[发明专利]昔格达特殊地层浅埋隧道施工方法

说明书

本发明公开了一种昔格达特殊地层浅埋隧道施工方法，按以下步骤进行：步骤一，超前地质预报；步骤二，采用改造后的中小型挖掘机辅以人工进行台阶法开挖；步骤三，采用小导管和内置钢筋束的大管棚进行超前支护；步骤四，增加初期支护刚度，并进行引排水处理，再进行湿喷混凝土；第五步，通过监控量测，进行变形稳定分析，不合格则进行整改，直至变形稳定性合格为止；第六步，进行二次衬砌，严控安全步距，及时封闭成环。从开挖、初期支护、引排水等各种环节入手，实现安全、快速、高效、低成本的隧道施工，专用于昔格达特殊地层浅埋隧道的施工。

技术领域

本发明涉及隧道洞身开挖工艺，特别涉及一种应用于昔格达(N₂X)特殊地层条件下，浅埋隧道的洞身开挖施工方法。

背景技术

昔格达地层是分布于我国西南地区的一种半成岩，也是一种工程性质较差的极软岩。昔格达地层分布面积有40000km，主要由灰绿色、灰黑色、灰黄色的粘土岩、粉砂质粘土岩和粉砂岩组成。普通的软弱围岩隧道开挖一般采取微(弱)爆破方法，岩层牵引破坏较严重，不利于初期支护的稳定；超挖较大，混凝土回填数量超耗严重，大大增加了施工资源的投入和施工成本。

现目前，尚未有一套专用于昔格达特殊地层的浅埋隧道施工方法，实现安全、快速、高效、低成本的开挖施工。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一套专用于昔格达特殊地层的浅埋隧道开挖方法，从开挖、初期支护、引排水等各种环节入手，实现安全、快速、高效、低成本的隧道施工。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种昔格达特殊地层浅埋隧道施工方法，按以下步骤进行：

步骤一，超前地质预报；

步骤二，采用改造后的中小型挖掘机辅以人工进行台阶法开挖；

对带有挖斗的中小型挖掘机进行改造后作为挖掘设备，在所述挖斗的顶部外壁上横向等距间隔设置有至少两个反装刀片，且反装刀片的刃口背向挖斗，所述挖斗的左侧外壁或右侧外壁上可拆卸地贴合安装有一轮廓修整刀条，轮廓修整刀条的尖头朝下并延伸到挖斗下方；

首先利用挖斗对昔格达隧道的左右两侧进行大体量开挖，利用反装刀片对昔格达隧道的顶部进行大体量开挖；当接近开挖轮廓线时，在挖斗的一侧外壁安装轮廓修整刀条并焊接固定，利用轮廓修整刀条对昔格达隧道轮廓线进行小范围修整；

步骤三，采用小导管和内置钢筋束的大管棚进行超前支护；

采用凿岩风枪钻孔至小导管设计深度的一半，并插入小导管，再用凿岩风枪和顶进装置将小导管顶入至设计深度；所述顶进装置包括顶进钢棒和限位钢板，所述顶进钢棒的杆体上设置有环向凸台将顶进钢棒分成两段，所述限位钢板从其中一段套入杆体并通过环向凸台限位，且套入限位钢板的一段用于插入超前小导管中，另一段连接凿岩风枪；

采用大管棚对前方扰动围岩进行超前支护时，在大管棚内设置钢筋束；

步骤四，增加初期支护刚度，并进行引排水处理，再进行湿喷混凝土；

安装钢拱架，钢拱架纵向采用工字钢连接，钢拱架的每个拱脚位置处外侧设置有大拱脚和刚性垫块以增大作用面积

每个大拱脚位置处配备锁脚锚杆，锁脚锚杆成孔时采用螺旋电钻冲击成孔，成孔后塞入锚杆锚固剂，再打入锁脚锚杆；

在每个台阶立架施工时，于钢拱架靠近岩体一侧增设引排水环向盲管，将围岩渗水引排至集水沟，再抽排至中心水沟；

第五步，通过监控量测，进行变形稳定分析，不合格则进行整改，直至变形稳定性合格为止；

第六步，进行二次衬砌，严控安全步距，及时封闭成环。