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隧道施工方法

申请号 CN202310691619.0 申请日 2023-06-12 公开(公告)号 CN116877129A 公开(公告)日 2023-10-13
申请人 北京城建集团有限责任公司; 发明人 吕国亮; 张雷; 张雨; 姚文博; 亓轶;
摘要 本 申请 提供了一种隧道施工方法,至少包括以下步骤:开挖横通道;架设横通道支护,在所述横通道内架设横通道支护结构;确认大断面轮廓;一次架设大断面支护,根据所述大断面轮廓在所述横通道内架设部分大断面支护结构;开挖大断面;二次架设大断面支护,在所述大断面 侧壁 上架设另一部分大断面支护结构;衬砌,在所述大断面支护结构内架设衬砌结构。本申请提供的隧道施工方法,由于城市核心区建筑密集,利用现有的横通道开挖大断面,能够使得至少部分大断面位于横通道内,优化了施工步骤,适用城区狭小复杂空间,保证大断面具有足够的施工空间,且便于协调各个作业面。利用横通道支护结构,能够 支撑 大断面支护结构,有助于提高大断面的结构 稳定性 。
权利要求

1.一种隧道施工方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
开挖横通道(1);
架设横通道(1)支护,在所述横通道(1)内架设横通道支护结构(2);
确认大断面(3)轮廓;
一次架设大断面(3)支护,根据所述大断面(3)轮廓在所述横通道(1)内架设部分大断面支护结构(4);
开挖大断面(3);
二次架设大断面(3)支护,在所述大断面(3)侧壁上架设另一部分大断面支护结构(4);
衬砌,在所述大断面支护结构(4)内架设衬砌结构(7)。
2.如权利要求1所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述架设横通道(1)支护步骤中,至少包括以下步骤:
架设横通道(1)初期支护,在所述横通道(1)侧壁上架设横通道初期支护结构(21);
架设横通道(1)临时支护,在所述横通道(1)内架设横通道临时支护结构(22)。
3.如权利要求1所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述架设横通道(1)支护步骤之后,在所述一次架设大断面(3)支护步骤之前,还包括以下步骤:
素砼回填,在所述横通道(1)支护和所述大断面(3)支护之间填充素混凝土
4.如权利要求2所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述开挖大断面(3)步骤中,至少包括以下步骤:
划分导洞(5),将所述大断面(3)划分为多个所述导洞(5);
开挖导洞(5),沿竖直方向对称开挖多个所述导洞(5)。
5.如权利要求4所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述划分导洞(5)步骤之后,在所述开挖导洞(5)步骤之前,还包括以下步骤:
一次加固,在所述大断面(3)轮廓顶部布置多根超前小导管(6);
二次加固,在所述大断面(3)轮廓顶部外注浆。
6.如权利要求4所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述一次架设大断面(3)支护步骤中,至少包括以下步骤:
架设部分大断面(3)初期支护,在所述横通道(1)内架设部分大断面初期支护结构(41);
架设部分大断面(3)临时支护,在所述横通道(1)内架设部分大断面临时支护结构(42)。
7.如权利要求6所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述二次架设大断面(3)支护步骤中,至少包括以下步骤:
架设另一部分大断面(3)初期支护,根据所述导洞(5)的开挖顺序分多次架设另一部分大断面初期支护结构(41);
架设另一部分大断面(3)临时支护,根据所述导洞(5)的开挖顺序分多次架设另一部分大断面临时支护结构(42)。
8.如权利要求6所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述衬砌步骤中,至少包括以下步骤:
施作底板(71),在所述大断面初期支护结构(41)底部内侧施作底板(71);
施作中板(72),在所述大断面初期支护结构(41)底部和顶部之间的内侧施作中板(72);
施作顶板(73),在所述大断面初期支护结构(41)顶部内部施作顶板(73)。
9.如权利要求8所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述施作底板(71)步骤之前,至少包括以下步骤:
拆除下层大断面临时支护结构(42);
在所述施作底板(71)步骤之后,在所述施作中板(72)步骤之前:
拆除中层大断面临时支护结构(42);
在所述施作中板(72)步骤之后,在所述施作顶板(73)步骤之前:
拆除上层大断面临时支护结构(42)。
10.如权利要求6所述的隧道施工方法,其特征在于,在所述衬砌步骤之后,至少包括以下步骤:
在所述大断面初期支护结构(41)外侧设置检测仪(8)。

说明书全文

隧道施工方法

技术领域

[0001] 本发明属于一种建筑施工技术领域,具体是涉及到一种隧道施工方法。

背景技术

[0002] 随着城市建设日益发展,城市规模逐渐扩大,目前城市核心区地上建筑已趋于饱和,为了城市更好地发展,在城市核心区内兴建地下建筑工程日益增多。由于城市核心区建
筑密集,管线复杂,人流量大,因此用于施工的区域较小。在城区狭小复杂空间内进行地下
建筑施工,通常采用多步台阶法沿竖直方向施工。在地下建筑成型之后,根据实际应用需
求,例如设计地车站,需要对地下建筑做进一步挖掘,由于施工空间狭小,各个作业面(地形、地貌、工期、居民生活等因素)协调困难,导致施工难度大大增加。

发明内容

[0003] 本申请实施例的目的在于提供一种隧道施工方法,以解决现有技术中存在的施工难度大的技术问题。
[0004] 为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:提供一种隧道施工方法,至少包括以下步骤:
[0005] 开挖横通道;
[0006] 架设横通道支护,在所述横通道内架设横通道支护结构;
[0007] 确认大断面轮廓;
[0008] 一次架设大断面支护,根据所述大断面轮廓在所述横通道内架设部分大断面支护结构;
[0009] 开挖大断面;
[0010] 二次架设大断面支护,在所述大断面侧壁上架设另一部分大断面支护结构;
[0011] 衬砌,在所述大断面支护结构内架设衬砌结构。
[0012] 可选地,在所述架设横通道支护步骤中,至少包括以下步骤:
[0013] 架设横通道初期支护,在所述横通道侧壁上架设横通道初期支护结构;
[0014] 架设横通道临时支护,在所述横通道内架设横通道临时支护结构。
[0015] 可选地,在所述架设横通道支护步骤之后,在所述一次架设大断面支护步骤之前,还包括以下步骤:
[0016] 素砼回填,在所述横通道支护和所述大断面支护之间填充素混凝土
[0017] 可选地,在所述开挖大断面步骤中,至少包括以下步骤:
[0018] 划分导洞,将所述大断面划分为多个所述导洞;
[0019] 开挖导洞,沿竖直方向对称开挖多个所述导洞。
[0020] 可选地,在所述划分导洞步骤之后,在所述开挖导洞步骤之前,还包括以下步骤:
[0021] 一次加固,在所述大断面轮廓顶部布置多根超前小导管
[0022] 二次加固,在所述大断面轮廓顶部外注浆。
[0023] 可选地,在所述一次架设大断面支护步骤中,至少包括以下步骤:
[0024] 架设部分大断面初期支护,在所述横通道内架设部分大断面初期支护结构;
[0025] 架设部分大断面临时支护,在所述横通道内架设部分大断面临时支护结构。
[0026] 可选地,在所述二次架设大断面支护步骤中,至少包括以下步骤:
[0027] 架设另一部分大断面初期支护,根据所述导洞的开挖顺序分多次架设另一部分大断面初期支护结构;
[0028] 架设另一部分大断面临时支护,根据所述导洞的开挖顺序分多次架设另一部分大断面临时支护结构。
[0029] 可选地,在所述衬砌步骤中,至少包括以下步骤:
[0030] 施作底板,在所述大断面初期支护结构底部内侧施作底板;
[0031] 施作中板,在所述大断面初期支护结构底部和顶部之间的内侧施作中板;
[0032] 施作顶板,在所述大断面初期支护结构顶部内部施作顶板。
[0033] 可选地,在所述施作底板步骤之前,至少包括以下步骤:
[0034] 拆除下层大断面临时支护结构;
[0035] 在所述施作底板步骤之后,在所述施作中板步骤之前:
[0036] 拆除中层大断面临时支护结构;
[0037] 在所述施作中板步骤之后,在所述施作顶板步骤之前:
[0038] 拆除上层大断面临时支护结构。
[0039] 可选地,在所述衬砌步骤之后,至少包括以下步骤:
[0040] 在所述大断面初期支护结构外侧设置检测仪。
[0041] 本申请提供的隧道施工方法的有益效果在于:
[0042] 本申请实施例提供的隧道施工方法,由于城市核心区建筑密集,利用现有的横通道开挖大断面,能够使得至少部分大断面位于横通道内,优化了施工步骤,适用于城区狭小
复杂空间,保证大断面具有足够的施工空间,且便于协调各个作业面。利用横通道支护结
构,能够支撑大断面支护结构,有助于提高大断面的结构稳定性
附图说明
[0043] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些
实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0044] 图1为本申请实施例提供的隧道施工方法的流程图
[0045] 图2为本申请实施例提供的隧道施工方法的第一施工平面图;
[0046] 图3为本申请实施例提供的隧道施工方法的第二施工平面图;
[0047] 图4为本申请实施例提供的隧道施工方法的第三施工平面图;
[0048] 图5为本申请实施例提供的隧道施工方法的第四施工平面图;
[0049] 图6为本申请实施例提供的隧道施工方法的第五施工平面图;
[0050] 图7为本申请实施例提供的隧道施工方法的第六施工平面图;
[0051] 图8为本申请实施例提供的隧道施工方法的第七施工平面图;
[0052] 图9为本申请实施例提供的隧道施工方法的第八施工平面图;
[0053] 图10为本申请实施例提供的隧道施工方法的第九施工平面图;
[0054] 图11为本申请实施例提供的隧道施工方法的第十施工平面图
[0055] 图12为本申请实施例提供的隧道施工方法的第十一施工平面图
[0056] 图13为本申请实施例提供的隧道施工方法的第十二施工平面图
[0057] 图14为本申请实施例提供的隧道施工方法的第十三施工平面图。
[0058] 其中,图中各附图标记:
[0059] 1、横通道;
[0060] 2、横通道支护结构;21、横通道初期支护结构;22、横通道临时支护结构;
[0061] 3、大断面;
[0062] 4、大断面支护结构;41、大断面初期支护结构;42、大断面临时支护结构;
[0063] 5、导洞;
[0064] 6、超前小导管;
[0065] 7、衬砌结构;71、底板;72、中板;73、顶板;
[0066] 8、检测仪;
[0067] 9、脚锚杆。

具体实施方式

[0068] 为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本申请,并不用于限定本申请。
[0069] 需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0070] 需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
[0071] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
[0072] 基于此,本发明提供了一种隧道施工方法,该方法利用现有的横通道开挖大断面。
[0073] 如图1至图14所示,本申请提供了一种隧道施工方法,至少包括以下步骤:
[0074] S10:开挖横通道1;
[0075] 具体地,首先横通道1沿竖直方向分为多个洞室,并沿竖直方向从横通道1顶部向横通道1底部采用多步台阶法依次开挖。由于在城区狭小复杂空间内施工,采用多步台阶法
能够根据环境灵活变化,在施工过程中,能够保证施工具有足够的作业空间,还有助于提高
施工速度。
[0076] S20:架设横通道1支护,在横通道1内架设横通道支护结构2;
[0077] 具体地,根据横通道1的开挖顺序,依次在横通道1的多个洞室内架设横通道支护结构2。
[0078] S30:确认大断面3轮廓;
[0079] 具体地,确认大断面3轮廓之后,以使部分大断面3轮廓位于横通道1内。
[0080] S40:一次架设大断面3支护,根据大断面3轮廓在横通道1内架设部分大断面支护结构4;
[0081] S50:开挖大断面3;
[0082] S60:二次架设大断面3支护,在大断面3侧壁上架设另一部分大断面支护结构4;
[0083] S70:衬砌,在大断面支护结构4内架设衬砌结构7。
[0084] 本申请提供的隧道施工方法,由于城市核心区建筑密集,利用现有的横通道1开挖大断面3,能够使得至少部分大断面3位于横通道1内,优化了施工步骤,适用于城区狭小复
杂空间,保证大断面3具有足够的施工空间,且便于协调各个作业面。利用横通道支护结构
2,能够支撑大断面支护结构4,有助于提高大断面3的结构稳定性。
[0085] 在本申请的一个实施例中,在架设横通道1支护步骤中,至少包括以下步骤:
[0086] 架设横通道1初期支护,在横通道1侧壁上架设横通道初期支护结构21;
[0087] 具体地,在开挖完各个洞室之后,在各个洞室的侧壁上架设横通道初期支护结构21。在架设横通道初期支护结构21之后,在横通道初期支护结构21外注浆。
[0088] 架设横通道1临时支护,在横通道1内架设横通道临时支护结构22。
[0089] 具体地,在各个洞室的侧壁上架设横通道初期支护结构21之后,在各个洞室的侧壁上架设横通道临时支护结构22。
[0090] 如此设置,采用横通道初期支护结构21能够对横通道1支撑,也即在开挖后喷射混凝土,能够加固围岩并支撑围岩。并且,能够在后续施工过程中,减少二次扰动,有助于保障施工安全。采用横通道临时支护结构22,能够约束和控制围岩变形。在下台阶面开挖的过程
中,有助于进一步提高围岩的稳定性。并且能够和上台阶形成闭合环,有助于提高横通道支
护结构2的稳定性。
[0091] 可选地,在架设横通道1初期支护步骤之前,还包括以下步骤:
[0092] 在横通道1顶部布置多根超前小导管6。
[0093] 如此设置,能够加固横通道1顶部的地层,防止在开挖横通道1过程中塌方。
[0094] 可选地,在架设横通道1初期支护步骤之后,在架设横通道1临时支护步骤之前,还包括以下步骤:
[0095] 在横通道初期支护结构21外沿45°打入多根锁脚锚杆9。
[0096] 如此设置,通过锁脚锚杆9,能够对横通道初期支护结构21加固,有助于进一步提高横通道支护结构2的稳定性。
[0097] 可选地,横通道初期支护结构21设置为格栅架,横通道临时支护结构22设置为I22a型钢。
[0098] 可选地,全断面注浆加固浆液采用水泥‑水玻璃双液浆,对于无水砂卵石地层宜采用单液水泥浆。
[0099] 在本申请的一个实施例中,在架设横通道1支护步骤之后,在一次架设大断面3支护步骤之前,还包括以下步骤:
[0100] 素砼回填,在横通道1支护和大断面3支护之间填充素混凝土。
[0101] 可选地,素混凝土为C20素混凝土。
[0102] 在本申请的一个实施例中,在开挖大断面3步骤中,至少包括以下步骤:
[0103] 划分导洞5,将大断面3划分为多个导洞5;
[0104] 在此需要进行说明的是,在本实施例中,是以导洞5的数量设置为八个为例进行说明。
[0105] 具体地,将八个导洞5沿竖直方向对称排布,且竖直方向上均排布有四个导洞5。
[0106] 开挖导洞5,沿竖直方向对称开挖多个导洞5。
[0107] 具体地,先开挖左上两个导洞5,然后开挖右上两个导洞5。开挖右上两个导洞5之后,开挖左中导洞5,然后开挖右中导洞5。开挖右中导洞5之后,开挖左下导洞5,最后开挖右下导洞5。
[0108] 如此设置,将大断面3分为多个导洞5开挖,并采用竖直方向从上至下的方式开挖,便于控制沉降,同时采用对称开挖的方式,能够减小偏压影响。
[0109] 在本申请的一个实施例中,在划分导洞5步骤之后,在开挖导洞5步骤之前,还包括以下步骤:
[0110] 一次加固,在大断面3轮廓顶部布置多根超前小导管6;
[0111] 具体地,在开挖左上两个导洞5之前,在左上两个导洞5顶部布置多根超前小导管6,并在左上两个导洞5的侧面布置多根超前小导管6。在开挖右上两个导洞5之前,在右上两
个导洞5顶部布置多根超前小导管6。
[0112] 二次加固,在大断面3轮廓顶部外注浆。
[0113] 具体地,对大断面3轮廓线顶部及开挖轮廓线以外3m范围进行全断面注浆处理。
[0114] 如此设置,在开挖其中一侧的导洞5时,通过在其中一侧的导洞5顶部布置超前小导管6,能够加固大断面3顶部其中一侧的地层。通过在导洞5侧侧面布置多根超前小导管6,
能够加固导洞5侧面的地层,能够防止导洞5塌方。通过在另一侧的导洞5顶部布置超前小导
管6,能够加固大断面3顶部另一侧的地层。通过二次加固,能够防止大断面初期支护结构41
外出现空洞。
[0115] 可选地,超前小导管6设置为DN32超前小导管6。
[0116] 在本申请的一个实施例中,在一次架设大断面3支护步骤中,至少包括以下步骤:
[0117] 架设部分大断面3初期支护,在横通道1内架设部分大断面初期支护结构41;
[0118] 架设部分大断面3临时支护,在横通道1内架设部分大断面临时支护结构42;
[0119] 具体地,在横通道1内架设部分大断面临时支护结构42时,使用大断面临时支护结构42替换位于大断面3轮廓内的横通道临时支护结构22。
[0120] 如此设置,使用大断面临时支护结构42替换位于部分大断面3轮廓内的横通道临时支护结构22之后,能够利用部分原有的横通道临时支护结构22和大断面临时支护结构42
同时对大断面初期支护结构41支撑,有助于进一步提高大断面3的结构稳定性。
[0121] 在本申请的一个实施例中,在二次架设大断面3支护步骤中,至少包括以下步骤:
[0122] 架设另一部分大断面3初期支护,根据导洞5的开挖顺序分多次架设另一部分大断面初期支护结构41;
[0123] 具体地,根据八个导洞5的先后开挖顺序,依次将另一部分大断面初期支护结构41分为多次架设于大断面3侧壁。
[0124] 架设另一部分大断面3临时支护,根据导洞5的开挖顺序分多次架设另一部分大断面临时支护结构42。
[0125] 如此设置,采用大断面初期支护结构41能够对大断面3支撑,并且能够根据导洞5的开挖顺序,依次对多个导洞5支撑,最终能够对多个导洞5围合形成的大断面3支撑,能够
加固大断面3围岩。并且,能够在后续施工大断面3的过程中,减少二次扰动,有助于保障大
断面3的施工安全。采用大断面临时支护结构42能够依次约束和控制多个导洞5的围岩变
形,最终能够对约束和控制整个大断面3的围岩变形。有助于进一步提高大断面3围岩的稳
定性。还有助于提高大断面支护结构4的稳定性。
[0126] 可选地,在架设另一部分大断面3初期支护步骤之后,在架设另一部分大断面3临时支护步骤之前,还包括以下步骤:
[0127] 在大断面初期支护结构41外沿45°打入多根锁脚锚杆9。
[0128] 如此设置,通过锁脚锚杆9,能够对大断面初期支护结构41加固,有助于进一步提高大断面支护结构4的稳定性。
[0129] 可选地,在架设另一部分大断面3临时支护步骤之后,还包括以下步骤:
[0130] 在大断面临时支护结构42外沿45°打入多根锁脚锚杆9。
[0131] 如此设置,通过锁脚锚杆9,能够对大断面临时支护结构42加固,有助于进一步提高大断面支护结构4的稳定性。
[0132] 可选地,大断面初期支护结构41设置为格栅钢架,大断面临时支护结构42设置为I22a型钢。
[0133] 在本申请的一个实施例中,在衬砌步骤中,至少包括以下步骤:
[0134] 拆除下层大断面临时支护结构42;
[0135] 施作底板71,在大断面初期支护结构41底部内侧施作底板71;
[0136] 拆除中层大断面临时支护结构42;
[0137] 施作中板72,在大断面初期支护结构41底部和顶部之间的内侧施作中板72;
[0138] 拆除上层大断面临时支护结构42;
[0139] 施作顶板73,在大断面初期支护结构41顶部内部施作顶板73。
[0140] 如此设置,通过拆除下层大断面临时支护结构42,在施作底板71之前,便于施作底部防水层,能够防止大断面3底部渗水,并且便于施作底板71。通过拆除中层大断面临时支
护结构42,在施作中板72之前,便于施作中部防水层,能够防止大断面3中部渗水,并且便于施作中板72。通过拆除上层大断面临时支护结构42,便于施作顶部防水层,能够防止大断面
3顶部渗水,并且便于施作顶板73。在底板71施作完成之后,施作中板72,能够在底板71达到设计强度之后施作中板72,有助于提高衬砌的安全性能。在中板72施作完成之后,施作顶板
73,能够在中板72达到设计强度之后施作顶板73,有助于进一步提高衬砌的安全性能。
[0141] 可选地,在施作顶板73步骤之后,还包括以下步骤:
[0142] 拆除中间大断面临时支护结构42。
[0143] 如此设置,能够在顶板73达到设计强度之后,再拆除中间大断面临时支护结构42,有助于进一步提高衬砌的安全性能。
[0144] 在本申请的一个实施例中,在衬砌步骤之后,至少包括以下步骤:
[0145] 在大断面初期支护结构41外侧设置检测仪8。
[0146] 具体地,检测仪8设置为土压盒或钢筋计。
[0147] 如此设置,采用检测仪8能够实时监测大断面3围岩压力和大断面初期支护结构41内力。
[0148] 本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内,所做的任何
省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。