[发明专利]一种处理隧道变形段、加快掘进的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体为一种处理隧道变形段、加快掘进的施工方法。

背景技术

当今随着工程建设的发展，复杂地区隧道修建技术获得了重大提升。对于具有特殊复杂的工程地质和水文地质条件的隧道施工，尤其是对于隧道单侧边墙收敛变形、偏压隧道、两侧边墙收敛变形、掌子面无法掘进等隧道易变形段施工，由于对地质条件认识不深，对承压水的危害估计不足，在施工时没有合理的针对性施工方案，仍按传统施工方案进行施工，容易引发突水、涌泥、塌方等地质灾害，通常会出现初期支护喷射混凝土脱落、掉块，隧道钢架扭曲、锉断，隧道收敛变形大、初支侵入限界、二衬局部混凝土产生裂缝、二衬钢筋弯曲等问题，导致整个施工一直处于不正常的施工状态和施工组织中，目前可采用的针对性措施有掌子面“超前深孔注浆方案”、初支变形位置套拱、侵入限界初支换拱、双层工字钢、加强锁脚锚管等措施，但都无法形成稳定的施工态势，给后续隧道的施工工期造成了很大的压力，导致整个施工周期较长，施工安全性差。

发明内容

    本发明为了解决传统施工方法对于隧道易变形段施工时存在易引发突水、涌泥、塌方等地质灾害，施工周期长、安全性差等问题，提供一种处理隧道变形段、加快掘进的施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种处理隧道变形段、加快掘进的施工方法，先将变形段掌子面分为稳定侧上台阶、稳定侧中台阶、变形侧上台阶、变形侧中台阶以及整体下台阶，然后进行开挖，具体包括以下步骤：（1）分步开挖稳定侧上台阶、稳定侧中台阶，稳定侧上台阶的开挖循环进尺为5～6m，稳定侧中台阶的开挖循环进尺为6～7m；（2）施作变形侧上台阶挡墙，每循环按5m控制：先施作两排小导管，长度为2.0～3.0m，间距为45～55cm、排距为45～55cm，然后立模浇注混凝土；（3）施作变形侧中台阶挡墙，每循环按5m控制：挡墙内布设工字钢，钢架间距1.0～1.5m，挡墙顶部高于变形侧上台阶底面45～55cm，与变形侧上台阶挡墙锚杆连接；（4）施作稳定侧上台阶和稳定侧中台阶临时仰拱：布设仰拱钢架，钢架间距1.0～1.5m，用纵向连接筋连接，间距为0.8～1.2m，浇注混凝土，厚度为55～65cm，利用接茬筋将稳定侧上台阶临时仰拱与变形侧上台阶挡墙、稳定侧中台阶临时仰拱与变形侧中台阶挡墙连接；（5）变形段采用两头夹击开挖：在稳定侧和变形侧开挖时，围岩量测稳定时可停止上半断面施工，尽快形成三台阶开挖，转序完成后，前方采用三台阶法向前推进，待与整体下台阶拉开20m距离时，从变形段两端分别相对施工，进行变形侧上台阶以及变形侧上台阶挡墙、变形侧中台阶以及变形侧中台阶挡墙、整体下台阶开挖，形成两边夹击开挖，直至完成变形段施工。

为保证注浆效果，提高注浆加固进度，本发明在变形段进行纵向加固注浆施工时采用在变形段两端夹击、同时注浆的方式进行，两端单侧纵向加固长度均为18～25m，中间搭接4～7m，两端在10m处各增设1个补充注浆断面。

为提高破碎地层抗压能力，本发明加固注浆完成后，在变形侧施工大管棚刚性支护，采用两端夹击各施工18～25m，中间搭接4～7m。

为了保障掌子面出碴运输，稳定侧上台阶1底部宽度不小于6m，稳定侧中台阶底部宽度不小于7m，其最大值可根据施工现场变形段实际情况进行确定。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采取在隧道围岩较弱一侧增设挡墙进行临时加固，即“挡墙加固避绕”方式可以改善因隧道单侧边墙收敛变形、偏压隧道、两侧边墙收敛变形，掌子面无法掘进的困局，有效控制隧道边墙收敛变形，确保施工安全；

2、采取“两端注浆加固”的方式，可以增加注浆加固断面，加快注浆速度，有效控制隧道变形；

3、采取“两头夹击开挖”的方式，增加开挖掌子面，达到“快挖、快支、快封闭”的效果，快速处理变形段，确保施工安全；

总之，采用本发明所述施工方法进行隧道易变形段施工，很大程度上杜绝了突水、涌泥、塌方等地质灾害，施工周期短、施工安全性高、适用范围广，尤其适用于偏压双线隧道。

附图说明

图1为本发明所述隧道变形段掌子面横断面图；

图2为本发明所述隧道变形段掌子面注浆孔开孔位置示意图；

图3为本发明所述注浆加固纵向平面图；

图4为本发明所述两头夹击开挖示意图；