專利名稱：：一種隧道單線改雙線的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及隧道施工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種隧道單線改雙線的施工方法。
背景技術(shù)：
：公知，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)目前所修建的公路、鐵路、地鐵隧道經(jīng)常要將單線改為雙線，擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)規(guī)模；或者有些正在施工中的鐵路、公路隧道單線經(jīng)常會(huì)由于特殊原因而要改為雙線，這就意味著要對(duì)現(xiàn)有隧道進(jìn)行擴(kuò)挖，但是到目前為止，在實(shí)際施工中存在很多問題，(1)由于原單線支護(hù)體系由超前支護(hù)、鋼拱架、連接筋、鋼筋網(wǎng)、系統(tǒng)錨桿噴射混凝土組成，是一個(gè)連續(xù)體，直接拆除會(huì)由于相互牽連而引起大面積坍塌甚至大塌方；(2)沒有合理的、可借鑒的擴(kuò)挖方法，如果還是采用普通臺(tái)階法開挖，實(shí)踐證明，會(huì)造成施工非常困難，極易發(fā)生塌方，造成人員傷亡；(3)沒有科學(xué)合理的擴(kuò)挖爆破方案，容易因?qū)鷰r多次擾動(dòng)而引起失穩(wěn)坍塌，綜上所述，目前普通臺(tái)階法無法實(shí)現(xiàn)隧道單線改雙線快速、安全、經(jīng)濟(jì)的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決采用現(xiàn)有普通臺(tái)階法進(jìn)行隧道單線改雙線施工中，存在擴(kuò)挖難、易塌方、易對(duì)圍巖產(chǎn)生多次擾動(dòng)而引起坍塌以及施工速度慢、施工成本較高等問題，提供一種隧道單線改雙線的施工方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種隧道單線改雙線的施工方法，包括以下步驟(1)沿雙線隧道拱部開挖輪廓線，進(jìn)行小導(dǎo)管超前支護(hù)；(2)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將上弧導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑纬瑟?dú)立的小單元，然后以每個(gè)單元為基本單位，在超前支護(hù)保護(hù)下進(jìn)行原單線上弧導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，每次施工長(zhǎng)度不得超過一榀拱架，即80100cm;(3)待上弧導(dǎo)擴(kuò)挖超前35m后開始中導(dǎo)施工，中導(dǎo)施工時(shí)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑缓笠悦總€(gè)單元為基本單位，將原單線中導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，中導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，先后交錯(cuò)不小于2m，每次施工長(zhǎng)度不得超過兩榀拱架，即160200cm;(4)待中導(dǎo)擴(kuò)挖超前35m后開始下導(dǎo)施工，下導(dǎo)施工時(shí)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將下導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑缓笠悦總€(gè)單元為基本單位，將原單線下導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，下導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，先后交錯(cuò)不小于2m，每次施工長(zhǎng)度不得超過兩榀拱架，即160200cm;(5)重復(fù)上述四個(gè)步驟，當(dāng)洞身擴(kuò)挖超前2030m時(shí)，開始仰拱施工，拆除原單線仰拱并進(jìn)行擴(kuò)挖，仰拱一次拆除施工長(zhǎng)度不得超過6m;當(dāng)仰拱施工超前6080m時(shí)，開始施工雙線二次襯砌，按照上述步驟不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)隧道單線改雙線的擴(kuò)挖。上述過程中，對(duì)原單線支護(hù)體系進(jìn)行單元?jiǎng)澐謺r(shí)，首先要根據(jù)隧道斷面大小、圍巖地質(zhì)情況、及設(shè)備、人員所需作業(yè)空間等要求，確定臺(tái)階法施工時(shí)臺(tái)階高度以及循環(huán)進(jìn)尺，然后再確定每一單元大小，以確保每一單元施工時(shí)不發(fā)生塌方為前提，例如對(duì)于IV、V級(jí)圍巖，每一單元的長(zhǎng)度在80-100cm之間，高度在200-400cm之間。上述上弧導(dǎo)、中導(dǎo)、下導(dǎo)以及仰拱的施工長(zhǎng)度是申請(qǐng)人在受力結(jié)構(gòu)的理論分析基礎(chǔ)上，經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得來的，在實(shí)際施工中具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，確保施工安全。在由單線隧道擴(kuò)挖成雙線隧道時(shí)，按設(shè)計(jì)要求可進(jìn)行局部或全斷面擴(kuò)挖。所述的對(duì)原單線上弧導(dǎo)、中導(dǎo)及下導(dǎo)的支護(hù)體系進(jìn)行單元?jiǎng)澐謺r(shí)，在每一單元的劃分線處，采用人工風(fēng)鎬鑿槽，將露出的鋼筋、小導(dǎo)管、鋼拱架用氧焊燒斷即可。所述在拆除原單線支護(hù)體系和雙線擴(kuò)挖時(shí)均采用微震動(dòng)爆破法進(jìn)行，嚴(yán)格按照微震動(dòng)爆破法設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆孔、裝藥、連線，所述微震動(dòng)爆破法的設(shè)計(jì)原則是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的，可根據(jù)圍巖實(shí)際情況做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。雙線擴(kuò)挖時(shí)可采用微震動(dòng)爆破法中的光面爆破法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)-①采用三臺(tái)階法進(jìn)行雙線擴(kuò)挖，成功解決了單線改雙線擴(kuò)挖難，容易引起隧道塌方這一難題；②依據(jù)單線改雙線擴(kuò)挖單元?jiǎng)澐衷瓎尉€隧道支護(hù)體系，把即將施工的段落和部位進(jìn)行分解，然后采取弱爆破將其拆除，有效避免了因原單線支護(hù)體系相互牽連而引起的大面積跨塌現(xiàn)象；③充分利用單線隧道輪廓形成的臨空面，在擴(kuò)挖時(shí)采用微震動(dòng)爆破法，有效避免了對(duì)圍巖多次擾動(dòng)而引起的失穩(wěn)坍塌現(xiàn)象；④實(shí)現(xiàn)了鐵路、公路等隧道單線改雙線快速、安全施工，月進(jìn)度最快達(dá)到120m，經(jīng)實(shí)踐證明，應(yīng)用本施工方法的施工過程未發(fā)生一起塌方事故，同時(shí)也創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。圖1為本發(fā)明的施工工序示意圖圖2為本發(fā)明監(jiān)控量測(cè)過程中凈空變化測(cè)點(diǎn)布置示意圖具體實(shí)施例方式以擴(kuò)挖單線隧道的一側(cè)為例，對(duì)本發(fā)明的施工方法進(jìn)行詳細(xì)闡述一種隧道單線改雙線的施工方法，包括以下步驟(1)沿雙線隧道拱部開挖輪廓線，進(jìn)行小導(dǎo)管超前支護(hù)采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)沿雙線隧道拱部開挖輪廓線鉆孔，成孔后安裝超前小導(dǎo)管，沿小導(dǎo)管布置線噴射混凝土形成止?jié){盤，采用KBY50/70注漿泵壓注水泥砂漿(水灰比l:1，砂灰比2:1)，壓力不小于lMPa，注漿工藝按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行。(2)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將上弧導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，在每一單元的劃分線處，采用人工風(fēng)鎬鑿槽，將露出的鋼筋、小導(dǎo)管、鋼拱架用氧焊燒斷，形成獨(dú)立的小單元，然后以每個(gè)單元為基本單位，在超前支護(hù)保護(hù)下進(jìn)行原單線上弧導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，每次施工長(zhǎng)度不得超過一榀拱架，即80100cm，具體步驟如下第一步、分解拆除原單線上弧導(dǎo)支護(hù)體系①部，依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將上弧導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，方法同上，形成各個(gè)獨(dú)立的小單元，再采取微震動(dòng)爆破法將其拆除；第二步、擴(kuò)挖雙線上弧導(dǎo)A部，采用微震動(dòng)爆破法進(jìn)行擴(kuò)挖；第三步、施做雙線上弧導(dǎo)初期支護(hù)I部；(3)待上弧導(dǎo)擴(kuò)挖超前35m后開始中導(dǎo)施工，中導(dǎo)施工時(shí)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，方法同上，然后以每個(gè)單元為基本單位，將原單線中導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，中導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，先后交錯(cuò)不小于2m，每次施工長(zhǎng)度不得超過兩榀拱架，即160200cm，具體步驟如下第一步、分解拆除原單線左中導(dǎo)支護(hù)體系②部，依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初支進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑椒ㄍ?，再采取微震?dòng)爆破法將其拆除；第二步、擴(kuò)挖雙線左中導(dǎo)B部，采用微震動(dòng)爆破法進(jìn)行擴(kuò)挖；第三步、施做雙線左中導(dǎo)初期支護(hù)II部；第四步、分解拆除單線右中導(dǎo)支護(hù)體系③部，依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初支進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，方法同上，再采取微震?dòng)爆破法將其拆除；第五步、施做雙線右中導(dǎo)初期支護(hù)III部；(4)待中導(dǎo)擴(kuò)挖超前35m后開始下導(dǎo)施工，下導(dǎo)施工時(shí)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將下導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，方法同上，然后以每個(gè)單元為基本單位，將原單線下導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，下導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，先后交錯(cuò)不小于2m，每次施工長(zhǎng)度不得超過兩榀拱架，即160200cm，具體步驟如下第一步、分解拆除單線左下導(dǎo)支護(hù)體系④部，依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初支進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑椒ㄍ?，再采取微震?dòng)爆破法將其拆除；第二步、擴(kuò)挖雙線左下導(dǎo)C部，采用微震動(dòng)爆破法進(jìn)行擴(kuò)挖；第三步、施做雙線左下導(dǎo)初期支護(hù)IV部；第四步、分解拆除單線右下導(dǎo)支護(hù)體系⑤部，依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初支進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，方法同上，再采取微震?dòng)爆破法將其拆除；第五步、施做雙線右下導(dǎo)初期支護(hù)V部；(5)重復(fù)上述四個(gè)步驟，當(dāng)洞身擴(kuò)挖超前2030m時(shí)，開始仰拱施工，拆除原單線仰拱并進(jìn)行擴(kuò)挖，仰拱一次拆除施工長(zhǎng)度不得超過6m;當(dāng)仰拱施工超前6080m時(shí)，開始施工雙線二次襯砌，具體施工步驟如下第一步、爆破拆除原單線仰拱⑥部；第二步、擴(kuò)挖雙線仰拱D部；第三步、施做雙線仰拱VI部，按雙線要求施做仰拱支護(hù)，仰拱混凝土要及時(shí)施作，使支護(hù)體系盡早閉合成環(huán)，整體受力，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。采用移動(dòng)式棧橋進(jìn)行仰拱混凝土施工；第四步、施做雙線二次襯砌vn部，混凝土灌筑前按設(shè)計(jì)要求做好鋼筋安裝、防水層鋪設(shè)及各類預(yù)埋件、預(yù)留孔、溝、槽、管路的設(shè)置；按照上述步驟不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)隧道單線改雙線的開挖。在上述工藝過程中，監(jiān)控測(cè)量工作必須緊跟開挖、支護(hù)作業(yè)進(jìn)行布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)，量測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用工程類比法及時(shí)分析、反饋，調(diào)整支護(hù)參數(shù)，以保證施工和結(jié)構(gòu)安全如圖2所示，每隔10m布一個(gè)量測(cè)斷面，每個(gè)斷面布置一個(gè)拱頂下沉量測(cè)點(diǎn)E和兩條水平凈空收斂量測(cè)基線L,、L2，凈空水平收斂量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)采用相同的量測(cè)頻率，量測(cè)頻率見下表，實(shí)際量測(cè)頻率從表中根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離選擇較高的一個(gè)量測(cè)頻率，量測(cè)頻率表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>水平收斂量測(cè)采用激光斷面儀進(jìn)行量測(cè)，開挖后按要求迅速安裝測(cè)點(diǎn)并編號(hào)，在開挖后12h內(nèi)讀取初讀數(shù)。拱頂下沉量測(cè)采用激光斷面儀和精密水準(zhǔn)儀、收斂計(jì)進(jìn)行量測(cè)，噴射混凝土后迅速在拱頂設(shè)點(diǎn)。權(quán)利要求1、一種隧道單線改雙線的施工方法，其特征是包括以下步驟(1)沿雙線隧道拱部開挖輪廓線，進(jìn)行小導(dǎo)管超前支護(hù)；(2)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將上弧導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑纬瑟?dú)立的小單元，然后以每個(gè)單元為基本單位，在超前支護(hù)保護(hù)下進(jìn)行原單線上弧導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，每次施工長(zhǎng)度不得超過一榀拱架，即80～lOOcm；(3)待上弧導(dǎo)擴(kuò)挖超前3～5m后開始中導(dǎo)施工，中導(dǎo)施工時(shí)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將中導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑缓笠悦總€(gè)單元為基本單位，將原單線中導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，中導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，先后交錯(cuò)不小于2m，每次施工長(zhǎng)度不得超過兩榀拱架，即160～200cm；(4)待中導(dǎo)擴(kuò)挖超前3～5m后開始下導(dǎo)施工，下導(dǎo)施工時(shí)依照臺(tái)階法施工臺(tái)階高度和循環(huán)進(jìn)尺將下導(dǎo)單線初期支護(hù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，然后以每個(gè)單元為基本單位，將原單線下導(dǎo)支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初期支護(hù)，下導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，先后交錯(cuò)不小于2m，每次施工長(zhǎng)度不得超過兩榀拱架，即160～200cm；(5)重復(fù)上述四個(gè)步驟，當(dāng)洞身擴(kuò)挖超前20～30m時(shí)，開始仰拱施工，拆除原單線仰拱并進(jìn)行擴(kuò)挖，仰拱一次拆除施工長(zhǎng)度不得超過6m；當(dāng)仰拱施工超前60～80m時(shí)，開始施工雙線二次襯砌，按照上述步驟不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)隧道單線改雙線的擴(kuò)挖。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道單線改雙線的施工方法，其特征是對(duì)原單線上弧導(dǎo)、中導(dǎo)及下導(dǎo)的支護(hù)體系進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，在每一單元的劃分線處，采用人工風(fēng)鎬鑿槽，將露出的鋼筋、小導(dǎo)管、鋼拱架用氧焊燒斷即可。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種隧道單線改雙線的施工方法，其特征是在拆除原單線支護(hù)體系和雙線擴(kuò)挖時(shí)均采用微震動(dòng)爆破法進(jìn)行。全文摘要本發(fā)明涉及隧道施工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種隧道單線改雙線的施工方法，解決現(xiàn)有隧道單線改雙線施工存在易塌方、對(duì)圍巖多次擾動(dòng)引起坍塌等問題，包括沿雙線隧道拱部開挖輪廓線，進(jìn)行超前支護(hù)；將上弧導(dǎo)單線初支進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑悦總€(gè)單元為基本單位，將支護(hù)體系分解拆除，最后進(jìn)行雙線擴(kuò)挖并施做初支；待上弧導(dǎo)擴(kuò)挖超前后開始中導(dǎo)施工，與上弧導(dǎo)施工步驟一致，中導(dǎo)左右兩側(cè)交錯(cuò)施工，待中導(dǎo)擴(kuò)挖超前后開始下導(dǎo)施工，與中導(dǎo)施工步驟一致；最后進(jìn)行雙線仰拱施工和二次襯砌。成功解決了單線改雙線擴(kuò)挖難，易塌方的難題，避免了因原單線支護(hù)體系相互牽連而引起的大面積垮塌，避免了對(duì)圍巖多次擾動(dòng)而引起的失穩(wěn)坍塌，達(dá)到了快速、安全、經(jīng)濟(jì)的目的。文檔編號(hào)E21D9/01GK101363322SQ20081007948公開日2009年2月11日申請(qǐng)日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日發(fā)明者呂宇新,李五紅,王利民,蔣榮富,谷孝軍,趙香萍,鄧尤波,軍雷申請(qǐng)人:中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司