一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法

摘要

本发明是一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法。1）一步开挖：上半洞超前支护、上台阶开挖；2）二步开挖：隧洞中部拉槽开挖；3）三步开挖：隧洞左边墙开挖、支护；4）四步开挖：隧洞右边墙开挖、支护；5）五步开挖：下台阶边墙及仰拱开挖、支护。本发明的开挖方法有效进行了分区开挖，充分利用了各工序在空间和时间的重叠，合理利用了各工序开挖时段，减小了洞内变形，能够较快使一衬封闭成环。该开挖方法有效地减小了开挖安全风险，提高了开挖工效，缩短了开挖支护封闭时间，有效减小了洞内变形量。

说明书

技术领域

本发明属于水利水电、公路、铁路、市政工程等技术领域，具体是一种浅埋大跨输水马蹄形隧洞三台阶五步开挖方法。

背景技术

目前，国内常用的“浅埋暗挖法”主要有：台阶法、CD法、CRD法、PBA法、三台阶七步法。而常用的开挖方法工序繁多，开挖成型断面小，机械化程度低，多为人工开挖，开挖循环周期较长，围岩变形较大，施工成本高，施工安全风险突出。

发明内容

本发明的目的是保证隧洞开挖安全，提供一种浅埋大跨输水隧洞三台阶五步开挖方法，该方法工序衔接周期短，能缩短一衬支护时间，为围岩变形发展赢得了时间。

本发明的三台阶五步开挖方法按以下步骤进行：

1）一步开挖：上半洞超前支护、上台阶开挖：在挖掘机沿隧洞设计轮廓线开挖、预留核心土体，开挖面进行初喷混凝土封闭，架设型钢拱架，拱架脚下垫混凝土预制块，铺设钢筋网片，打设锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度。

 2）二步开挖：隧洞中部拉槽开挖，以保证上台阶开挖出渣及交通，中部拉槽开挖成降坡，两侧边墙预留土体；

3）三步开挖：隧洞左边墙开挖，然后边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护；

4）四步开挖：隧洞右边墙开挖：边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护；

5）五步开挖：下台阶边墙及仰拱开挖、支护。

本发明的三台阶五步开挖方法进行了分区开挖，充分利用了各工序在空间和时间的重叠，合理利用了各工序开挖时段，减小了隧洞洞内变形，能够较快使一衬封闭成环。该施工方法各工序保持一定的距离，可保证围岩变形在一定的范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、节省劳动力、降低人员安全风险和施工成本：由于合理分步，各部开挖采用机械设备开挖，很大程度上节省了大量劳动力，降低了工人的劳动强度。另外，劳动强度和施工环境的改善，有力地保障了施工人员的安全和职业健康。

2、节约时间、加快进度：由于分步合理，上中下各台阶在开挖时段上相互错开，为支护提前了时间，同时上一工序的开挖时间可和下一支护的时段可同步进行，消除了各工序衔接滞停的时间影响，平均综合开挖进度为60m/月，大大提高了开挖循环时间。

本发明解决了现有地下水位中复杂地层隧洞穿河、重型交通要道下开挖技术存在的工序多、施工进度慢、成本高、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长的问题。本发明适用于浅埋大跨重粉质壤土、钙质胶结、卵石层施工中。

附图说明

下面结合附图对本发明做详细的说明：

图1是本发明三台阶七步法施工步骤及施工方法示意图。

图2是图1的断面图。 

1、一步开挖部分，2、核心土体，3、中部拉槽（二步开挖部分），4、隧洞右边墙（三步开挖部分），5、下台阶边墙（五步开挖部分），6、仰拱部分（五步开挖部分），7、隧洞左边墙（四步开挖部分），8、锁脚锚管，9、一衬底拱，10、二衬底拱，11、钢架桥，12、二衬边顶拱。

具体实施方式

本发明的三台阶五步开挖方法按以下步骤进行：

1）一步开挖（图示中的1）：上半洞超前支护、上台阶开挖：在挖掘机沿隧洞设计轮廓线开挖、预留核心土体2，开挖面进行初喷混凝土封闭，架设型钢拱架，拱架脚下垫混凝土预制块，铺设钢筋网片，打设锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度；

2）二步开挖：隧洞中部拉槽3开挖，以保证上台阶开挖出渣及交通，中部拉槽开挖成降坡，两侧边墙预留土体；

3）三步开挖：隧洞左边墙7开挖，然后边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护；

4）四步开挖：隧洞右边墙4开挖：边墙钢格栅与上半洞钢格栅连接牢固，进行钢筋挂网、锁脚锚管和喷射混凝土施工支护；

5）五步开挖：下台阶边墙5及仰拱6开挖、按上述方法进行支护。

本发明并不局限于上述实施步骤，如果对本发明的各种改动不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。