[发明专利]一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，属于土木工程技术领域，本施工方法旨在严格控制隧道拱部沉降，防止沉降超限波及到供水管造成结构(拱涵)破坏。综合以上因素，施工总体方案如下：首先施作超前支护，达到设计效果后，该上软下硬复合地层采用三台阶法进行施工，上台阶为软弱土层，采用机械法开挖，中下台阶为岩层，采用爆破法开挖，控制区域循环进尺为1榀钢架间距；尽量人工配合机械开挖，及时封闭成环，抑制拱部下沉；二衬紧跟开挖面，采用模板台车拱墙一次浇筑成型。加强控制区域洞内和地表沉降监测，以及爆破影响范围内振速监测，及时反馈信息指导设计和施工。

技术领域：

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法。

背景技术：

目前浅埋大跨隧道开挖方法有很多，双侧壁导坑法是其中一种能够严格控制沉降的方法。虽然双侧壁导坑法可以较好地控制围岩变形，保证施工安全，但由于工序较多，施工复杂，导致整体施工工期很长，造价较高。在上软下硬地层中，尤其是下硬地层(中风化、微风化岩石)中采用爆破施工时采用双侧壁导坑法存在一定的局限性，一是下部岩体爆破开挖会冲击破坏已施作的临时支护；二是施工二次衬砌前拆除临时支撑的风险较高。

隧道下穿供水管时，需要严格控制隧道内沉降和地表沉降，防止供水管结构发生破坏，针对上软下硬地层大跨隧道，上层软弱土层开挖后，在下层岩层采用爆破开挖时，由于爆破振动，隧道下部岩体爆破作业时对拱顶结构可能造成冲击破坏，甚至引起隧道内和地表大范围沉降。因此，设计制备一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，在上软下硬地层中，能够满足快速施工要求，降低施工成本，并且能够严格控制地层变形，防止对供水管造成结构破坏，保证施工安全。

发明内容：

本发明的目的在于寻求设计提供一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，用在上软下硬地层中，能够严格控制围岩变形，保证供水管结构安全和施工安全，另一方面能够提升施工效率，节省工期，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，隧道开挖地层上软下硬，采用三台阶法开挖，上台阶为土质地层，采用机械法开挖；中下台阶为岩体，采用爆破法开挖，进行分部开挖循环掘进，严格控制爆破振速和拱顶沉降，具体工艺步骤按照如下方式进行：

S1、首先对开挖隧道进行超前支护，包括周边帷幕注浆和超前小导管支护，周边帷幕注浆施工方法包括施工止浆岩盘、放样布孔、钻孔、注浆施工；

S2、周边帷幕注浆施工完毕，经试验检测达到设计效果后，开始施作超前小导管支护，对周边围岩进一步加固，减小拱部围岩变形、下沉；同时洞身开挖在其保护下作业，确保施工安全，施工方法包括布眼、钻孔、装管和注浆；

S3、洞身开挖采用“三台阶法”进行施工，把整个断面分成“三大部分”进行开挖支护，首先进行上台阶开挖，采用机械法，使用装载机配合挖掘机出渣，出渣完毕后，立即安装钢拱架，打设系统锚杆并复喷初支混凝土至设计厚度，初支混凝土为厚30cmC30喷射砼，厚30cm，衬砌厚度具体根据隧道开挖断面尺寸及围岩参数确定，钢架根据开挖断面大小分段预制和安装；

其中，上断面施工台阶开挖支护进尺达到10～15m后，开始施工中断面台阶，中台阶采用钻爆法，钻眼爆破采用人工手持式凿岩机钻孔，非电毫秒系统光面爆破，爆破通风后立即出渣，出渣完毕后，立即安装钢拱架，打设系统锚杆并复喷初支混凝土至设计厚度；

中断面施工台阶开挖支护进尺达到10～15m后，开始施工下断面台阶，下台阶施工方法同中台阶施工，每道工序完成后再进行下道工序施工，为了不影响上半断面的出渣，中下断面采用左右半幅倒边施工，开挖循环进尺2.5m；