[发明专利]一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与衬砌方法

说明书

本发明公开了一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌方法，实施时涉及；前期工程、钻爆工程、支护衬砌、渗排水工程、爆渣铲装运工程。本发明所述一种快捷、简单、易操作新异开挖与支护衬砌方法具有如下特点：1、不需要钻爆开挖台车，因此不存在移动钻爆开挖台车；2、爆渣不存在多次转运，降低施工成本；3、操作空间简单，空间相对开阔，作业环境条件舒适；4、爆破排危后，进行超前支护，系统支护，再铲装运爆渣；5、支护钢构加密加强闭环，加强较厚喷混，取消二衬繁琐的施工工艺工序；6、底部安设排渗系统；7、施工安全、质量较好，工期短，造价低。因此锚碇隧道和拱座硐室不但开挖与支护衬砌方法快捷、简单、易操作，而且新异。

技术领域

本发明涉及锚碇隧道或拱座硐室施工领域，具体来讲涉及的是一种快速、简单、易操作、新异锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌方法。

背景技术

为“建成交通强国”，高铁、高速公路网络向江河湖海和高山峡谷延伸，跨空区域成为交通建设主战场，而飞跃江海、跨越深谷，悬索桥或拱桥为不二的选择，其数量呈迅猛增长。

锚碇与拱座是悬索桥或拱桥平衡构件，内置于陡傾或岸堤上的隧道或硐室内，与主缆、拱直接相连，通过陡坡与岸堤耦合，将悬索桥或拱桥力传递给陡坡与岸堤，锚碇与拱座稳定性决定着索桥或拱桥的安危，因此锚碇隧道或拱座硐室质量至关重要。

目前锚碇隧道或拱座硐室开挖与衬砌设计的施工，是按照交通隧道施工方法而进行台阶开挖或环形开挖留核心土法开挖，衬砌支护，散索鞍部分隧道锚仍进行二衬衬砌。设计的施工不但钻爆艰难，爆渣难以铲装运，而且施工安全、质量与效率难以确保。

已有锚碇隧道或拱座硐室开挖与支护衬砌特点和存在的缺陷：

锚碇隧道或拱座硐室沿轴线断面不同，近邻存在地下空间,轴线陡倾斜，下沿更陡，甚至断面远比普通隧道断面大。

锚碇隧道或拱座硐室并非社会直接需要功能结构，而完全为功能结构提供平衡力结构，发挥锚固或支撑作用，为悬索桥或拱桥控制性分项工程，直接影响其稳定，桥功能的发挥，锚碇隧道或拱座硐室开挖质量决定桥的质量与寿命周期。

目前开挖与衬砌其设计与施工与普通隧道无异，环形开挖留核心土法，两台阶开挖法，双侧壁导坑开挖法、甚至中隔壁开挖法等交通隧道普通开挖法，是直接按照公路隧道开挖法条件、工艺工序实施。

普通公路或铁路隧道施工按照“公路隧道施工技术规范”或“高速铁路隧道工程施工技术规程”之规定，依据围岩等级或围岩地质条件选择适宜的开挖方法，并采用相应的支护方式。毕竟锚碇隧道或拱座硐室与普通公路隧道结构与功能有本质的区别，因此锚碇隧道或拱座硐施工按照普通公路或铁路隧道施工存在一定的局限性。

环形开挖留核心土法最适宜于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大即两车道Ⅴ、Ⅵ级围岩，三车道Ⅲ、Ⅳ围岩隧道施工。将开挖断面分上、中、下及底四部逐级掘进施工，核心土面积应不小于整个断面面积的50%，上部宜超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部10m左右，就本质讲对在衬砌前由核心土对掌子面、墙壁支撑抵住不垮，尽量及时连续确保掌子面与围岩支撑与抵住。

台阶法适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩，Ⅴ级围岩在超前支护稳定开挖面后再采用台阶法开挖。先开挖上台阶，待超前支护、初支好后，再开挖下台阶，及时连续确保支撑与抵住掌子面与围岩不垮塌。

二次衬砌为相对初期支护而言，指在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观与方便设置通讯、照明、监测等设施，以适应现代化高速道路隧道建设的要求。

锚碇隧道或拱座硐施工按照普通公路或铁路隧道进行台阶钻爆施工，因存在台阶，台阶也很短，钻爆台车、挖掘机为避免每次爆破飞石撞砸损伤而拖出洞口或移动的确不易，同时也因存在台阶，台阶也很短，爆渣多次铲装转运费事费工（图1）。

二次衬砌难度大，在斜坡搭设脚手架，顶部再关模，捣筑砼，难度相当大。