一种大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108457670A(43)申请公布日2018.08.28(21)申请号201711363767.0(22)申请日2017.12.07(71)申请人广西大学地址530004广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号申请人中铁十局集团第五工程有限公司(72)发明人吴波赵勇博杨建新张振国刘飞冯扬朱晓勇吴冬蒙国往李静卢福聪刘宗辉(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/38(2006.01)E21D11/15(2006.01)E21D20/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法(57)摘要本发明公开了一种大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法，具体步骤是：(1)拱顶超前加固；(2)上部硬岩地层预留硬岩层；(3)上部硬岩分布开挖及初支；(4)下部软弱富水地层核心土区域超前加固防水；(5)下部软弱富水地层核心土区域预留加固层；(6)开挖下部软弱富水地层核心土区域；(7)对下部软弱富水地层未开挖区域以及预设范围内的围岩区域超前加固防水；(8)下部软弱富水地层未开挖区域分步开挖及初支；(9)施作仰拱及二衬。本发明弥补了现有技术的不足，填补大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工技术的空缺，整个施工过程安全高效。CN108457670ACN108457670A权利要求书1/2页1.一种大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法，其特征在于，根据地勘资料，确认软硬地层分界线，划分上部硬岩地层(1)和下部软弱富水地层(2)；同时，确定所要施工大断面隧道的跨度d和高度h；大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法的具体步骤是：步骤一、拱顶超前加固：在拱顶范围内环向打设加固装置进行拱顶加固；步骤二、上部硬岩地层预留硬岩层：将上部硬岩地层(1)中沿着软硬地层分界线向上预留预设厚度的预留硬岩层(8)；步骤三、上部硬岩分布开挖及初支：将上部硬岩地层(1)中除预留硬岩层(8)之外的区域分为左侧区域(3)、中部区域(4)和右侧区域(5)，并先施工中部区域(4)，边墙、拱顶进行临时封闭；然后再进行加固，保证随开挖随支护；待中部区域(4)掌子面向前推进至预设距离后，按照中部区域(4)的施工方法对左侧区域(3)和右侧区域(5)同时施工，并对两侧边角进行固定；步骤四、下部软弱富水地层核心土区域超前加固防水：待左侧区域(3)和右侧区域(5)掌子面向前推进至预设距离后，在预留硬岩层(8)上打孔，对核心土区域(9)进行注浆加固防水；步骤五、下部软弱富水地层核心土区域预留加固层：开挖预留硬岩层(8)和加固后的核心土区域(9)，将核心土区域(9)中沿四周边缘向内预留预设宽度的加固层(10)作为临时支护结构；步骤六、开挖下部软弱富水地层核心土区域：开挖核心土区域(9)上除加固层(10)之外的核心土开挖区域(11)时，每开挖预设深度，就及时对两侧未开挖区域以及预设范围内的软弱围岩进行注浆加固防水，保证随开挖随支护；步骤七、对下部软弱富水地层未开挖区域以及预设范围内的围岩区域超前加固防水：挖至预留的加固层(10)后，对下部未开挖区域以及预设范围内的软弱围岩进行注浆加固防水；步骤八、下部软弱富水地层未开挖区域分步开挖及初支：将下部软弱富水地层(2)中剩下待开挖区域分为左侧超前加固区域(12)、右侧超前加固区域(13)、下侧超前加固区域(14)三个区域，破除预留的加固层(10)，同时开挖左侧超前加固区域(12)和右侧超前加固区域(13)两个区域，边墙进行临时封闭；然后对边墙进行固定，保证随开挖随支护，并对拱脚位置进行固定；步骤九、施作仰拱及二衬：待左侧超前加固区域(12)和右侧超前加固区域(13)两个区域掌子面向前推进至预设距离后，开挖下侧超前加固区域(14)，并及时施作仰拱(19)和二衬(20)；步骤十、重复步骤一至步骤九，直至整个隧道施工完成。2.如权利要求1所述的一种大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法，其特征在于，所述步骤一中的加固装置为超前小导管(6)，拱顶超前加固是在拱顶120°范围内打设□42超前小导管(6)，长度为5m，环向间距0.35m，纵向间距3.5m，超前小导管(6)与水平方向成15°夹角。3.如权利要求1所述的一种大断面隧道穿越上硬下软富水地层施工方法，其特征在于，所述步骤三中采用光面爆破施工中部区域(4)，边墙采用喷射10cm厚C25早强混凝土进行临时封闭，拱顶采用喷射5cm厚C25早强混凝土进行临时封闭；然后打第一径向锚杆(7)，挂钢2CN108457670A权利要求书2/2页筋网，对初喷岩面复喷至25cm厚，保证随开挖随支护；对左侧区域(3)和右侧区域(5)施工时施作第一锁脚锚杆(16)对