專利名稱：非對稱的小間距隧道開挖施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用與于城市地鐵工程領(lǐng)域中的隧道開挖施工方法，具體涉及一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法。
背景技術(shù)：
城市地鐵隧道受地形、線路選線等影響，隧道斷面形式變化頻繁且日趨復(fù)雜，非對稱的小間距隧道斷面也越來越多，非對稱斷面隧道主要是跨度不同的隧道，例如單線隧道與雙線隧道組成的小間距隧道。非對稱的小間距隧道開挖主要問題為開挖過程中中間夾巖的穩(wěn)定以及隧道結(jié)構(gòu)受力不均導(dǎo)致的地面差異沉降問題。另外對于城市地鐵隧道周圍建筑物和管線復(fù)雜且對差異沉降敏感，因此有必要進(jìn)行合理的夾巖、結(jié)構(gòu)加固措施并選擇合理的開挖順序。在小間距條件下的隧道開挖一般采用對夾巖采用全部注漿加固或者打設(shè)錨桿支護(hù)。對于帶有裂隙的破碎帶以及軟弱土地層中打設(shè)錨桿對圍巖強(qiáng)度強(qiáng)度提高不大，其對控制差異沉降能力有限。注漿條件下可以增加夾巖的整體性，但對于非對稱隧道斷面的開挖中的偏壓整體性作用有限，不能提高洞室結(jié)構(gòu)之間的整體性，因此對減少隧道的差異沉降等作用有限。在非對稱斷面隧道開挖順序中，后開挖小斷面隧道對先開挖的大斷面隧道圍巖應(yīng)力分布影響較大，導(dǎo)致主應(yīng)力旋轉(zhuǎn)角度大，從而不利于結(jié)構(gòu)受力，同時由于后開挖相對先開挖隧道的錯距較長，對縮短工期不利。大、小跨度隧道組成的小間距隧道，其開挖方法為受中間巖柱厚度的影響差別較大，一般情況下為減少對周圍建筑物的影響同時減少地面沉降，多采用先施工大跨度隧道， 然后施工小跨度隧道，同時對中柱圍巖適當(dāng)進(jìn)行加固等措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對上述研究的不足之處，提出了一種針對非對稱的小間距隧道的開挖施工方法，先開挖大跨度隧道，在小跨度隧道初期支護(hù)施做前向大、小跨度隧道中間夾巖打設(shè)錨桿，錨桿兼具注漿和對拉功能，然后施做小跨度隧道的初期支護(hù)，并將錨桿一端與小跨度隧道的初期支護(hù)焊接，小跨度隧道二襯施做完成后分步開挖大跨度隧道，先開挖靠近小跨度隧道一側(cè)，并在將錨桿的另一端處理焊接到大跨度隧道的初期支護(hù)上，形成對拉錨桿，然后分布開挖大跨度隧道并施做二次襯砌。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，包括大、小跨度隧道開挖順序，中柱圍巖加固，大、小跨度隧道結(jié)構(gòu)變形控制措施，其特征在于所述大、小跨度隧道開挖順序?yàn)橄乳_挖小跨度隧道，后開挖大跨度隧道，并在小跨度隧道開挖后施做中空可注漿錨桿并注漿，所述錨桿在大、小跨度初支結(jié)構(gòu)焊接后形成對拉。所述非對稱小間距隧道為跨度比值為大于等于1. 0，隧道間距小于2. 0倍小跨度隧道洞徑。開挖順序?yàn)橄乳_挖小跨度隧道(相對)，后開挖大跨度隧道。所述大、小跨度隧道開挖方案可以根據(jù)等級和隧道跨度選用不同的開挖方案。所述錨桿為中空注漿錨桿，錨桿打設(shè)長度以侵入相鄰隧道輪廓線30cm為準(zhǔn)。錨桿打設(shè)在小跨度隧道開挖后施做初期支護(hù)之前，打設(shè)完成后注漿封閉，施做小間距隧道時將注漿錨桿多余部分割除，并焊接至初支結(jié)構(gòu)上。所述注漿錨桿均勻布置在中柱夾巖，布置范圍內(nèi)注漿加固區(qū)域重疊25%。所述大跨度隧道開挖開挖值注漿錨桿側(cè)時將初支結(jié)構(gòu)和錨桿焊接成整體組成對拉錨桿。所述開挖與支護(hù)錯距進(jìn)行，小跨度隧道斷面開挖先于錨桿打設(shè)1倍單洞洞徑，先于二襯支護(hù)3-4倍單洞洞徑；大跨度隧道在小跨度隧道二襯支護(hù)強(qiáng)度上升至60%以上后開挖，先開挖靠近夾巖側(cè)單次開挖循環(huán)進(jìn)尺小于1倍大跨度隧道的單洞洞徑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明專注于小間距隧道夾巖穩(wěn)定和隧道圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性，通過使用兼具備注漿和對拉作用的注漿對拉錨桿形成隧道支護(hù)、中柱夾巖、注漿管之間的穩(wěn)定、牢固的咬合，不僅提高圍巖穩(wěn)定性，而且可以使大、小跨度隧道襯砌整體性增強(qiáng)， 克服偏壓的影響。同時本發(fā)明采用先施工小跨度隧道，后施工大跨度隧道，先施工小跨度隧道，其土體開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)簡單，使施工進(jìn)度較快，錯距開挖的距離較短，可以縮短工期。


圖1為隧道支護(hù)與錨桿相互作用示意圖； 圖2為隧道錯距開挖示意圖3為錨桿注漿效果示意圖。
具體實(shí)施例方式以單線與雙線隧道組成的小間距隧道為例

，其中單線隧道采用上下兩臺階法開挖，雙線隧道采用兩臺階四部開挖，以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對實(shí)用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
如圖1-3所示，標(biāo)號分別表示小跨度隧道支護(hù)1、注漿抗拉、對拉錨桿2、注漿加固巖層 3、大跨度隧道初期支護(hù)4、小跨度隧道開挖臨時支護(hù)5、大跨度隧道開挖臨時支護(hù)6 ；小跨度隧道上部開挖I，小跨度隧道下部
開挖II，大跨度隧道四部開挖III、IV、V、VI。一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，其具體的施工工序?yàn)橄炔捎蒙舷屡_階法開挖小跨度隧道，在初支施做之前施做中空錨桿，并注漿加固，初期支護(hù)施做后和錨桿一端焊接成整體，施做隧道二次襯砌。大跨度隧道采用兩臺階四部法進(jìn)行，先開挖上部靠近中柱圍巖部分，然后開挖上部右側(cè)土體，接下來開挖左側(cè)下部，最后開挖右側(cè)下部土體，靠近中柱圍巖側(cè)開挖后對侵入開挖輪廓線的錨桿處理后焊接到大跨度隧道初期支護(hù)上，然后施做隧道二襯。圖1所示為隧道支護(hù)與錨桿相互作用示意圖，注漿對來錨桿將大小跨度隧道的初期支護(hù)采用剛性連接成為整體，隧道之間的夾巖通過注漿提高強(qiáng)度，開挖引起的變形減少， 并和錨桿成為整體。圖2所示為隧道錯距開挖示意圖，小跨度隧道上部開挖提前下部開挖2倍單洞洞
4徑，注漿錨桿施做和處理先于初支結(jié)構(gòu)施做，滯后開挖面1倍洞徑，小跨度隧道二襯支護(hù)施做滯后初支結(jié)構(gòu)1倍洞徑；對于大跨度隧道III部、IV部錯距開挖，錯距為1倍單洞洞徑，其中 III部在小跨度隧道二襯強(qiáng)度生長至65%后進(jìn)行，V部開挖滯后于上臺階2倍洞徑，V部與VI 部之間的錯距為1倍洞徑，該部分注漿錨桿施做和處理先于初支結(jié)構(gòu)施做。圖3所示為錨桿注漿效果示意圖，注漿錨桿均勻布置，注漿重疊部分為注漿半徑的 45%。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，包括大、小跨度隧道開挖順序，中柱圍巖加固，大、小跨度隧道結(jié)構(gòu)變形控制措施，其特征在于所述大、小跨度隧道開挖順序?yàn)橄乳_挖小跨度隧道，后開挖大跨度隧道，并在小跨度隧道開挖后施做中空可注漿錨桿并注漿，所述錨桿在大、小跨度初支結(jié)構(gòu)焊接后形成對拉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，其特征在于所述非對稱小間距隧道為跨度比值為大于等于1. 0，隧道間距小于2. 0倍小跨度隧道洞徑，開挖順序?yàn)橄乳_挖小跨度隧道(相對)，后開挖大跨度隧道，所述大、小跨度隧道開挖方案可以根據(jù)等級和隧道跨度選用不同的開挖方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，其特征在于所述錨桿為中空注漿錨桿，錨桿打設(shè)長度以侵入相鄰隧道輪廓線30cm為準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，其特征在于所述錨桿打設(shè)在小跨度隧道開挖后施做初期支護(hù)之前，打設(shè)完成后注漿封閉，施做小間距隧道時將注漿錨桿多余部分割除，并焊接至初支結(jié)構(gòu)上，所述注漿錨桿均勻布置在中柱夾巖，布置范圍內(nèi)注漿加固區(qū)域重疊25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，其特征在于所述大跨度隧道開挖開挖值注漿錨桿側(cè)時將初支結(jié)構(gòu)和錨桿焊接成整體組成對拉錨桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱的小間距隧道開挖施工方法，其特征在于所述開挖與支護(hù)錯距進(jìn)行，小跨度隧道斷面開挖先于錨桿打設(shè)1倍單洞洞徑，先于二襯支護(hù)3-4倍單洞洞徑；大跨度隧道在小跨度隧道二襯支護(hù)強(qiáng)度上升至60%以上后開挖，先開挖靠近夾巖側(cè)單次開挖循環(huán)進(jìn)尺小于1倍大跨度隧道的單洞洞徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非對稱的大、小跨度地鐵隧道的施工方法，即非對稱小間距隧道開挖施工方法，先開挖小跨度隧道，在小跨度隧道初期支護(hù)施做前向大、小跨度隧道中間夾巖打設(shè)錨桿，錨桿兼具注漿和對拉功能，然后施做小跨度隧道的初期支護(hù)，并將錨桿一端與小跨度隧道的初期支護(hù)焊接，小跨度隧道二襯施做完成后分步開挖大跨度隧道，先開挖靠近小跨度隧道一側(cè)，并在將錨桿的另一端處理焊接到大跨度隧道的初期支護(hù)上，形成對拉錨桿，然后分布開挖大跨度隧道并施做二次襯砌。本發(fā)明考慮小間距隧道開挖的夾巖穩(wěn)定和圍巖應(yīng)力變化的空間效應(yīng)，采用對拉注漿錨桿加固夾巖，并配合以先開挖小跨度隧道后開挖大跨度隧道的開挖順序，在穩(wěn)定了夾巖和控制隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)以及地面沉降效果顯著。
文檔編號E21D11/00GK102155234SQ201110087798
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者李永利, 李濤, 王立達(dá), 魏雋 申請人:中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司