一种大跨度浅埋隧道快速暗挖施工方法与流程

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种大跨度浅埋隧道快速暗挖施工方法。

背景技术：

随着社会经济建设的不断发展，地下空间工程与日俱增，隧道暗挖法只在地下开挖洞室而不破坏地面，以其对环境影响小、不影响交通与地面建筑的特点被广泛应用。其中，浅埋暗挖法是暗挖距地表较浅地下洞室的施工方法。现阶段浅埋暗挖法在隧道与地下工程的施工技术基本成熟，但对于埋深浅、地质条件差与环境复杂的工程，使得在大跨度隧道的浅埋暗挖地下工程存在诸多不良因素，也出现了一些工程事故。现有隧道开挖技术中存在受力不均匀，支护与支撑物强度不足，易于引起拱顶处沉降与整体不稳定等诸多问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，基于传统隧道开挖施工方法对于大跨度隧道施工难度大、安全隐患多、施工进度慢等问题，提出了一种大跨度浅埋隧道快速暗挖施工方法，用于地质条件不良、岩体不稳定地下工程。

为实现如上所述的发明目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大跨度浅埋隧道快速暗挖施工方法，包括以下步骤：

步骤1，沿隧道纵向对隧道上部两侧同步对称导坑开挖，形成水平状态左、右两个上断面，在中间位置预留上部核心土柱；

步骤2，对隧道上部开挖好的左、右上断面进行支护，拱顶部两外侧壁进行永久支护，在预留上部核心土柱两侧搭建两个竖向上部中隔壁和横向横撑临时支护；

步骤3，沿隧道纵向对隧道下部采用台阶开挖法同步对称下台阶开挖，形成水平状态左、右下断面，在中间位置预留下部核心土柱，且宽度大于上部核心土柱宽度；

步骤4，对隧道下部开挖好的左、右下断面进行支护，隧道两外侧壁进行永久支护，在预留下部核心土柱两侧搭建两个竖向下部中隔壁临时支护；

步骤5，对预留上部核心土柱采用环形开挖法上弧形开挖，拱顶进行永久支护；

步骤6，开挖预留上部核心土柱剩下的梯形核心土；

步骤7，对预留下部核心土柱采用台阶开挖法下台阶开挖；

步骤8，在隧道拱部支护成环后，隧道底部仰拱初衬浇筑；

步骤9，按顺序拆除竖向上部中隔壁、横撑、竖向下部中隔壁，每拆除一处后设置防水层、保温层，全断面二次衬砌施工。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的两个竖向上部中隔壁分别位于隧道横断面跨度的2/5与4/5位置。

2、所述的两个下部竖向中隔壁分别位于隧道横断面跨度的1/3与2/3位置。

本发明的优点及有益效果：本发明采用分段分批开挖、两侧同步对称开挖、预留核心土柱与边开挖边支护的施工方法。其中，利用中隔壁与横撑把大跨度隧道的大断面分解为多个小断面形式，实现对隧道进行分段分批开挖，降低了大跨度隧道全断面开挖的难度。先从上部拱顶两侧导坑进行开挖，可有效利用隧道顶部的土拱支撑效应，也可作为后续开挖的施工通道；两侧同步对称开挖可保持开挖中受力平衡，避免不均匀受力；预留核心土柱可作为整个施工过程受力支撑点，防止隧道整体失稳与破坏。同时，做好每一开挖步序后配套支护措施，拱部侧壁与拱顶开挖后永久支护起到受力支撑作用及防止拱顶塌陷与沉降；中隔壁的临时支护可有效保护预留核心土柱在开挖过程中坍塌破坏，同时与核心土柱共同起到受力支撑作用，避免隧道整体失稳破坏；横撑的设置可使中隔壁夹核心土柱两侧受力平衡，对拱顶与侧壁起到有效的临时支护作用；侧壁永久支护与仰拱初衬浇筑可防止侧壁与底部的膨胀挤出变形，可作为一次衬砌。本发明提出的支护结构及其施工方法安全实用，步序合理，施工简单，作业难度低，工序高效。

附图说明

图1为本发明提出的一种大跨度浅埋隧道快速暗挖支护结构施工示意图；

图2为本发明提出的一种大跨度浅埋隧道快速暗挖施工三维示意图；

图中：1、上断面；2、拱顶侧壁永久支护；3、竖向上部中隔壁；4、横撑；5、下断面；6、侧壁永久支护；7、竖向下部中隔壁；8、梯形核心土；9、拱顶永久支护；10、上弧形核心土；11、下部核心土柱；12、仰拱，13、上部核心土柱。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1-2所示，一种大跨度浅埋隧道快速暗挖施工方法，包括以下步骤：

步骤1，沿隧道纵向对隧道上部两侧同步对称导坑开挖，形成水平状态左、右上断面，中间预留上部核心土柱，其宽度为隧道断面跨度的1/5；

步骤2，对隧道上部开挖好的左、右上断面进行支护，拱顶部两外侧壁进行永久支护，可采用喷射混凝土和/或锚杆加喷射混凝土，及其钢架联合支护的形式，可作为一次衬砌；在预留的上部核心土柱两侧搭建两个竖向上部中隔壁和横向横撑临时支护，两个竖向上部中隔壁分别位于隧道横断面跨度的2/5与4/5位置，与预留上部核心土柱较好的贴合在一起，所述的竖向上部中隔壁和横向横撑临时支护采用工字型钢；

步骤3，沿隧道纵向对隧道下部采用台阶开挖法同步对称下台阶开挖，形成水平状态左、右下断面，中间预留下部核心土柱，且宽度为隧道断面跨度的1/3；

步骤4，对开挖好的下断面进行支护，隧道两外侧壁进行永久支护，可采用喷射混凝土和/或锚杆加喷射混凝土，及其钢架联合支护的形式，可作为一次衬砌；在下部核心土柱两侧搭建两个竖向下部中隔壁临时支护，与下部核心土柱较好的贴合在一起，两个下部竖向中隔壁分别位于隧道横断面跨度的1/3与2/3位置，所述的竖向下部中隔壁采用工字型钢；

步骤5，对预留上部核心土柱采用环形开挖法上弧形开挖，拱顶进行永久支护，可作为一次衬砌；

步骤6，开挖上部核心土柱剩下的梯形核心土；

步骤7，对预留下部核心土柱采用台阶开挖法下台阶开挖；

步骤8，在隧道拱部支护成环后，隧道底部仰拱初衬浇筑，仰拱为钢筋混凝土结构；

步骤9，按顺序拆除上部竖向中隔壁、横撑、下部竖向中隔壁，每拆除一处后设置防水层、保温层，全断面二次衬砌施工。