一种能实现快速开挖的大跨隧道施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，特别涉及一种能实现快速开挖的大跨隧道施工方法。

背景技术：

1、近年来，道路交通，水利水电等基础工程的建设规模逐年增加，隧道的开挖方法及设备受到了越来越广泛的关注。目前国内外隧道开挖方法有明挖法、暗挖法等。明挖法是指挖开地面，由上向下开挖至设计标高后，自基底由下向上施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。

2、由于明挖法对地上既有建筑扰动较大，所以城市地下隧道多采用暗挖法。目前在浅埋暗挖隧道中，常用到管幕施工技术进行支护，但现有的管幕施工多为纵向管幕施工，纵向管幕可视为沿隧道纵向铺设多个钢管桩，各钢管桩呈拱形分布，各钢管桩连接起来形成拱形支撑，但纵向管幕存在施工难度大、施工周期长、施工成本高的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，通过安全、经济、高效的环形管幕施工方法，解决现有大断面暗挖施工难度大、施工周期长、施工成本高的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提出了一种能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，包括以下步骤：

3、s1、对隧道围岩进行判断，确定隧道围岩等级；

4、s2、当隧道围岩为软弱围岩时，在隧道拱顶及两拱脚位置处分别开挖一导洞，以三个导洞为起点沿隧道纵向分别进行三隧洞的盾构开挖；当隧道围岩为硬岩时，在隧道拱顶位置处开挖一导洞，以该导洞为起点沿隧道纵向进行隧洞的盾构开挖；

5、s3、在隧洞向前推进的同时对隧洞施作初期支护；

6、s4、以隧洞为工作空间对隧道两侧进行弧形孔的钻设，两侧的弧形孔共截面设置；

7、s5、将钢拱架装入两侧的弧形孔中，形成拱形支撑，钢拱架由多段钢管拼接形成；当隧道围岩为软弱围岩时，还通过拱脚处的两隧洞对钢拱架施作扩大拱脚加固施工；

8、s6、沿隧道纵向推进，重复步骤s4—s5，直至完成所有钢拱架的安装，在隧道内形成环形管幕，且对钢拱架外侧的隧洞空间进行回填；

9、s7、进行隧道掌子面开挖。

10、上述方案中：在步骤s5中，进行软弱围岩中的钢拱架施工时，将各钢拱架的拱脚水平纵向相连，以提高钢拱架拱脚处的结构强度。

11、上述方案中：在进行步骤s3时，向钢拱架内部灌注混凝土以提高钢拱架的支撑强度。

12、上述方案中：在钢拱架内布设有钢筋笼，进一步提高钢拱架的支撑强度，以适用强度较低的围岩。

13、上述方案中：所述弧形孔采用微型盾构机或顶管机进行钻设，微型盾构机具有自动纠偏的功能，能完成弧形孔的钻设；顶管机的钻头可沿固定的一个弧形方向走，从而完成弧形孔的钻设。

14、上述方案中：在步骤s4中，进行软弱围岩中的弧形孔钻设施工时，钻孔设备以拱顶处的隧洞作为始发孔，两拱脚处的隧洞作为接收孔，以降低弧形孔钻设难度、加快弧形孔钻设速度。

15、本发明的有益效果是：针对软弱围岩，通过拱顶及两拱脚处的三个隧洞进行钢拱架的安装及拱脚加固，以形成环形管幕；针对硬岩，通过拱顶处的隧洞进行钢拱架的安装，以形成环形管幕，不需要进行拱脚加固施工；弧形管幕的施作能保障后续隧道掌子面开挖时的安全性，而且相对于传统的纵向管幕施工，这种弧形管幕施工更安全、经济、高效，能有效缩短大断面暗挖隧道的施工周期，降低其施工成本。

技术特征：

1.一种能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，其特征在于：在步骤s5中，进行软弱围岩中的钢拱架(2)施工时，将各钢拱架(2)的拱脚水平纵向相连。

3.根据权利要求1所述的能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，其特征在于：在进行步骤s3时，向钢拱架(2)内部灌注混凝土以提高钢拱架(2)的支撑强度。

4.根据权利要求3所述的能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，其特征在于：在钢拱架(2)内布设有钢筋笼。

5.根据权利要求1所述的能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，其特征在于：所述弧形孔采用微型盾构机或顶管机进行钻设。

6.根据权利要求1所述的能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，其特征在于：在步骤s4中，进行软弱围岩中的弧形孔钻设施工时，钻孔设备以拱顶处的隧洞(1)作为始发孔，两拱脚处的隧洞(1)作为接收孔。

技术总结
本发明提出了一种能实现快速开挖的大跨隧道施工方法，包括以下步骤：对隧道围岩进行判断，确定围岩等级；当隧道围岩为软弱围岩时，在隧道拱顶及两拱脚位置处分别开挖一导洞，以三个导洞为起点沿隧道纵向分别进行三隧洞的盾构开挖；当隧道围岩为硬岩时，在隧道拱顶位置处开挖一导洞，以该导洞为起点沿隧道纵向进行隧洞的盾构开挖；以隧洞为工作空间对隧道两侧进行弧形孔的钻设，两侧的弧形孔共截面设置；将钢拱架装入两侧的弧形孔中；对隧道围岩中的钢拱架施作扩大拱脚加固施工；沿隧道纵向推进，直至完成所有钢拱架的安装；进行隧道掌子面开挖。相对于传统的纵向管幕施工，本发明更安全、经济、高效，能有效缩短大断面暗挖隧道的施工周期。

技术研发人员：王猛,刘春桃,张元师,肖方奇,李勇,丁远振,张川,刘付平,尹育万,黄洪斌,皓晨,何灏冉
受保护的技术使用者：中车智能交通工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13