[发明专利]偏压状态下明暗交界段隧道进洞开挖支护结构及施工工法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种隧道开挖过程中的支护结构及隧道开挖工法，特别是一种偏压状态下的明暗山体交界处的隧道进洞开挖中的支护结构及施工工法。 

背景技术

随着我国经济与社会的高速发展，高速公路建设也得到了相应的迅猛发展。隧道在公路建设中，特别是在山岭重丘区发挥着不可替代的作用。能否快速、安全、顺利进洞是隧道施工的关键环节之一，受线形、地形、地质等条件限制，通常情况下，当洞口段围岩为Ⅰ～Ⅱ级，地层条件良好时，一般可采用全断面直接开挖进洞，初始10m～20m区段的开挖，应将爆破进尺控制在2m～3m。洞口3m～5m区段可以挂网喷混凝土及设钢拱架予以加强，其余施工支护一般采用素喷混凝土支护，视情况也可在拱部设置局部锚杆；当洞口段围岩为Ⅲ～Ⅳ级，地层条件较好时，可采用台阶法进洞。爆破进尺控制在1.5m～2.5m。施工支护采用系统锚杆和钢筋网喷射混凝土，必要时设置钢拱架加强施工支护。当洞口段围岩为Ⅴ级及以上，地层条件很差时，还可考虑采用环形开挖留核心土法、侧壁导坑法或下导坑法等。开挖进尺应控制在1.0m以下，宜采用人工开挖，必要时才采用弱爆破。施工支护必须紧贴开挖工作面，然后才能进行开挖，随挖随支。施工支护采用网喷混凝土，系统锚杆；钢拱架纵向间距为0.5～1.0m，必要时可施做临时仰拱。开挖完毕后及早施作钢筋混凝土衬砌。上述方法在隧道洞口段偏压严重情况下，存在边仰坡开挖面积大，对周边植被环境破坏严重，挖方数量多，洞口施工因工程量大影响隧道进洞时间；由于边坡较陡，还需施作截水沟、高速公路隔离栅等，土地征用面积较大；工程投资造价高，工程量大必造成投资费用较高，造成不必要的浪费；需大范围开挖进洞的情况下，存在施工安全性差、容易破坏原始环境的等问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种偏压状态下明暗交界段隧道进洞开挖支护结构及施工工法，要解决如何实现在偏压状态下，实现安全有效的隧道施工的同时，避免大面积开挖，破坏原始环境的技术问题。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种偏压状态下明暗交界段隧道进洞开挖支护结构，包括管棚，还包括偏压挡土墙和套拱，所述套拱上拱脚支撑在山体暗面上，所述山体暗面通过间隔设置的注浆小导管加固，所述套拱下拱脚暗藏在偏压挡土墙体上，所述偏压挡土墙体设置在山体明面，由偏压挡土墙体本体和偏压挡墙基础组成，所述偏压挡墙基础支撑在山体基岩上。

所述偏压挡土墙体外侧面镶有镶面料石。 

所述偏压挡土墙体的斜度为1:3。 

所述套拱内拱架为工字钢拱架，沿行车道中线或隧道中线的布置间距为800mm。 

所述注浆小导管长度为5米,在山体暗面支撑套拱上拱脚位置的布置间距为0.5*0.6米；所述注浆小导管在山体暗面坡面的布置间距为1.0*1.0米，且呈梅花状布置。 

所述偏压挡墙基础设置有插入山体基岩的锁脚锚杆。 

所述的偏压状态下明暗交界段隧道进洞开挖支护结构进行隧道进洞开挖的施工工法，步骤如下： 

步骤一，先做好施工前的准备工作，测放隧道的中心线及边线，测绘明暗交界段横断面图，并根据山体边坡线与隧道的平面关系，确定明洞暗挖段施工范围；

步骤二，套拱上拱脚位置的仰坡开挖，开挖时清除土质覆盖层及松散，控制好开挖面，减少对原山体的扰动，套拱上拱脚开挖后及时采用注浆小导管进行坡面加固；

步骤三，山体明暗交界段及明洞远山体侧的偏压式挡墙基础施工；

步骤四，在隧道洞口明洞处安装、钢格栅拱架及预埋定位孔口管，并使钢格栅拱架的下拱脚置于拟施工的偏压挡土墙体内，一端与偏压挡土墙体内的预埋型钢焊接连接，另一端与边坡支护小导管焊接连接，然后在钢格栅拱架外安装套拱外模板并浇筑拱体混凝土，同时，对浇筑完成的混凝土保湿养护不少于14天；

步骤五，当套拱拱体混凝土强度达到70%设计强度后，在原山体明侧进行管棚施工；

步骤六，在原山体暗侧进行剩余部分管棚施工；

步骤七，偏压挡土墙墙身部分墙身外侧采用毛面花岗岩细料石砌块按一丁一顺砌筑施工；

步骤八，管棚施工完成后，采用台阶法进行明暗交界段的洞身开挖。

所述步骤二中的仰坡的坡度不超过90度。 

所述步骤四中的钢格栅拱架为工字钢拱架，沿行车道中线或隧道中线间距为0.5米。 

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：