[发明专利]隧道及地下工程自稳修建法

摘要

本发明公开了一种隧道及地下工程自稳修建法，本发明是充分利用围岩短暂自稳时间，发挥隧道主体结构自身的快速有效承载作用，实现隧道安全、优质、环保、快速、节约施工的新方法。通过“探索机理，精心谋计；少挖快砌、空时匹配；合理工序、优化受力；立足内因，事半功倍”等措施，实现计算围岩压力、分析围岩稳定时间、设计适当的开挖空间、限时进行有效衬砌等内因控制因素，达到自稳修建的目的，因而，使深埋暗挖工程无需超前支护、无需初期支护、减少多余耗费；浅埋暗挖工程无需管超前、严注浆；超浅埋盖挖工程无需预先打桩或修建地下连续墙临时竖向支承系统等外因辅助工序，实现隧道安全、优质、环保、快速、节约的新飞跃。

主权项

1.一种隧道及地下工程自稳修建法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、计算围岩压力；步骤b、根据围岩压力进行围岩稳定分析；步骤c、地下工程挖掘和衬砌：c1、开挖两侧导坑Ⅰ，对称修建优化复合拱墙；c2、开挖环形导坑Ⅱ，架设活动钢拱架、修建拱部衬砌或者超浅埋筒壳平顶；c3、开挖中间土方Ⅲ，修建地坪或预制反拱；步骤d、按照步骤a、步骤b和步骤c的施工方法，依次向前完成对地下工程的其他各段的施工；步骤a中围岩压力计算过程为，深浅埋分界深度，式中下沉土柱长L，为口部至掌子面长度即施工进深，当施工完成后，L为洞室全长；如为贯通隧道，则掌子面围岩消失，则认为下沉土柱为无限长，按平面问题处理；下沉土柱半宽α为毛洞半宽(m)；y为洞室计算高度(m)；为地层内摩擦角；故下沉土柱宽：n'＝2n/(1+2n)……n’，n’为进深影响系数；式中n为下沉土柱长宽比，n＝L/2α1；γ为围岩重度；c为粘聚力；ξ为侧压力系数；为地层内摩擦角；浅埋洞室垂直地压式中：H为覆盖层厚度m，其余同前；深埋洞室的垂直地压深浅埋洞室侧压力e侧＝α1*ξ/(α1‑α)；式中：侧压力系数ξ＝μ/(1‑μ)；α1为下沉土柱半宽；α为毛洞半宽；y为洞室计算高度；为地层内摩擦角；深浅埋洞室底压力σ底＝e侧*ξ。