一种浅埋黄土地层下全环套拱明洞暗做施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种浅埋黄土地层下全环套拱明洞暗做施工方法。

背景技术

在明洞施工中，较为常见也是应运最多的施工方法为明挖法(即，放坡开挖)、其次是采用上半部做套拱，在套拱护顶下开挖土石、支护，最后施作明洞结构。还有一些采用半明半暗结构进行施工明洞的。但是，目前浅埋湿陷性黄土地层下明洞在防洪汛期施工存在很大安全问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种浅埋黄土地层下全环套拱明洞暗做施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种浅埋黄土地层下全环套拱明洞暗做施工方法，包括以下步骤：

步骤(一).临时截排水；

步骤(二).上台阶套拱施工，其包括上台阶开挖，台阶套拱钢架、内模安装，上台阶套拱喷射混凝土，上台阶套拱回填；

步骤(三).套拱预支护下的明洞暗做施工，其包括明洞洞身开挖施工，明洞洞身支护施工，明洞衬砌、洞外附属工程施工，所述明洞洞身支护施工包括安装钢架、挂设钢筋网、纵向连接筋、锁脚锚管、喷射混凝土。

所述步骤(一)中结合施工期间排水要求，在上台阶施工场地设置临时排水沟，采用砂浆抹面，排水沟与边仰坡的坡面排水系统联通，将雨水引排至上台阶冲沟下游，避免雨水浸泡套拱基底。

所述步骤(二)中上台阶开挖施工过程采取从上至下分步开挖，边开挖边支护的方式，及时封闭开挖面，上台阶开挖时，预留底脚20cm不开挖，作为人工开挖钢架底脚预留孔整修层。

所述步骤(二)中台阶套拱钢架、内模安装施工中上台阶设置由钢架、钢筋网、纵向连接筋、喷射混凝等组成的套拱结构，在预留的钢架底脚预留孔整修层上，按照设计钢架间距，人工开挖预留孔，开挖完成后对孔底进行人工夯实。

所述步骤(三)中明洞洞身开挖施工中进入浅埋段前，后方暗洞初期支护封闭成环距掌子面，隧道进入浅埋段，在套拱护顶下按照三台阶法开挖洞身及初期支护，中、下台阶施工时，采用左右侧错开开挖支护，以减少台阶长度。

所述步骤(三)中明洞衬砌、洞外附属工程施工，初期支护全环通过浅埋段以后及时施作浅埋段仰拱及仰拱填充混凝土。待仰拱及填充、防排水系统施工完成后，及时进行拱墙衬砌混凝土；浅埋段暗洞衬砌施工完成，且达到设计强度后，按照设计图纸要求施工浅埋段洞外剩余回填及附属工程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提高了机械和劳动力的使用效率、解决了隧道进入防洪汛期，易造受短时强降雨带来的安全影响缩。

附图说明

图1为本发明的上台阶套拱图。

图2为本发明的全环套拱钢架设计图.

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

如图1、图2所示，种浅埋黄土地层下全环套拱明洞暗做施工方法，包括以下步骤：

(一)、临时截排水

结合施工期间排水要求，在上台阶施工场地设置临时排水沟，采用砂浆抹面。排水沟与边仰坡的坡面排水系统联通，将雨水引排至上台阶冲沟下游，避免雨水浸泡套拱基底。

(二)、上台阶套拱施工

1.上台阶开挖

施工过程采取从上至下分步开挖，边开挖边支护的方式，及时封闭开挖面。上台阶开挖时，预留底脚20cm不开挖，作为人工开挖钢架底脚预留孔整修层。

2.上台阶套拱钢架、内模安装

上台阶设置由钢架、钢筋网、纵向连接筋、喷射混凝等组成的套拱结构，上台阶钢架由3片①单元构成。

在预留的钢架底脚预留孔整修层上，按照设计钢架间距，人工开挖预留孔。开挖完成后对孔底进行人工夯实。

立设套拱钢架，施工作业过程中钢架临时固定可采用

在钢架外侧(靠近围岩侧)铺设钢筋网片，完成后设置环向的纵向连接筋。连接筋与钢架焊接固定牢靠，连接筋可采用整根8.5米的钢筋沿钢架内侧(靠近二衬侧)环向一米布设。

在套拱架内侧通过“U”型吊筋铺挂内模模板，内模模板采用1.2cm厚的竹胶板。

3.上台阶套拱喷射混凝土

C25喷射混凝土，厚度30cm。

先施喷套拱两侧底脚部位以上1m范围的，之后自下而上分层分片、两侧对称进行喷射混凝土作业。

4.上台阶套拱回填

采用挖掘机进行套拱回填。拱背回填应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，两侧回填高差不得大于0.5m，回填至拱顶以齐平后应分层满铺填筑，填筑到初支顶面以上1m。其中洞顶粘土隔水层50cm厚。

(三)、套拱预支护下的明洞暗做施工

1.明洞洞身开挖施工

进入浅埋段前，后方暗洞初期支护封闭成环距掌子面距离不得大于25m。根据开挖支护进度合理安排确定仰拱、二衬的施工,确保仰拱、二衬安全步距满足要求。二衬距掌子面的安全步距不得大于150m。

隧道进入浅埋段，在套拱护顶下按照三台阶法开挖洞身及初期支护。

开挖循环进尺上台阶可一次1榀钢架间距，中、下台阶2榀钢架间距施工。

中、下台阶施工时，采用左右侧错开开挖支护，即左侧与右侧错开2m施工，以减少台阶长度。仰拱初支滞后下台阶3m后进行开挖支护，实现及时封闭成环。仰拱初期支护封闭成环距掌子面极限距离按照16m控制。

2.明洞洞身支护施工

(1)安装钢架：钢架安装要快速。隧道开挖断面成形经断面检查满足要求后立即放线，紧跟着以人工安装钢架。钢架节间用螺栓连接牢固，拱脚置于牢固的基础上。

(2)挂设钢筋网：钢架安设后及时进行挂网作业。人工铺网片时注意网片搭接宽度，搭接不得小于1个网格，并固定牢固。

(3)纵向连接筋：相邻2榀钢架用纵向连接筋焊接连接，沿钢架环向间距1m布置Φ22连接筋，并与钢架焊接牢固。

(4)锁脚锚管：在各台阶施工的底脚部位设置锁脚锚管，每处4根(即双锁脚，在原设计每处2根的基础上，增加一处锁脚。)，锚管角度斜向下45°，锁脚锚管与钢架通过“双孔”形连接钢板焊接连接成整体。

(5)喷射C25混凝土：采用湿喷机械手喷射混凝土至设计厚度。

(7)全环套拱钢架设计图详见图2。

3.明洞衬砌、洞外附属工程施工

初期支护全环通过浅埋段以后及时施作浅埋段仰拱及仰拱填充混凝土。待仰拱及填充、防排水系统施工完成后，及时进行拱墙衬砌混凝土。

浅埋段暗洞衬砌施工完成，且达到设计强度后，按照设计图纸要求施工浅埋段洞外剩余回填及附属工程。

二、施工控制措施

隧道洞身开挖施工须进行超前地质预报，并作为一道工序纳入施工管理中。

成立专职的监控量测小组，按要求进行洞内量测；加强地表沉降观测。根据监控量测数据及最终位移的预测，判定隧道围岩及初期支护的稳定状态，并动态调整开挖时围岩预留变形量。

中、下台阶开挖严格控制开挖的进长，中、下台阶分左、右侧错开掘进，开挖后及时支护。

钢架底脚部位严格按照两组(4根)锁脚的施工要求进行施工。

本发明采用I22a型钢按照明洞结构轮廓断面、预留变形量，加工制作套拱钢架，工程施工中采用湿喷机械手、开挖作业台车、简易栈桥、挖掘机、装载机、出渣车、二衬台车为主要特征的大型机械设备配套施工，形成明洞暗挖、装运、喷锚支护等机械化作业线的有机配合，形成了明洞全环套拱下暗做的施工方法。本施工方法施工成本虽然比常规明挖法高出约4.5万元、但是该技术解决了明挖法放坡开挖对周围环境产生的较大坡坏，施工过程中利用全环套拱封闭成环也保证了施工安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。