一种大断面软岩大变形隧道的施工工艺.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CN106761769A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611033434.7E21D11/08(2006.01)(22)申请日2016.11.23E21D20/00(2006.01)E21D20/02(2006.01)(71)申请人长安大学E21D11/38(2006.01)地址710064陕西省西安市南二环中段长安大学330号信箱(72)发明人陈建勋罗彦斌陈丽俊刘钦黄沛(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人韩翎(51)Int.Cl.E21D9/00(2006.01)E21D11/00(2006.01)E21D11/18(2006.01)E21D11/10(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种大断面软岩大变形隧道的施工工艺(57)摘要本发明涉及隧道工程领域，具体涉及一种大断面软岩大变形隧道的施工工艺。本发明采用的施工工艺为1)上台阶施工；2)中台阶施工；3)下台阶施工；4)预留核心土开挖；5)仰拱开挖：每循环开挖长度3m，仰拱部分开挖后，立即进行初喷；6)及时架设内层钢架，采用HW200*200型钢，封闭成环后施做内层喷射混凝土至设计厚度；7)在内层喷射混凝土内表面，敷设防水板；8)当隧道变形达到设计预留变形量后，施做二次衬砌；9)在超前注浆小导管支护下，进行下一循环的施工，以至隧道贯通。其既满足软岩的大变形要求，做到不侵限，同时又可以减少支护结构受力，保证支护结构的安全。CN106761769ACN106761769A权利要求书1/2页1.一种大断面软岩大变形隧道的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)上台阶施工：首先进行上台阶弧形导坑部分的开挖，并预留上台阶核心土部分，核心土长度3～5m，开挖一个进尺后快速敷设拱部弹性泡沫板并采用长锚钉固定，完成后立即架设拱部外层钢架，型号为HW200*200型钢，并在左右两侧拱脚上方30～50cm处按下倾角30°各打设2排拱脚处锁脚锚管，长度不小于4m，与钢架焊接牢固后进行注浆；为进一步加强拱部外层钢架的稳定性，在相邻拱部外层钢架之间设置22#b上台阶纵向槽钢托梁，上台阶纵向槽钢托梁与拱部外层钢架以及拱脚处锁脚锚管端头牢固焊接，由此形成稳定的承载拱；以稳定后的拱部外层钢架为支点进行超前注浆小导管的施工，采用长5m、环向设置间距20～50cm的热压无缝钢花管，沿开挖轮廓线120°范围内以20°～30°的外插角穿过拱部外层钢架腹板上的预留孔，由顶头顶进并伸入至掌子面前方地层，外露端支于外层钢架上形成超前支护系统，然后采用高压注浆对地层做进一步加固，注浆压力为1.0～1.5MPa，注浆结束后将管口封堵，以防浆液流出；最后完成拱部外层喷射混凝土的施做；2)中台阶施工：在上部承载拱支护下，进行中台阶左侧部分和中台阶右侧部分的开挖，并预留中台阶核心土部分，其中中台阶左、右侧错开2～3m，开挖完成后在左右两侧边墙快速敷设中台阶弹性泡沫板，然后立即接长左右两侧的中台阶外层钢架，并在左右两侧墙脚上方30～50cm处按下倾角45°各打设2排中台阶墙脚处锁脚锚管，长度不小于4m，与中台阶外层钢架焊接牢固后进行注浆；为进一步加强拱部外层钢架和中台阶外层钢架的稳定性，在相邻中台阶外层钢架之间设置22#b中台阶纵向槽钢托梁，中台阶纵向槽钢托梁与中台阶外层钢架以及中台阶墙脚处锁脚锚管端头牢固焊接；最后完成左右两侧中台阶外层喷射混凝土的施做；3)下台阶施工：进行下台阶左侧部分和下台阶右侧部分的开挖，并预留下台阶核心土部分，其中下台阶左右两侧错开2～3m，开挖完成后在左右两侧边墙快速敷设下台阶弹性泡沫板，然后立即接长左右两侧的下台阶外层钢架，使其落底于预制混凝土垫块之上，然后在下台阶外层钢架左右两侧墙脚上方30～50cm处按下倾角45°各打设2排下台阶墙脚处锁脚锚管，长度不小于4m，与下台阶外层钢架焊接牢固后进行注浆，确保下台阶外层钢架脚部落于稳固地基上；最后完成左右两侧下台阶外层喷射混凝土的施做；4)预留核心土开挖：开挖上台阶预留核心土部分、中台阶预留核心土部分和下台阶预留核心土部分，开挖进尺与各台阶循环进尺一致；5)仰拱开挖：每循环开挖长度3m，仰拱部分开挖后，立即进行初喷；6)及时架设内层钢架，采用HW200*200型钢，封闭成环后施做内层喷射混凝土至设计厚度；7)在内层喷射混凝土内表面，敷设防水板；8)当隧道变形达到设计预留变形量后，施做二次衬砌；9)在超前注浆小导管支护下，进行下一循环的施工，以至隧道贯通。2.根据权利要求1所述的一种大断面软岩大变形隧道的施工工艺，其特征在于：所述施工工艺的要点为：(1)步骤1)～5)中所述开挖以机械开挖为主，以弱