[发明专利]一种用于大断面黄土隧道切槽超前预支护稳定层的方法

摘要

一种用于大断面黄土隧道切槽超前预支护稳定层的方法，沿拱顶外围切割出左上环槽(3)、拱部环槽(5)和右上环槽(4)，沿两边墙外围切割出左下环槽(1)和右下环槽(2)，各环槽内灌注早高强混凝土并凝固形成的左下环槽层、右下环槽层、左上环槽层、右上环槽层和拱部环槽层共同构成初次施工超前预支护稳定层(6)，待凝固后再开挖土方断面层(7)，然后按常规方式施工填充层(8)、防水板(9)和衬砌混凝土层(10)，至此完成大断面黄土隧道的初次掘进施工，根据大断面黄土隧道的掘进深度，重复循环初次掘进施工数次即可构成数个超前预支护稳定层，即可完成大断面黄土隧道的施工，有效预防隧道施工产生的变形、坍塌和侵限事故。

主权项

一种用于大断面黄土隧道切槽超前预支护稳定层的方法，大断面黄土隧道的拱顶施工曲率半径给定为R，所述R≥4.0m，左右两边墙的支撑高度给定为G，由R和G及切槽共同形成的隧道施工横断面面积大于50平米而小于100平米，大断面黄土隧道的切槽沿拱顶和左右两边墙的外围展开，左右两边墙分别与拱顶相切联接，切槽通过切槽机施工，切槽内通过喷浆管灌注早高强混凝土，切槽的纵深施工方向与大断面黄土隧道的纵深施工方向保持一致，每段切槽均涉及到土方断面层(7)、填充层(8)、防水板(9)和衬砌混凝土层(10)，土方断面层(7)、填充层(8)、防水板(9)和衬砌混凝土层(10)均按常规方式施工，其特征是：先将拱顶等分为三段，因而切槽沿拱顶外围也被分为等分三段，该三段是左上环槽(3)、拱部环槽(5)和右上环槽(4)，左右两边墙外围的切槽称其为左下环槽(1)和右下环槽(2)，左下环槽(1)与左上环槽(3)相切联接，右下环槽(2)与右上环槽(4)相切联接；大断面黄土隧道进行切槽的初次施工时，先通过切槽机并按自上而下的方向切割出左下环槽(1)，然后通过切槽机并按自上而下的方向切割出右下环槽(2)，在切割右下环槽(2)的时间间隔中通过喷浆管向左下环槽(1)内灌注早高强混凝土并凝固形成左下环槽层；之后通过切槽机并按自上而下的方向切割出左上环槽(3)，在切割左上环槽(3)的时间间隔中通过喷浆管向右下环槽(2)内灌注早高强混凝土并凝固形成右下环槽层；再之后通过切槽机并按自上而下的方向切割出右上环槽(4)，在切割右上环槽(4)的时间间隔中通过喷浆管向左上环槽(3)内灌注早高强混凝土并凝固形成左上环槽层；最后通过切槽机并按自左而右的方向切割出拱部环槽(5)，在切割拱部环槽(5)的时间间隔中通过喷浆管向右上环槽(4)内灌注早高强混凝土并凝固形成右上环槽层，当拱部环槽(5)被切割后通过喷浆管向其内灌注早高强混凝土并凝固形成拱部环槽层，此时即完成各环槽的初次施工，所述初次施工各环槽中的左下环槽(1)、右下环槽(2)、左上环槽(3)、右上环槽(4)及拱部环槽(5)的切割施工参数是相同的，所述切割施工参数分别是：各环槽的深度S均控制在3~4m，各环槽的厚度H均控制在25~35cm，各环槽的向上或是向外倾角β均控制在5.0~6.0°，各环槽内灌注早高强混凝土并凝固形成的所述左下环槽层、所述右下环槽层、所述左上环槽层、所述右上环槽层和所述拱部环槽层共同构成初次施工超前预支护稳定层(6)，要求早高强混凝土在10小时内的凝固强度不能低于10MPa；待所述初次施工超前预支护稳定层完全凝固后再开挖土方断面层(7)，土方断面层(7)在开挖到所述初次施工超前预支护稳定层的前端预留长度S₁时停止施工，所述S₁不能小于50cm，然后按常规方式施工填充层(8)、防水板(9)和衬砌混凝土层(10)，至此完成大断面黄土隧道的初次掘进施工；当所述初次掘进施工完成后即可着手切槽的二次施工，二次施工中切槽的施工方向与大断面黄土隧道的施工方向保持一致，所述二次施工完全重复所述初次施工过程和所述切割施工参数，通过所述二次施工再次得到左下环槽、右下环槽、左上环槽、右上环槽和拱部环槽，由此凝固形成的所述左下环槽层、所述右下环槽层、所述左上环槽层、所述右上环槽层和所述拱部环槽层共同构成二次施工超前预支护稳定层，由于所述预留长度S₁的存在，表明所述二次施工超前预支护稳定层中各环槽层的尾端与所述初次施工超前预支护稳定层中各环槽层的前端是相互交错搭接的，待所述二次施工超前预支护稳定层完全凝固后再开挖二次土方断面层，二次土方断面层在开挖到所述二次施工超前预支护稳定层的前端所述预留长度S₁时停止施工，所述预留长度S₁也不能小于50cm，然后按常规方式施工二次填充层、二次防水板和二次衬砌混凝土层，至此完成大断面黄土隧道的二次掘进施工；根据大断面黄土隧道的掘进深度，重复循环所述二次施工N次即可构成{N+2}次施工超前预支护稳定层，N为自然正整数且N≥3，所述{N+2}次施工超前预支护稳定层中各环槽层的尾端与{N+1}次施工超前预支护稳定层中各环槽层的前端也是相互交错搭接的，待所述{N+2}次施工超前预支护稳定层完全凝固后再开挖{N+2}次土方断面层，然后按常规方式施工{N+2}次填充层、{N+2}次防水板和{N+2}次衬砌混凝土层，至此完成大断面黄土隧道的{N+2}次掘进施工。