專利名稱：一種多跨平拱隧道的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道的施工方法，尤其涉及一種多跨平拱隧道的施工方法。
背景技術(shù)：
由于城市道路交通量大、地下管線縱橫交錯，樁基等地下建(構(gòu))筑物密布，地下空間非常有限。在建筑物密集的城市建成區(qū)修建地下商場、人行通道等地下結(jié)構(gòu)時，為了滿足地下商業(yè)空間開發(fā)所需的大空間環(huán)境要求，地下隧道的開挖寬度不斷增加，同時受到隧道結(jié)構(gòu)埋深及地下管線的限制，隧道頂部無法起拱，而傳統(tǒng)的單洞拱形隧道(或多跨拱形隧道)存在以下不足1)隧道的開挖寬度有限，受埋深和自然穩(wěn)定坍落拱高度的限制，地下隧道開挖寬度不能太大，否則會導(dǎo)致隧道的坍塌。尤其是淺埋暗挖隧道的開挖寬度更是受到了限制，無法實現(xiàn)地下空間的大規(guī)模開發(fā)；2)采用拱形隧道時，為了避開地下管線等建(構(gòu))筑物，勢必要增加隧道的埋深， 使得工程造價增加；3)采用拱形結(jié)構(gòu)的隧道，增加了不必要的建筑空間，提高了工程造價，也不利于節(jié)約資源；4)受空間限制，拱形隧道無法采用單跨大跨結(jié)構(gòu)；若采用多洞平行結(jié)構(gòu)又無法充分利用地下空間，并且增加了很多連通通道，使得工程造價增高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種多跨平拱隧道的施工方法，采用該施工方法施工質(zhì)量高，施工時間短，施工形成的多跨平拱隧道提高了空間的利用率，減少了隧道埋深，降低了工程造價。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術(shù)方案一種多跨平拱隧道的施工方法，包括如下進(jìn)行的步驟豎井開挖，當(dāng)豎井開挖至多跨平拱隧道的起拱線時打設(shè)大管棚超前支護(hù)；隧道開挖，將整個多跨平拱隧道預(yù)先分為多個導(dǎo)洞，多個導(dǎo)洞分別挖進(jìn)，并及時跟進(jìn)初期支護(hù)及臨時支護(hù)，形成多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)，以完成整個多跨平拱隧道的進(jìn)洞；隧道二次襯砌，對所述多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，以形成完整的多跨平拱隧道；其中，所述多個導(dǎo)洞包含位于多跨平拱隧道的跨位置處的跨導(dǎo)洞，位于所述多跨平拱隧道兩側(cè)的側(cè)導(dǎo)洞，以及位于多跨平拱隧道其他位置處的普通導(dǎo)洞。其中，大管棚為超長大管棚，并且超長大管棚采用導(dǎo)向跟管法一次施作。特別是，超長大管棚的鋼管分為多節(jié)，節(jié)與節(jié)之間采用絲扣連接；所述導(dǎo)向跟管法包括如下進(jìn)行的步驟采用大功率定向鉆機(jī)，將所述多節(jié)管棚鋼管依次作為鉆機(jī)的鉆桿鉆進(jìn)，使得鉆進(jìn)、鋪管一次成形。特別是，超長大管棚施作時還采用小導(dǎo)管聯(lián)合注漿，以便加固所述隧道的開挖面。
其中，隧道開挖時，將所述多個導(dǎo)洞分為上半斷面多個導(dǎo)洞和下半斷面多個導(dǎo)洞分別挖進(jìn)；所述隧道開挖包括如下順序進(jìn)行的步驟(Ia)進(jìn)行上半斷面多個導(dǎo)洞的開挖， 邊挖邊在導(dǎo)洞內(nèi)壁上進(jìn)行初期支護(hù)，并在導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)置臨時支護(hù)，形成多個封閉的框架結(jié)構(gòu)， 以完成整個隧道上半部分的進(jìn)洞；(Ib)繼續(xù)開挖豎井至設(shè)計標(biāo)高，打設(shè)隧道邊墻剩余大管棚及小導(dǎo)管超前支護(hù)；(Ic)進(jìn)行下半斷面多個導(dǎo)洞的開挖，邊挖邊在導(dǎo)洞內(nèi)壁上進(jìn)行初期支護(hù)，并在導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)置臨時支護(hù)，形成多個封閉的框架結(jié)構(gòu)，以完成整個隧道下半部分的進(jìn)洞。特別是，上半斷面多個導(dǎo)洞分別與下半斷面多個導(dǎo)洞一一對應(yīng)；上半斷面多個導(dǎo)洞以及下半斷面多個導(dǎo)洞中的任意兩相鄰導(dǎo)洞分別先后開挖。其中，隧道開挖還包括在所述初期支護(hù)上鋪設(shè)防水層的步驟。其中，每個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)均包括橫向臨時支撐和豎向臨時支撐。特別是，隧道二次襯砌包括拆除所述跨導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)中的橫向臨時支撐， 然后從所述跨導(dǎo)洞底部到跨導(dǎo)洞頂部依次澆筑隧道底板、中梁或中墻、隧道頂板；拆除所述側(cè)導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)中的橫向臨時支撐，然后從所述側(cè)導(dǎo)洞底部到側(cè)導(dǎo)洞頂部依次澆筑隧道底板、隧道邊墻、隧道頂板；之后，拆除所述普通導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)中的橫向臨時支撐和豎向臨時支撐，然后在所述普通導(dǎo)洞的底部和頂部分別澆筑隧道底板和頂板，使之分別與跨導(dǎo)洞和側(cè)導(dǎo)洞中的隧道底板和頂板連為一體。特別是，還包括在所述隧道二次襯砌完成后進(jìn)行的鋪筑結(jié)構(gòu)的地面鋪裝、溝槽，以及進(jìn)行照明設(shè)備安裝和裝飾工程。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下方面1、采用導(dǎo)向跟管法一次性鉆進(jìn)超長大管棚，保證了管棚施工精度，加快了施工進(jìn)度，減少了鉆孔和鋪管時間差造成的塌孔風(fēng)險，提高了成孔的成功率；2、采用超長大管棚、小導(dǎo)管聯(lián)合注漿技術(shù)，減少管棚工作室開挖對底層變形的影響；3、隧道開挖時將整個隧道預(yù)先分為多個導(dǎo)洞間隔開挖、支護(hù)，避免大跨度開挖造成過大的地層變形。


圖1是采用本發(fā)明方法施工形成的多跨平拱隧道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明施工方法中多跨平拱隧道初期支護(hù)的平面示意圖；圖3是本發(fā)明施工方法中多跨平拱隧道上半斷面開挖的平面示意圖；圖4是本發(fā)明施工方法中多跨平拱隧道下半斷面開挖的平面示意圖；圖5是本發(fā)明施工方法中多跨平拱隧道中墻和邊墻二次襯砌的平面示意圖；圖6是本發(fā)明施工方法中多跨平拱隧道頂板和底板二次襯砌的平面示意圖。附圖標(biāo)記說明1-隧道洞壁；2-復(fù)合式襯砌；3-初期支護(hù)；4-防水層；5- 二次襯砌；6-中梁或中墻；7-鋼拱架；8-超前大管棚；9-超前小導(dǎo)管；10-噴射混凝土。
具體實施例方式如圖1為采用本發(fā)明方法施工形成的多跨平拱隧道的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1示出的平拱隧道的跨數(shù)為三跨，相鄰兩跨之間由梁柱支撐或者形成中墻，以便支撐整個平拱隧道，平拱隧道的頂部為平形，這樣使得整個隧道可以不受埋深和寬度的限制，充分利用了地下的空間。本實施例以三跨平拱隧道為例對本發(fā)明的多跨平拱隧道的施工方法進(jìn)行說明，其它跨數(shù)的多跨平拱隧道的施工方法與此相類似。本發(fā)明的多跨平拱隧道的施工方法包括如下順序進(jìn)行的步驟1、豎井的開挖開挖豎井，當(dāng)豎井開挖至隧道起拱線時，打設(shè)大管棚及小導(dǎo)管超前支護(hù)，如圖2所
7J\ ο其中，大管棚為超長大管棚，超長大管棚的鋼管分為多節(jié)，節(jié)與節(jié)之間采用絲扣連接；超長大管棚采用導(dǎo)向跟管法一次施作，即采用大功率定向鉆機(jī)，將所述多節(jié)管棚鋼管依次作為鉆機(jī)的鉆桿一次鉆進(jìn)，使得鉆進(jìn)和鋪管工作一次完成。超長大管棚施作時還采用小導(dǎo)管聯(lián)合注漿，以便加固所述隧道的開挖面。2、隧道開挖隧道開挖步驟如下(1)進(jìn)行隧道上半斷面的開挖將隧道上半斷面預(yù)先分為多個導(dǎo)洞a、b、c、d、e、f、g分別開挖，如圖3所示，其開挖順序如下c、g導(dǎo)洞超前，a、e導(dǎo)洞滯后c、g導(dǎo)洞8m，d導(dǎo)洞滯后a、e導(dǎo)洞8m，b、f導(dǎo)洞滯后d導(dǎo)洞8m，即，使得任意兩相鄰導(dǎo)洞分別先后開挖，以便保持導(dǎo)洞開挖面的穩(wěn)定。導(dǎo)洞邊開挖邊在導(dǎo)洞的洞壁上進(jìn)行初期支護(hù)以及在導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)置臨時支護(hù)，形成多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)，完成整個隧道上半部分的進(jìn)洞。其中，初期支護(hù)包括鋼拱架7、超前大管棚8、超前小導(dǎo)管9以及噴射混凝土 10，如圖2所示，鋼拱架7具有橫向鋼架和豎向鋼架。每個封閉框架結(jié)構(gòu)包括橫向臨時支撐和豎向臨時支撐。如圖3所示，多個導(dǎo)洞a、b、C、d、e、f、g中任意兩相鄰導(dǎo)洞之間采用由型鋼和噴射混凝土組成的豎向臨時支撐，導(dǎo)洞的底部采用由型鋼和噴射混凝土組成的橫向臨時支撐； 導(dǎo)洞與洞壁之間采用初期支護(hù)，并在初期支護(hù)上鋪設(shè)防水層。導(dǎo)洞開挖時預(yù)留核心土，以便穩(wěn)定開挖面。其中，多個導(dǎo)洞a、b、c、d、e、f、g中導(dǎo)洞c、e位于三跨平拱隧道的跨位置處，即為跨導(dǎo)洞；a、g導(dǎo)洞位于三跨平拱隧道的兩側(cè)，即為側(cè)導(dǎo)洞；其余導(dǎo)洞為普通導(dǎo)洞。(2)進(jìn)行隧道下半斷面的開挖將隧道下半斷面預(yù)先分為多個導(dǎo)洞a’、b’、C’、d’、e’、f ’、g’分別開挖，如圖4所示，其開挖順序如下c’、g’導(dǎo)洞超前，a’、e’導(dǎo)洞滯后c’、g’導(dǎo)洞8m，d’導(dǎo)洞滯后a’、e’ 導(dǎo)洞8m，b’、f’導(dǎo)洞滯后d’導(dǎo)洞8m，S卩，使得任意兩相鄰導(dǎo)洞分別先后開挖，以便保持導(dǎo)洞開挖面的穩(wěn)定。其中，多個導(dǎo)洞3’、13’、(3’、(1’、6’、廣、8’中導(dǎo)洞c，、e，位于三跨平拱隧道的跨位
置處，即為跨導(dǎo)洞；a’、g’導(dǎo)洞位于三跨平拱隧道的兩側(cè)，即為側(cè)導(dǎo)洞；其余導(dǎo)洞為普通導(dǎo)洞。其中，下半斷面的多個導(dǎo)洞a’、b’、C’、d’、e’、f’、g’分別與上半斷面的多個導(dǎo)洞a、b、c、d、e、f、g--對應(yīng)。 導(dǎo)洞邊開挖邊在導(dǎo)洞的洞壁上進(jìn)行初期支護(hù)以及在導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)置臨時支護(hù)，形成多
個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)，完成整個隧道下半部分的進(jìn)洞。 每個封閉框架結(jié)構(gòu)包括橫向臨時支撐和豎向臨時支撐。如圖4所示，多個導(dǎo)洞3’、13’、(3’、(1’、6’、廣、8’中任意兩相鄰導(dǎo)洞之間采用由型鋼和噴射混凝土組成的豎向臨時支撐，導(dǎo)洞與洞壁之間采用初期支護(hù)。導(dǎo)洞開挖時預(yù)留核心土，以便穩(wěn)定開挖面。并在初期支護(hù)上鋪設(shè)防水層。3、隧道二次襯砌(1)首先拆除C、e、C’、e’導(dǎo)洞中的橫向臨時支撐，以及a、g、a’、g’導(dǎo)洞中的橫向臨時支撐，使得c、C’導(dǎo)洞合為整體，形成跨導(dǎo)洞C，e、e’導(dǎo)洞合為整體，形成跨導(dǎo)洞E，a、 a’導(dǎo)洞合為整體，形成側(cè)導(dǎo)洞A，g、g’導(dǎo)洞合為整體，形成側(cè)導(dǎo)洞G。(2)在跨導(dǎo)洞C、E的底部至頂部依次澆筑隧道底板、中梁6、頂板，如圖5所示，使得中梁6支撐在位于跨導(dǎo)洞C、E中的隧道底板與隧道頂板之間；在側(cè)導(dǎo)洞A、G的底部至頂部依次澆筑隧道地板、邊墻5a、隧道頂板，使得邊墻緊貼隧道兩側(cè)的洞壁。其中，本實施例中的中梁6也可以是中墻；中梁或中墻的澆筑與邊墻的澆筑也可分兩步進(jìn)行。(3)拆除d、d’、b、f、b’、f’導(dǎo)洞中的橫向臨時支撐及豎向臨時支撐，使得d、d’導(dǎo)洞合為整體，形成導(dǎo)洞D，b、b’導(dǎo)洞合為整體，形成導(dǎo)洞B，f、f’導(dǎo)洞合為整體，形成導(dǎo)洞F。(4)在導(dǎo)洞D、B、F的底部和頂部分別澆筑隧道底板和頂板，如圖6所示，使之分別與跨導(dǎo)洞C、E和側(cè)導(dǎo)洞A、G中的隧道底板和隧道頂板連為一體，形成的整個三跨平拱隧道的結(jié)構(gòu)如圖1所示。4、后期工程的施工鋪筑結(jié)構(gòu)的地面鋪裝、溝槽，以及進(jìn)行照明設(shè)備安裝和裝飾工程。本發(fā)明的施工方法還包括在二次襯砌前在初期支護(hù)上鋪設(shè)防水層的步驟。盡管上文對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多跨平拱隧道的施工方法，包括如下進(jìn)行的步驟豎井開挖，當(dāng)豎井開挖至多跨平拱隧道的起拱線時打設(shè)大管棚超前支護(hù)；隧道開挖，將整個多跨平拱隧道預(yù)先分為多個導(dǎo)洞(A、B、C、D、E、F、G)，多個導(dǎo)洞(A、B、 C、D、E、F、G)分別挖進(jìn)，并及時跟進(jìn)初期支護(hù)及臨時支護(hù)，形成多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)，以完成整個多跨平拱隧道的進(jìn)洞；隧道二次襯砌，對所述多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，以形成完整的多跨平拱隧道；其中，所述多個導(dǎo)洞包含位于多跨平拱隧道的跨位置處的跨導(dǎo)洞，位于所述多跨平拱隧道兩側(cè)的側(cè)導(dǎo)洞，以及位于多跨平拱隧道其他位置處的普通導(dǎo)洞。
2.如權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述大管棚為超長大管棚，并且超長大管棚采用導(dǎo)向跟管法一次施作。
3.如權(quán)利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述超長大管棚的鋼管分為多節(jié)，節(jié)與節(jié)之間采用絲扣連接；所述導(dǎo)向跟管法包括如下進(jìn)行的步驟采用大功率定向鉆機(jī)，將所述多節(jié)管棚鋼管依次作為鉆機(jī)的鉆桿鉆進(jìn)，使得鉆進(jìn)、鋪管一次成形。
4.如權(quán)利要求2或3所述的施工方法，其特征在于，所述超長大管棚施作時還采用小導(dǎo)管聯(lián)合注漿，以便加固所述隧道的開挖面。
5.如權(quán)利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述隧道開挖時，將所述多個導(dǎo)洞(A、 B、C、D、E、F、G)分為上半斷面多個導(dǎo)洞(a、b、c、d、e、f、g)和下半斷面多個導(dǎo)洞(a，、b，、 c’、d’、e’、f’、g’)分別挖進(jìn)；所述隧道開挖包括如下順序進(jìn)行的步驟(Ia)進(jìn)行上半斷面多個導(dǎo)洞(a、b、C、d、e、f、g)的開挖，邊挖邊在導(dǎo)洞內(nèi)壁上進(jìn)行初期支護(hù)，并在導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)置臨時支護(hù)，形成多個封閉的框架結(jié)構(gòu)，以完成整個隧道上半部分的進(jìn)洞；(Ib)繼續(xù)開挖豎井至設(shè)計標(biāo)高，打設(shè)隧道邊墻剩余大管棚及小導(dǎo)管超前支護(hù)；(Ic)進(jìn)行下半斷面多個導(dǎo)洞(a，、b，、C，、d，、e，、f，、g，)的開挖，邊挖邊在導(dǎo)洞內(nèi)壁上進(jìn)行初期支護(hù)，并在導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)置臨時支護(hù)，形成多個封閉的框架結(jié)構(gòu)，以完成整個隧道下半部分的進(jìn)洞。
6.如權(quán)利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述上半斷面多個導(dǎo)洞(a、b、C、d、e、 f> g)分別與所述下半斷面多個導(dǎo)洞(a’、b’、c’、d’、e’、f’、g’)一一對應(yīng)；所述上半斷面多個導(dǎo)洞以及下半斷面多個導(dǎo)洞中的任意兩相鄰導(dǎo)洞分別先后開挖。
7.如權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于，隧道開挖還包括在所述初期支護(hù)上鋪設(shè)防水層的步驟。
8.如權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于，每個所述導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)均包括 橫向臨時支撐和豎向臨時支撐。
9.如權(quán)利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述隧道二次襯砌包括拆除所述跨導(dǎo)洞(C、E)的封閉框架結(jié)構(gòu)中的橫向臨時支撐，然后從所述跨導(dǎo)洞底部到跨導(dǎo)洞頂部依次澆筑隧道底板、中梁或中墻、隧道頂板；拆除所述側(cè)導(dǎo)洞(A、G)的封閉框架結(jié)構(gòu)中的橫向臨時支撐，然后從所述側(cè)導(dǎo)洞底部到側(cè)導(dǎo)洞頂部依次澆筑隧道底板、隧道邊墻、隧道頂板；之后，拆除所述普通導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)中的橫向臨時支撐和豎向臨時支撐，然后在所述普通導(dǎo)洞的底部和頂部分別澆筑隧道底板和頂板，使之分別與所述跨導(dǎo)洞(C、E)和側(cè)導(dǎo)洞(A、G)中的隧道底板和頂板連為一體。
10.如權(quán)利要求9所述的施工方法，其特征在于，還包括在所述隧道二次襯砌完成后進(jìn)行的鋪筑結(jié)構(gòu)的地面鋪裝、溝槽，以及進(jìn)行照明設(shè)備安裝和裝飾工程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多跨平拱隧道的施工方法，包括如下進(jìn)行的步驟豎井開挖，當(dāng)豎井開挖至多跨平拱隧道的起拱線時打設(shè)大管棚超前支護(hù)；隧道開挖，將整個多跨平拱隧道預(yù)先分為多個導(dǎo)洞(A、B、C、D、E、F、G)分別挖進(jìn)，并及時跟進(jìn)初期支護(hù)及臨時支護(hù)，形成多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)，以完成整個多跨平拱隧道的進(jìn)洞；隧道二次襯砌，對所述多個導(dǎo)洞的封閉框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，以形成完整的多跨平拱隧道；其中，所述多個導(dǎo)洞包含位于多跨平拱隧道的跨位置處的跨導(dǎo)洞，位于所述多跨平拱隧道兩側(cè)的側(cè)導(dǎo)洞，以及位于多跨平拱隧道其他位置處的普通導(dǎo)洞。形成的多跨平拱隧道提高了空間利用率，減少了隧道埋深，降低了工程造價。
文檔編號E21D11/00GK102287194SQ20101020424
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者林位玉 申請人:福建省信通工程建設(shè)有限公司