[发明专利]一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法

权利要求书

1.一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于该方法适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工，隧道开挖地层上软下硬，采用三台阶法开挖，上台阶为土质地层，采用机械法开挖；中下台阶为岩体，采用爆破法开挖，进行分部开挖循环掘进，严格控制爆破振速和拱顶沉降，具体工艺步骤按照如下方式进行：

S1、首先对开挖隧道进行超前支护，包括周边帷幕注浆和超前小导管支护，周边帷幕注浆施工方法包括施工止浆岩盘、放样布孔、钻孔、注浆施工；

S2、周边帷幕注浆施工完毕，经试验检测达到设计效果后，开始施作超前小导管支护，对周边围岩进一步加固，减小拱部围岩变形、下沉；同时洞身开挖在其保护下作业，确保施工安全，施工方法包括布眼、钻孔、装管和注浆；

S3、洞身开挖采用“三台阶法”进行施工，把整个断面分成“三大部分”进行开挖支护，首先进行上台阶开挖，采用机械法，使用装载机配合挖掘机出渣，出渣完毕后，立即安装钢拱架，打设系统锚杆并复喷初支混凝土至设计厚度，初支混凝土为厚30cm C30喷射砼，厚30cm，衬砌厚度具体根据隧道开挖断面尺寸及围岩参数确定，钢架根据开挖断面大小分段预制和安装；

其中，上断面施工台阶开挖支护进尺达到10～15m后，开始施工中断面台阶，中台阶采用钻爆法，钻眼爆破采用人工手持式凿岩机钻孔，非电毫秒系统光面爆破，爆破通风后立即出渣，出渣完毕后，立即安装钢拱架，打设系统锚杆并复喷初支混凝土至设计厚度；

中断面施工台阶开挖支护进尺达到10～15m后，开始施工下断面台阶，下台阶施工方法同中台阶施工，每道工序完成后再进行下道工序施工，为了不影响上半断面的出渣，中下断面采用左右半幅倒边施工，开挖循环进尺2.5m；

S4、在下台阶开挖后，及时施作矮边墙和衬砌仰拱及填充，砼浇注采用全幅施工，一次浇注成型，模板采用通用常规定型大块模板，与常规作业平台一致，模板具体结构为一个矩形空心无盖箱体，四周用模板固定装置固定，注入混凝土，采用插入式振捣器振捣，浇注时由仰拱中心向两侧分层、对称进行，仰拱与边墙基础衔接处捣固密实；

S5、防水层采用无纺布+PVC防水板拱墙设置，防水层铺设完毕后，安装二次衬砌钢筋，安装完毕后检验二次衬砌钢筋的安装质量，二衬台车就位后，浇筑二次衬砌砼，衬砌钢筋质量检验标准如下表所示：

d为钢筋直径。

2.根据权利要求1所述的一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于在施工时，上台阶的高度范围为2.5-3.5m，中台阶的高度范围为3.5-4.5m，下台阶的高度范围为4.0-5.0m。

3.根据权利要求1所述的一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于在隧道开挖前，通过提前岩土勘察，确定上中台阶软硬的交界面，以此来确定上台阶高度，确保上台阶开挖部分的拱脚落在中台阶的硬岩上，并及时施作锁脚锚杆，保证上台阶拱架的稳定。

4.根据权利要求1所述的一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于隧道开挖后，先进行初期支护的施工，初期支护仰拱闭合成环后，最后施作二次衬砌和内部结构，初期支护采用工字钢支撑，工字钢支撑的纵向间距为100cm/榀。

5.根据权利要求1所述的一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于周边帷幕注浆范围为洞身开挖轮廓线以外6m，孔径采用Φ115mm，以隧道轴线为中心伞状布置，间距75cm，计5环；注浆采用单液浆，扩散半径为2m，初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa。

6.根据权利要求3所述的一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于锁脚锚杆向下与水平方向约呈30°夹角，两根上下间距28cm-32cm，用Φ22cm钢筋把锁脚锚杆、钢架焊接牢实，在下接拱架之前采取分段注浆密实，每段的长度为3～5m。

7.根据权利要求1所述的一种适用于上软下硬复合地层隧道下穿供水管施工方法，其特征在于采用Φ50cm的超前小导管沿拱部150°范围布设，长4.5m，环向间距0.4m，纵向间距1.8m；注浆采用单液浆，初压0.5MPa，终压1.0MPa。