超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，特別是一種應(yīng)用于隧道工程領(lǐng)域的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法；本發(fā)明提供一種施工方便、可以有效增加作業(yè)面、節(jié)約工程投資、能確保隧道開(kāi)挖施工安全的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法。其主要的實(shí)施步驟包括：a、劃分隧道開(kāi)挖斷面成五個(gè)部分；b、開(kāi)挖頂部，并進(jìn)行支護(hù)；c、開(kāi)挖上臺(tái)階，并進(jìn)行支護(hù)；d、開(kāi)挖中臺(tái)階，并進(jìn)行支護(hù)；e、開(kāi)挖下臺(tái)階，并進(jìn)行支護(hù)；f、開(kāi)挖仰拱部分，并進(jìn)行支護(hù)。本方法在開(kāi)挖過(guò)程充分利用了塌渣體的自穩(wěn)能力，減少了臨時(shí)支護(hù)措施，解決了塌渣體臨時(shí)坡面的穩(wěn)定性問(wèn)題及隧道的施工安全問(wèn)題，節(jié)約了工程投資，確保了施工安全。
【專利說(shuō)明】超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，特別是一種應(yīng)用于土木工程的隧道塌方處理施工及設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法。

【背景技術(shù)】
[0002]在不良地質(zhì)地段施工交通隧道工程及其它地下洞室工程的過(guò)程中，當(dāng)遇到較差圍巖時(shí)，由于設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)偏弱或施工方法不當(dāng)或自然災(zāi)害等原因很容易出現(xiàn)隧道塌方及塌方冒頂，如何處理隧道塌方需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況綜合研宄確定。當(dāng)確定了隧道塌方處理支護(hù)參數(shù)后，如何選擇對(duì)應(yīng)支護(hù)參數(shù)的開(kāi)挖方式對(duì)確保安全施工和有效的完成隧道塌方處理是特別關(guān)鍵的?，F(xiàn)有技術(shù)中的處理方案為:一、先對(duì)隧道開(kāi)挖輪廓線內(nèi)外的松散渣體注漿后再開(kāi)挖成洞。這種施工方法注漿量太大，不經(jīng)濟(jì)。二、分步開(kāi)挖，開(kāi)挖后對(duì)臨時(shí)坡面錨噴支護(hù)，下次開(kāi)挖廢棄上次的臨時(shí)支護(hù)，這種施工方法工藝繁瑣，施工周期長(zhǎng)，不經(jīng)濟(jì)。現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有一種施工方便，可以有效增加作業(yè)面，節(jié)約工程投資，確保了隧道開(kāi)挖施工安全的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種施工方便，可以有效增加作業(yè)面，節(jié)約工程投資，確保了隧道開(kāi)挖施工安全的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0005]a、以鋼架接頭為界，將待挖的隧道劃分成頂部、上臺(tái)階、中臺(tái)階、下臺(tái)階和仰拱五個(gè)部分；
[0006]b、開(kāi)挖頂部，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0007]C、開(kāi)挖上臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0008]d、開(kāi)挖中臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0009]e、開(kāi)挖下臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0010]f、開(kāi)挖仰拱部分，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)。
[0011]進(jìn)一步的是，在b步驟中采用放坡開(kāi)挖的方法。
[0012]進(jìn)一步的是，在b步驟中，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面的臨時(shí)碎石土坡面噴砼后封閉.
[0013]進(jìn)一步的是，在c步驟中，先開(kāi)挖上臺(tái)階左側(cè)部分，再開(kāi)挖上臺(tái)階右側(cè)部分，然后開(kāi)挖上臺(tái)階核心土部分。
[0014]進(jìn)一步的是，在d步驟中，先開(kāi)挖中臺(tái)階左側(cè)部分，再開(kāi)挖中臺(tái)階右側(cè)部分，然后開(kāi)挖中臺(tái)階核心土部分。
[0015]進(jìn)一步的是，在e步驟中，先開(kāi)挖下臺(tái)階左側(cè)部分，再開(kāi)挖下臺(tái)階右側(cè)部分，然后開(kāi)挖下臺(tái)階核心土部分。
[0016]進(jìn)一步的是，在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃吧吓_(tái)階右側(cè)部分設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
[0017]進(jìn)一步的是，在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃爸信_(tái)階右側(cè)部分設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
[0018]進(jìn)一步的是，在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃跋屡_(tái)階右側(cè)部分設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
[0019]進(jìn)一步的是，在f步驟中，仰拱部分采用全幅開(kāi)挖，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行仰拱砼澆筑施工。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將隧道分成頂部、上、中、下三個(gè)臺(tái)階以及仰拱五個(gè)部分分層開(kāi)挖，這樣在開(kāi)挖過(guò)程中可以充分利用尚未挖除部分圍巖的自穩(wěn)能力，在保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的前提下減少了臨時(shí)支護(hù)。本發(fā)明利用松散碎石土及碎塊石夾巨塊石的力學(xué)性能，預(yù)留核心土反壓穩(wěn)定掌子面碎石土，并開(kāi)挖形成核心土臨時(shí)穩(wěn)定坡比，根據(jù)隧道開(kāi)挖斷面大小及塌渣體自穩(wěn)能力，選擇合理的開(kāi)挖方式，充分利用了塌渣體自穩(wěn)能力，局部少量噴砼支護(hù)，大面積不支護(hù)，很好的解決了隧道開(kāi)挖后掌子面的穩(wěn)定性問(wèn)題，增加了作業(yè)面，節(jié)約了工程投資，確保了隧道開(kāi)挖施工安全。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的隧道開(kāi)挖橫向剖面圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的隧道開(kāi)挖縱向剖面圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的隧道開(kāi)挖俯視圖；
[0024]圖中零部件、部位及編號(hào):頂部1、上臺(tái)階左側(cè)部分2、上臺(tái)階右側(cè)部分3、上臺(tái)階核心土部分4、中臺(tái)階左側(cè)部分、中臺(tái)階右側(cè)部分5、中臺(tái)階核心土部分6下臺(tái)階左側(cè)部分7、下臺(tái)階右側(cè)部分8、下臺(tái)階核心土部分9。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]如圖1圖2及圖3所示，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0027]a、以鋼架接頭為界，將待挖的隧道劃分成頂部1、上臺(tái)階、中臺(tái)階、下臺(tái)階和仰拱五個(gè)部分；
[0028]b、開(kāi)挖頂部I，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0029]C、開(kāi)挖上臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0030]d、開(kāi)挖中臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0031]e、開(kāi)挖下臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)；
[0032]f、開(kāi)挖仰拱部分11，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)。
[0033]在b步驟中采用放坡開(kāi)挖的方法。
[0034]在b步驟中，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面的臨時(shí)碎石土坡面噴砼后封閉.
[0035]在c步驟中，先開(kāi)挖上臺(tái)階左側(cè)部分2，再開(kāi)挖上臺(tái)階右側(cè)部分3，然后開(kāi)挖上臺(tái)階核心土部分4。
[0036]在d步驟中，先開(kāi)挖中臺(tái)階左側(cè)部分5，再開(kāi)挖中臺(tái)階右側(cè)部分6，然后開(kāi)挖中臺(tái)階核心土部分7。
[0037]在e步驟中，先開(kāi)挖下臺(tái)階左側(cè)部分8，再開(kāi)挖下臺(tái)階右側(cè)部分9，然后開(kāi)挖下臺(tái)階核心土部分10。
[0038]在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃吧吓_(tái)階右側(cè)部分3設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
[0039]在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃爸信_(tái)階右側(cè)部分6設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
[0040]在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃跋屡_(tái)階右側(cè)部分9設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
[0041]在f步驟中，仰拱部分11采用全幅開(kāi)挖，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行仰拱砼澆筑施工。
[0042]本發(fā)明利用松散碎石土及碎塊石夾巨塊石的力學(xué)性能，預(yù)留核心土反壓穩(wěn)定掌子面碎石土，并開(kāi)挖形成核心土臨時(shí)穩(wěn)定坡比，根據(jù)隧道開(kāi)挖斷面大小及塌渣體自穩(wěn)能力，選擇合理的開(kāi)挖方式，充分利用了塌渣體的自穩(wěn)能力，局部少量噴砼支護(hù)，大面積不支護(hù)，很好的解決了隧道開(kāi)挖后掌子面的穩(wěn)定性問(wèn)題，增加了作業(yè)面，節(jié)約了工程投資，確保了隧道開(kāi)挖施工安全。
[0043]實(shí)施例:
[0044]地質(zhì)條件，隧道全斷面為松散碎塊石及碎石土夾巨塊石塌渣散體結(jié)構(gòu)，塊石大小不均一，塊石之間無(wú)膠結(jié)，局部夾泥，局部潮濕狀裂隙水，塊石巖性為薄?中厚層、強(qiáng)?中風(fēng)化變質(zhì)砂板巖及花崗巖。
[0045]隧道開(kāi)挖斷面大小，隧道斷面在150m2左右。
[0046]隧道襯砌類型，隧道塌方處理襯砌結(jié)構(gòu)。
[0047]如圖1、圖2及圖3所示，施工步驟為:
[0048]一、開(kāi)挖頂部I。每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，開(kāi)挖坡比1:1。開(kāi)挖后對(duì)掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；頂部I開(kāi)挖及支護(hù)25m后暫停開(kāi)挖，進(jìn)入圖中上臺(tái)階左側(cè)部分2開(kāi)挖。
[0049]二、開(kāi)挖上臺(tái)階左側(cè)部分2。每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，靠近掌子面?zhèn)炔糠旨坝覀?cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡比1:1，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；右側(cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡面不支護(hù)。上臺(tái)階左側(cè)部分2開(kāi)挖及支護(hù)至頂部I底部10cm距離后暫停施工，進(jìn)入圖中上臺(tái)階右側(cè)部分3開(kāi)挖。
[0050]三、開(kāi)挖上臺(tái)階右側(cè)部分3。每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，靠近掌子面?zhèn)燃白髠?cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡比1:1，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面?zhèn)扰R時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；左側(cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡面不支護(hù)。上臺(tái)階右側(cè)部分3開(kāi)挖及支護(hù)滯后上臺(tái)階左側(cè)部分250cm后暫停施工。進(jìn)入圖中上臺(tái)階核心土部分4 土開(kāi)挖。
[0051]四、開(kāi)挖上臺(tái)階核心土部分4。
[0052]上臺(tái)階核心土部分4開(kāi)挖尺、開(kāi)挖臨時(shí)坡比同上臺(tái)階右側(cè)部分3保持一致。開(kāi)挖臨時(shí)坡面不支護(hù)。
[0053]五、開(kāi)挖中臺(tái)階左側(cè)部分5。
[0054]每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，靠近掌子面?zhèn)燃坝覀?cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡比1:1，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；右側(cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡面不支護(hù)。中臺(tái)階左側(cè)部分5開(kāi)挖及支護(hù)500cm距離后暫停施工，進(jìn)入圖中中臺(tái)階右側(cè)部分6開(kāi)挖。
[0055]六、開(kāi)挖中臺(tái)階右側(cè)部分6。
[0056]每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，靠近掌子面?zhèn)燃白髠?cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡比1:1，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面?zhèn)扰R時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；左側(cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡面不支護(hù)。中臺(tái)階右側(cè)部分6開(kāi)挖及支護(hù)滯后中臺(tái)階左側(cè)部分250cm后暫停施工。進(jìn)入圖中中臺(tái)階核心土部分7核心土開(kāi)挖。
[0057]七、開(kāi)挖中臺(tái)階核心土部分7。
[0058]中臺(tái)階核心土部分7開(kāi)挖尺寸、開(kāi)挖臨時(shí)坡比同中臺(tái)階右側(cè)部分6保持一致。開(kāi)挖臨時(shí)坡面不支護(hù)。
[0059]八、開(kāi)挖下臺(tái)階左側(cè)部分8。
[0060]每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，靠近掌子面?zhèn)燃坝覀?cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡比1:1，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；右側(cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡面不支護(hù)。下臺(tái)階左側(cè)部分8開(kāi)挖及支護(hù)500cm距離后暫停施工，進(jìn)入圖中下臺(tái)階右側(cè)部分9開(kāi)挖。
[0061]九、開(kāi)挖下臺(tái)階右側(cè)部分9。
[0062]每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺60cm，靠近掌子面?zhèn)炔糠旨白髠?cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡比1:1，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面?zhèn)扰R時(shí)碎石土坡面噴C20砼厚1cm封閉；左側(cè)部分臨時(shí)開(kāi)挖坡面不支護(hù)。下臺(tái)階右側(cè)部分9開(kāi)挖及支護(hù)滯后下臺(tái)階左側(cè)部分250cm后暫停施工。進(jìn)入圖中⑩部核心土開(kāi)挖。
[0063]十、開(kāi)挖下臺(tái)階核心土部分10
[0064]下臺(tái)階核心土部分10部開(kāi)挖進(jìn)尺、開(kāi)挖臨時(shí)坡比同下臺(tái)階右側(cè)部分9保持一致。開(kāi)挖臨時(shí)坡面不支護(hù)。
[0065]^^一、開(kāi)挖仰拱部分11
[0066]等隧道開(kāi)挖貫通后再開(kāi)挖隧道仰拱部分11。仰拱部分11采用全幅開(kāi)挖，每循環(huán)開(kāi)挖長(zhǎng)度10m，開(kāi)挖后及時(shí)完成仰拱砼澆筑施工。
[0067]按照以上順序及要求循環(huán)作業(yè)，即可完成全部隧道的開(kāi)挖及支護(hù)工作。
【權(quán)利要求】
1.超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:包括以下幾個(gè)步驟: a、以鋼架接頭為界，將待挖的隧道劃分成頂部(I)、上臺(tái)階、中臺(tái)階、下臺(tái)階和仰拱五個(gè)部分； b、開(kāi)挖頂部(I)，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)； C、開(kāi)挖上臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)； d、開(kāi)挖中臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)； e、開(kāi)挖下臺(tái)階，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)； f、開(kāi)挖仰拱部分(11)，并在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖部分進(jìn)行支護(hù)。
2.如權(quán)利要求1所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在b步驟中采用放坡開(kāi)挖的方法。
3.如權(quán)利要求1所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在b步驟中，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面的臨時(shí)碎石土坡面噴砼后封閉。
4.如權(quán)利要求1所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在c步驟中，先開(kāi)挖上臺(tái)階左側(cè)部分(2)，再開(kāi)挖上臺(tái)階右側(cè)部分(3)，然后開(kāi)挖上臺(tái)階核心土部分⑷。
5.如權(quán)利要求1所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在d步驟中，先開(kāi)挖中臺(tái)階左側(cè)部分(5)，再開(kāi)挖中臺(tái)階右側(cè)部分(6)，然后開(kāi)挖中臺(tái)階核心土部分(7)。
6.如權(quán)利要求1所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在e步驟中，先開(kāi)挖下臺(tái)階左側(cè)部分(8)，再開(kāi)挖下臺(tái)階右側(cè)部分(9)，然后開(kāi)挖下臺(tái)階核心土部分(10) ο
7.如權(quán)利要求4所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃吧吓_(tái)階右側(cè)部分(3)設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
8.如權(quán)利要求5所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃爸信_(tái)階右側(cè)部分(6)設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
9.如權(quán)利要求6所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在開(kāi)挖過(guò)程中采用放坡開(kāi)挖的方法，在靠近掌子面?zhèn)燃跋屡_(tái)階右側(cè)部分(9)設(shè)置斜坡，開(kāi)挖后對(duì)靠近掌子面臨時(shí)碎石土坡面噴砼封閉。
10.如權(quán)利要求1所述的超大斷面、大跨徑塌方冒頂散體隧道開(kāi)挖法，其特征在于:在f步驟中，仰拱部分(11)采用全幅開(kāi)挖，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行仰拱砼澆筑施工。
【文檔編號(hào)】E21D9/00GK104500076SQ201410699387
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】吳學(xué)智 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司