第三步：底部8开挖、出渣及底部8初期支护：