[发明专利]城市浅埋大断面隧道五部开挖工法

说明书

技术领域

本发明专利涉及城市轨道交通工程技术领域，具体是一种城市浅埋大断面隧道开挖施工方法

背景技术

随着我国发展大中型城市轨道交通的步伐日渐加快，城市轻轨、地铁等线路经常遇到需要下穿建(构)筑物的城市浅埋隧道。部分区段线路交叉汇集，形成特大断面隧道，大断面隧道的岩体爆破及沉降变形对上部建筑物的影响较大。目前针对大断面的设计分多部施工，较先进的有九部和七部开挖施工方法，其初期支护整体性差，反复扰动造成隧道拱顶整体下沉量加大。五部开挖法改善了作业步骤，降低了爆破次数，加强了初期支护，缩短了二次衬砌实施间隔时间。五部开挖方法具备一系列的特点：(1)降低爆破影响，(2)提高围岩收敛变形约束能力，(3)减少工序交替，(4)安全性能良好。

五部开挖方法在具备上述优点的同时，也存在着许多问题：(1)单次开挖跨度大，软弱岩层面易坍落。(2)一次爆破用药量大。

发明内容

本发明的目的在于减少特大断面开挖施工步骤，降低隧道爆破对周围建筑的影响，加强了初期支护，从而改善沉降变形及尽早施作二次衬砌，提高了结构施工期间安全性。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种特大断面的开挖方法，断面积大于300m²，洞跨比小于0.5，包括隧道超前支护、岩体爆破、临时支护、初期支护、二次衬砌。其特征在于：全断面分解为五个施工组成部分，并按顺序依次实施，在开挖方法上结合CD开挖法及双侧壁导坑法的特点，并以降低爆破影响和提高初期支护为主要手段实现二次衬砌早施作。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性和显著优点：本发明采用五部台阶开挖方法，减少了工序交替，减少了岩体爆破次数，提高了初期支护钢拱架整体性，同时减少了临时支护工程量，缩短工期。通过监控技术与现场技术措施结合，最终实现了安全、高效、快速施工的目的。

附图说明

附图1为本发明涉及的隧道开挖断面图

附图2为本发明涉及的隧道开挖三维立体图

具体实施方式

结合附图，通过实例对本发明作进一步的详细说明：

参见图1、图2，本发明涉及的隧道实施中由以下部份组成：上导坑左侧壁1部岩体开挖，该部左侧初期支护I，左侧上导坑边墙临时支护I′；上导坑右侧壁2部岩体开挖，该部右侧初期支护II，中墙临时支撑；下导坑左侧壁3部岩体开挖，该部左侧初期支护III，中墙临时支护III′；下导坑右侧壁4部岩体开挖，该部右侧初期支护IV，中墙临时支护IV′；拆除边墙III′、IV′临时支护与中墙临时支撑，下导坑中部5部(包括仰拱)岩体开挖，该部初期支护V。

本发明城市浅埋大断面隧道五部开挖工法的施工顺序如下：

1)上导坑左侧壁1部岩体开挖，施作该部左侧初期支护I和左侧上导坑边墙临时支护I′；

2)上导坑右侧壁2部岩体开挖，施作该部右侧初期支护II和中墙临时支撑；

3)下导坑左侧壁3部岩体开挖，施作该部左侧初期支护III和中墙临时支护III′；

4)下导坑右侧壁4部岩体开挖，施作该部右侧初期支护IV和中墙临时支护IV′；

5)拆除边墙III′、IV′临时支护与中墙临时支撑，下导坑中部5部(包括仰拱)岩体开挖，施作该部初期支护V。

6)通过围岩收敛变形监控数据确定二次衬砌实施。

在上述的施工方法中，1部实施与2部实施错开距离10-15m，2部实施与3部实施错开距离15-20m，3部实施与4部实施错开距离15-20m，4部实施与5部实施错开距离10-20m。

在上述的施工方法中，1部与2部岩体开挖单次循环进尺小于1.5m，3部与4部岩体开挖单次循环进尺小于2m，5部岩体开挖单次循环进尺小于2m。

在上述的施工方法中，遇软弱岩层时在1部与2部岩体开挖前实施超前支护，超前注浆小导管L＝2.5-4m，超前砂浆锚杆L＝2.5-3m。

在上述的施工方法中，岩体爆破参数依据对上部建(构)筑物保护、围岩硬度系数、岩层裂隙与渗水等综合分析，通过计算取值。爆破参数设计原则是：炮眼宣浅不宜深，多布置炮眼减少单孔装药量，毫秒雷管分段微差起爆降低爆破振速。

在上述的施工方法中，3部与4部岩体爆破设计考虑对初期支护I与II的影响，设置减振孔。