适用于隧道的微台阶七步环形开挖预留核心土施工方法

技术领域

本发明属于隧道施工的技术领域，具体涉及一种适用于隧道的微台阶七步环形开挖预留核心土施工方法。

背景技术

在大断面黄土隧道开挖施工中，常用的双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等开挖方法虽然安全性较好，但是由于工序较多，且需要进行临时支撑的安装和拆卸，工序间干扰较大，因此进度缓慢，当工期紧迫时适用性较差。三台阶七步开挖法有前后左右有7个不同的开挖面相互错开同时开挖、同时支护，可以缩短作业循环的时间。环形开挖预留核心土法是将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶三部分，交替开挖，施工安全性好。这两种方法是大断面隧道施工中工效较高的施工方法。但是还要考虑大断面黄土隧道实际施工中的围岩条件、工序和工装等现场条件的特殊性，比如在三台阶七步开挖法中，上中下台阶左右错开开挖之后再开挖核心土，但是在黄土隧道中需要进行隧底地基加固时，可能与核心土的开挖产生冲突。若采用环形开挖预留核心土法，当断面比较大时，二台阶施工掌子面的稳定性不如三台阶。因此，直接套用这两种方法可能无法达到较好的效果。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种适用于隧道的微台阶七步环形开挖预留核心土施工方法，通过依次开挖上台阶、中台阶左侧、中台阶右侧、中台阶的中部核心土、下台阶左侧、下台阶右侧、下台阶的中部核心土，并在开挖的过程中设置对应的初期支护，实现了对大断面黄土隧道的安全快速开挖。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种适用于隧道的微台阶七步环形开挖预留核心土施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：

对隧道进行超前支护；采用弧形开挖上台阶，并施作初期支护；对中台阶进行左右侧错开开挖，并施作初期支护；开挖所述中台阶的中部核心土；对下台阶进行左右侧错开开挖，并施作初期支护；开挖所述下台阶的中部核心土；分段开挖隧底，并施作初期支护；在所述隧道的全断面上施作仰拱；在所述隧道的全断面上施作仰拱填充。

所述中台阶的中部核心土断面面积不小于所述中台阶断面面积的50%，所述下台阶的中部核心土断面面积不小于所述下台阶断面面积的50%。

所述中台阶和所述下台阶的左右侧错开开挖是指：开挖所述中台阶或所述下台阶的左侧一定距离后，接着开始开挖所述中台阶或所述下台阶的右侧。

所述上台阶和所述中台阶的初期支护的施作方法如下：初喷3～5cm砼，架设钢拱架，在所述钢拱架拱脚以上30cm高度处，紧贴所述钢拱架两侧边沿按下倾角30～45°打设锁脚锚管，所述锁脚锚管和所述钢拱架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。

在开挖所述中台阶的中部核心土后，在所述中台阶上施工旋喷桩。

采用预制灌浆小导管对所述隧道进行超前支护。

本发明的优点是：通过依次开挖上台阶、中台阶左侧、中台阶右侧、中台阶的中部核心土、下台阶左侧、下台阶右侧、下台阶的中部核心土，并在开挖的过程中设置对应的初期支护，实现了对大断面黄土隧道的安全快速开挖。

附图说明

图1为本发明施工工艺流程图；

图2为本发明横向立面示意图；

图3为本发明纵向立面示意图；

图4为本发明平面示意图。

实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4所示，图中标记分别表示为: 上台阶1、中台阶左侧2、中台阶右侧3、中台阶中部核心土4、下台阶左侧5、下台阶右侧6、下台阶中部核心土7、上台阶初期支护8、中台阶初期支护9、下台阶初期支护10、仰拱初期支护11、仰拱二次衬砌12、仰拱填充13、拱墙二次衬砌14、预制灌浆小导管15。

实施例：如图1-4所示，本实施例具体涉及一种适用于隧道的微台阶七步环形开挖预留核心土施工方法，主要用于大断面黄土隧道的开挖，该施工方法具体包括以下步骤：

采用预制灌浆小导管15对隧道进行超前支护。本实施例中，预制灌浆小导管15采用φ60×5mm预注浆无缝钢管，外插角5°～10°，搭接长度不小于1.5m，环向间距40cm。

采用弧形开挖上台阶1，并施作上台阶初期支护8。本实施例中，上台阶初期支护8采用HW175型钢、φ8双层钢筋网片、C25喷射混凝土制成，上台阶初期支护8的施作方法如下：初喷3～5cm砼，架设钢拱架，在钢拱架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢拱架两侧边沿按下倾角30～45°打设锁脚锚管，锁脚锚管和钢拱架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。此外，上台阶左右两侧采用2排4m锁脚锚管打设，打设间距控制在50cm范围内。

对中台阶进行左右侧错开开挖，以保证开挖的安全稳定性，并施作中台阶初期支护9。此处的中台阶的左右侧错开开挖是指：开挖中台阶的左侧一定距离后，接着开始开挖中台阶的右侧，本实施例中，中台阶左右侧开挖的距离需错开至少3m。而中台阶初期支护9的施作方法同上台阶初期支护8基本一样，主要区别在于，中台阶每榀钢拱架拱脚部位均施工有一排锁脚锚管（φ60*5mm、L=4m），左右侧中下导拱脚部位均置混凝土预制垫块，下导拱脚部位隔榀打设微型钢管桩（φ108*6mm、L=6m），抑制拱脚收敛及拱脚沉降，用于避免（减少）初期支护下沉，其余的不再赘述。具体地，先开挖中台阶左侧2，并施作左侧的中台阶初期支护9，接着开挖中台阶右侧3，并施作右侧的中台阶初期支护9。此外，左侧中台阶初期支护9的钢拱架和右侧中台阶初期支护9的钢拱架不得同时落底。

开挖中台阶中部核心土4，其中，中台阶中部核心土4断面面积不小于中台阶断面面积的50%，以保证开挖的安全稳定性，并且在中台阶中部核心土4开挖完后，在中台阶上施工6m长的旋喷桩，以保证上、中台阶初期支护的稳定，确保已施工后即可挖土截桩头，开挖完成后及时安装仰拱初支钢拱架，及时浇筑仰拱初支混凝土，力求缩短全洞初支封闭成环时间。

对下台阶进行左右侧错开开挖，以保证开挖的安全稳定性，并施作下台阶初期支护10。此处的下台阶的左右侧错开开挖与中台阶的左右侧错开开挖相同，故在此不再赘述。并且下台阶初期支护10的施作方法与中台阶初期支护9的施作方法相同，故在此也不再赘述。

开挖下台阶中部核心土7，其中，下台阶中部核心土7断面面积不小于下台阶断面面积的50%，以保证开挖的安全稳定性。

分段开挖隧底，并施作仰拱初期支护11。

施作隧道全断面的仰拱二次衬砌12。

施作隧道全断面的仰拱填充13。

施作隧道全断面的拱墙二次衬砌14。

本实施例的有益效果为：通过依次开挖上台阶、中台阶左侧、中台阶右侧、中台阶的中部核心土、下台阶左侧、下台阶右侧、下台阶的中部核心土，并在开挖的过程中设置对应的初期支护，实现了对大断面黄土隧道的安全快速开挖。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。