專利名稱：一種隧道開挖施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地鐵隧道開挖施工方法，尤其涉及一種含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道的開挖施工方法。
背景技術(shù)：
目前用于地鐵隧道開挖施工的主要方法包括盾構(gòu)法和淺埋暗挖法。所謂淺埋暗挖法指的是在距離地表較近的地下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。淺埋暗挖法沿用新奧法基本原理，初期支護(hù)按承擔(dān)全部基本設(shè)計(jì)荷載，二次襯砌作為安全儲(chǔ)備；初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。應(yīng)用淺埋暗挖法設(shè)計(jì)、施工時(shí)，同時(shí)采用多種輔助工法， 超前支護(hù)，改善加固圍巖，調(diào)動(dòng)圍巖的自承能力；并采用不同的開挖方法及時(shí)支護(hù)、封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系；在施工過程中通過監(jiān)控量測(cè)、信息反饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多種綜合配套技術(shù)。淺埋暗挖法施工的地下洞室具有埋深淺(最小覆跨比可達(dá)0.幻、地層巖性差(通常為第四紀(jì)軟弱地層)、存在地下水(需降低地下水位)、周圍環(huán)境復(fù)雜(鄰近既有建、構(gòu)筑物)等特點(diǎn)。由于造價(jià)低、拆遷少、靈活多變、無須太多專用設(shè)備及不干擾地面交通和周圍環(huán)境等特點(diǎn)，淺埋暗挖法在全國(guó)類似地層和各種地下工程中得到廣泛應(yīng)用。為保證城市軌道交通的正常合理運(yùn)營(yíng)，在沿線每隔3 5個(gè)車站加設(shè)停車線或渡線。設(shè)停車線有兩個(gè)目的一是作為故障客車臨時(shí)存放點(diǎn)；二是存放運(yùn)營(yíng)客車，縮短第二天開始運(yùn)營(yíng)時(shí)所產(chǎn)生的上、下行線運(yùn)營(yíng)時(shí)間。而設(shè)置渡線的目的是方便客車變更進(jìn)路。對(duì)于設(shè)置停車線和渡線的區(qū)間，由于線型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)斷面變化多，導(dǎo)致隧道開挖實(shí)施難度大。如果利用淺埋暗挖法進(jìn)行隧道開挖施工，在該區(qū)間段的斷面變化位置進(jìn)行施工會(huì)存在很大的困難。一種比較常見的含渡線和停車線的地鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，虛線代表從地面向下俯視的隧道輪廓線，含渡線和停車線的地鐵區(qū)間包括第一正線1(比如左線)、第二正線2 (比如右線)、停車線3、連接第一正線和停車線的渡線4、連接第二正線和停車線的渡線5。其中，一條正線用于上行、另一條正線用于下行，停車線用于故障客車或運(yùn)營(yíng)客車臨時(shí)停車，渡線用于客車在正線和停車線之間變更進(jìn)路。如圖1所示，對(duì)于具有該線路結(jié)構(gòu)的地鐵區(qū)間，所要開挖的隧道包括第一正線隧道常規(guī)段11、第一正線隧道擴(kuò)大段12、第二正線隧道常規(guī)段13、第二正線隧道擴(kuò)大段14、渡線隧道段15，其中，第一正線隧道常規(guī)段11或第二正線隧道常規(guī)段13僅僅容納單線的第一正線或第二正線，為單洞單線隧道；第一正線隧道擴(kuò)大段12需要容納第一正線、停車線、連接第一正線和停車線的渡線以及連接第二正線和停車線的渡線，該隧道段從最小斷面處逐漸擴(kuò)大到最大斷面隧道段；第二正線隧道擴(kuò)大段14需要容納第二正線以及連接第二正線和停車線的渡線，該隧道段從最小斷面處逐漸擴(kuò)大到最大斷面隧道段；渡線隧道段15需要容納連接第二正線和停車線的渡線。如圖1所示，利用淺埋暗挖法對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工的現(xiàn)有方法一般包括如下步驟(1)在第一正線區(qū)間段選擇合適位置設(shè)置一號(hào)豎井6，并側(cè)向開馬頭門，開挖第一橫通道；第一橫通道貫穿第一正線隧道常規(guī)段和第二正線隧道擴(kuò)大段；(2)從第一橫通道開挖第一正線隧道常規(guī)段，至第一正線隧道擴(kuò)大段停止；(3)從第一橫通道開挖第二正線隧道擴(kuò)大段，至第二正線隧道常規(guī)段停止；(4)在第一正線區(qū)間段選擇另一合適位置設(shè)置二號(hào)豎井7開挖第二橫通道，第二橫通道貫穿第一正線隧道擴(kuò)大段和第二正線隧道常規(guī)段；(5)從第二橫通道開挖第一正線隧道擴(kuò)大段，至第一正線隧道常規(guī)段停止；(6)從第二橫通道開挖第二正線隧道常規(guī)段，至第二正線隧道擴(kuò)大段停止；(7)從第一正線隧道擴(kuò)大段繼續(xù)開挖渡線隧道段；其中，以上所述的各個(gè)步驟可同時(shí)進(jìn)行，也可調(diào)換順序先后進(jìn)行。以上施工方法需要涉及由小斷面逐漸過渡到大斷面的變斷面施工，這時(shí)需要采用小導(dǎo)洞先擴(kuò)挖、再反向擴(kuò)挖的迂回導(dǎo)坑法施工工藝。采用以上施工方法進(jìn)行隧道開挖施工時(shí)，雖然橫通道施工簡(jiǎn)便，但其不足包括 (1)需要設(shè)置多處豎井，施工工作量較大。(2)從小斷面逐漸過渡到大斷面的變斷面施工難度較大，迂回導(dǎo)坑法中存在爬坡擴(kuò)挖、破壁進(jìn)洞、反序施工等多種不利工況。(3)采用的工法繁多，基本涵蓋了交叉中隔壁法(CRD法)、眼鏡工法、中洞法等暗挖法所有工法；且各斷面之間工序轉(zhuǎn)換復(fù)雜，臨時(shí)初襯工程量大。(4)從小斷面逐漸過渡到大斷面，特別是到達(dá)最大斷面隧道段，斷面變化較劇烈，從而增加崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要發(fā)展出一種新的方法對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的一些缺陷，本發(fā)明提供一種隧道開挖施工方法，所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)以自大而小收縮斷面的方式對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工。在本發(fā)明所提供的地鐵隧道開挖施工方法中，所要開挖的隧道包括第一正線隧道常規(guī)段、第一正線隧道擴(kuò)大段、第二正線隧道常規(guī)段、第二正線隧道擴(kuò)大段、最大斷面隧道段，所述方法包括如下步驟S100.設(shè)置豎井并開挖橫通道，橫通道的位置與最大斷面隧道段的位置相同，橫通道在空間上包含最大斷面隧道段；S200.在橫通道的一側(cè)斷面上先開挖第二正線隧道擴(kuò)大段，然后開挖第一正線隧道常規(guī)段；S300.在橫通道的另一側(cè)斷面上先開挖第一正線隧道擴(kuò)大段，然后開挖第二正線隧道常規(guī)段；其中，以上所述的第SlOO步驟首先進(jìn)行，以上所述的第S200、S300步驟依次進(jìn)行或者調(diào)換順序依次進(jìn)行；第SlOO步中所述的開挖橫通道的具體實(shí)施步驟為S110.按橫通道進(jìn)洞輪廓線鑿除豎井初襯，并同時(shí)設(shè)置“目”型橫通道洞口環(huán)梁；S120.分上、中、下三個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行橫通道開挖施工。
本發(fā)明所提供的施工方法的關(guān)鍵之處在于，首先開挖最大斷面隧道段，然后從最大斷面隧道段由大斷面向較小斷面過渡，從而實(shí)現(xiàn)以自大而小收縮斷面的方式對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是(1)只需設(shè)置一處豎井，施工工作量較??；( 全過程均由大斷面向較小斷面過渡，無需反擴(kuò)施工，避免擴(kuò)挖施工風(fēng)險(xiǎn)；(3)以自大而小收縮斷面的方式對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工，避免采用迂回導(dǎo)坑法，工序簡(jiǎn)單， 臨時(shí)初襯工程量小。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中含渡線和停車線的地鐵區(qū)間的結(jié)構(gòu)及隧道開挖方法示意圖。圖2是本發(fā)明中地鐵隧道開挖施工方法的示意圖。圖3是本發(fā)明中橫通道開挖施工方法的正面示意圖。圖4是本發(fā)明中橫通道開挖施工方法的側(cè)面示意圖。圖5是本發(fā)明的橫通道初襯結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的橫通道二襯結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明中由橫通道進(jìn)入常規(guī)段和擴(kuò)大段的開挖施工方法的正面示意圖。圖中1-第一正線；2-第二正線；3-停車線；4-連接第一正線和停車線的渡線； 5-連接第二正線和停車線的渡線；6- —號(hào)豎井；7- 二號(hào)豎井；10-豎井；11-第一正線隧道常規(guī)段；12-第一正線隧道擴(kuò)大段；13-第二正線隧道常規(guī)段；14-第二正線隧道擴(kuò)大段； 15-渡線隧道段；16-最大斷面隧道段；22-最終橫通道的輪廓；23-橫通道二襯；24-橫通道初襯；25-拱頂超前支護(hù)；26-核心土 ；Ml-第一初襯隔板J42-第二初襯隔板；231-第一二襯隔板；232-第二二襯隔板；233-第三二襯隔板；31-擴(kuò)大段洞口環(huán)梁；32-常規(guī)段洞口環(huán)梁。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體步驟及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。如圖2所示，在本發(fā)明所提供的地鐵隧道開挖施工方法中，所要開挖的隧道包括第一正線隧道常規(guī)段11、第一正線隧道擴(kuò)大段12、第二正線隧道常規(guī)段13、第二正線隧道擴(kuò)大段14、最大斷面隧道段16。因?yàn)楸景l(fā)明所提供的方法主要用于含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道的開挖施工，因此，此處所說的第一正線隧道常規(guī)段指的是僅僅容納第一正線的隧道段；此處所說的第二正線隧道常規(guī)段指的是僅僅容納第二正線的隧道段；此處所說的第一正線隧道擴(kuò)大段指的是，為了同時(shí)容納第一正線、停車線、連接第一正線和停車線的渡線、連接第二正線和停車線的渡線，比第一正線隧道常規(guī)段的斷面明顯增大，且斷面具有自大而小變化的隧道段；此處所說的第二正線隧道擴(kuò)大段指的是，為了同時(shí)容納第二正線和連接第二正線和停車線的渡線，比第二正線隧道常規(guī)段的斷面明顯增大，且斷面具有自大而小變化的隧道段；此處所說的最大斷面隧道段指的是，為了實(shí)現(xiàn)正線、渡線和停車線的連接，在斷面上可同時(shí)容納正線、停車線、渡線，并由第一正線隧道常規(guī)段、第一正線隧道擴(kuò)大段、第二正線隧道常規(guī)段、第二正線隧道擴(kuò)大段的匯合形成的具有最大斷面的隧道段。
本發(fā)明所提供的地鐵隧道開挖施工方法包括如下步驟S100.設(shè)置豎井并開挖橫通道，橫通道的位置與最大斷面隧道段的位置相同，橫通道在空間上包含最大斷面隧道段；S200.在橫通道的一側(cè)斷面上先開挖第二正線隧道擴(kuò)大段，然后開挖第一正線隧道常規(guī)段；S300.在橫通道的另一側(cè)斷面上先開挖第一正線隧道擴(kuò)大段，然后開挖第二正線隧道常規(guī)段；其中，以上所述的第SlOO步驟首先進(jìn)行，以上所述的第S200、S300步驟依次進(jìn)行或者調(diào)換順序依次進(jìn)行。如圖2所示，在以上所說的第SlOO步中，橫通道的位置就是所要開挖的最大斷面隧道段16的位置，而豎井10則位于橫通道的洞口位置；橫通道在空間上包含最大斷面隧道段，所指的是，橫通道的斷面完全將最大斷面包含在內(nèi)，使得在橫通道的斷面上能夠開挖第一正線隧道常規(guī)段、第二正線隧道擴(kuò)大段、第二正線隧道常規(guī)段和第一正線隧道擴(kuò)大段。也就是說，橫通道開挖完后，最大斷面隧道段16的開挖也就完成了。在第SlOO步中所說的開挖橫通道的一種優(yōu)選的具體實(shí)施步驟可為S110.按橫通道進(jìn)洞輪廓線鑿除豎井初襯，并同時(shí)設(shè)置“目”型橫通道洞口環(huán)梁；S120.分上、中、下三個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行橫通道開挖施工。如圖3所示，當(dāng)豎井10施工完成后，需要在豎井側(cè)壁上按照需要開挖的橫通道的輪廓鑿除相應(yīng)位置的豎井初襯，需要注意的是，因?yàn)闄M通道開挖后需要設(shè)置初襯和二襯，所以在豎井側(cè)壁上設(shè)置橫通道的輪廓時(shí)需要包括最終橫通道的輪廓22加上橫通道二襯23 和橫通道初襯24。鑿除豎井初襯后，按照橫通道初襯M的輪廓線設(shè)置橫通道洞口環(huán)梁，即初始的鋼筋混凝土環(huán)梁，以支撐豎井側(cè)壁產(chǎn)生的部分壓力；以上所說的橫通道洞口環(huán)梁為 “目”型，所指的意思是在覆蓋橫通道初襯輪廓線的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加兩道橫梁將橫通道洞口環(huán)梁分成三個(gè)洞口，此種設(shè)計(jì)的目的是為了進(jìn)一步能分為三個(gè)導(dǎo)洞開挖橫通道。以上所說的初襯所指的是通過初期支護(hù)形成的鋼筋混凝土層，起臨時(shí)支護(hù)作用。 初期支護(hù)一般采用錨噴網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，一般工序流程為開挖后初噴混凝土、系統(tǒng)支護(hù)施工 (錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架)、復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。以上所說的二襯所指的是通過二次襯砌形成的鋼筋混凝土層，與初襯一起起永久支護(hù)的作用。在設(shè)置好橫通道洞口環(huán)梁以后，便可以進(jìn)行橫通道開挖施工，本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式是分上、中、下三個(gè)導(dǎo)洞開挖橫通道。因?yàn)榇颂帪樽畲髷嗝?，如果直接整體開挖的話會(huì)使得容易崩塌，分上、中、下三個(gè)導(dǎo)洞開挖橫通道便可以使得開挖如此高度的橫通道更加安全。如圖3和圖4所示，進(jìn)行橫通道開挖施工的一種優(yōu)選的具體實(shí)施步驟為S121.拱頂超前支護(hù)25 ；S122.上導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖，并預(yù)留核心土 ；S123.上導(dǎo)洞拱部初期支護(hù)，去除核心土；S124.上導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖；S125.上導(dǎo)洞仰拱初期支護(hù)；S126. 中導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖，并預(yù)留核心土；S127.中導(dǎo)洞拱部初期支護(hù)，去除核心土；S128.中導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖；S129.中導(dǎo)洞仰拱初期支護(hù)；S130.下導(dǎo)洞開挖；S131.下導(dǎo)洞初期支護(hù)。其中，以上所說的拱頂超前支護(hù)25指的是在上導(dǎo)洞開挖前在橫通道的拱頂部分進(jìn)行超前支護(hù)，超前支護(hù)的可利用超前大管棚或超前小導(dǎo)管，一般長(zhǎng)2 3米，用于錨固前方圍巖；也可以利用注漿加固圍巖和堵截水。在進(jìn)行橫通道開挖施工的具體實(shí)施步驟中，比較優(yōu)選的是，各導(dǎo)洞開挖超前長(zhǎng)度為2 3m。在上述的進(jìn)行橫通道開挖施工的具體實(shí)施步驟中，上中兩個(gè)導(dǎo)洞都采用臺(tái)階法施工，并預(yù)留核心土，可以很好的控制上導(dǎo)洞掌子面變形，避免由于開挖引起拱部及掌子面過大變形。當(dāng)橫通道開挖施工及相應(yīng)的初期支護(hù)施工完成后，在橫通道中便會(huì)形成一側(cè)如圖 5所示的“目”型橫通道初襯M，該初襯體系從上至下包括第一初襯隔板241和第二初襯隔板242 ；也就是說，在進(jìn)行橫通道開挖施工中，所形成的橫通道初襯從上至下包括第一初襯隔板和第二初襯隔板。在此基礎(chǔ)上，需要繼續(xù)進(jìn)行橫通道二次襯砌施工形成鋼筋混凝土二襯，即橫通道二襯；如圖6和圖7所示，在進(jìn)行橫通道開挖施工中，所形成的橫通道二襯23 具有如下特點(diǎn)1)除了覆蓋橫通道初襯M的表面，橫通道二襯23從上至下還包括第一二襯隔板 231、第二二襯隔板232、第三二襯隔板233，以有效改善橫通道不對(duì)稱結(jié)構(gòu)受力狀況，保證體系安全；其中，第一二襯隔板231位于第一初襯隔板241之上，第二二襯隔板232和第一初襯隔板241和第二初襯隔板242之間，第三二襯隔板233位于第二初襯隔板242之下；2)在橫通道的一側(cè)斷面上，橫通道二襯23留出第一正線隧道常規(guī)段和第二正線隧道擴(kuò)大段的洞口，洞口位置不進(jìn)行二襯施工；橫通道的另一側(cè)斷面上，橫通道二襯23留出第二正線隧道常規(guī)段和第一正線隧道擴(kuò)大段的洞口，洞口位置不進(jìn)行二襯施工。也就是說，橫通道二襯澆筑時(shí)預(yù)留進(jìn)入正線馬頭門的施工條件。橫通道開挖施工及初期支護(hù)、二次襯砌施工完成后，需要在橫通道的一側(cè)斷面上開挖第一正線隧道常規(guī)段，并開挖第二正線隧道擴(kuò)大段；在橫通道的另一側(cè)斷面上開挖第二正線隧道常規(guī)段，并開挖第一正線隧道擴(kuò)大段。如圖7所示，開挖第一正線隧道擴(kuò)大段或者第二正線隧道擴(kuò)大段的步驟如下S310.按第一正線隧道擴(kuò)大段或者第二正線隧道擴(kuò)大段進(jìn)洞輪廓線鑿除橫通道初襯，拆除第一初襯隔板和第二初襯隔板；S320.洞口位置設(shè)置擴(kuò)大段洞口環(huán)梁31，即初始的鋼筋混凝土環(huán)梁，以有效改善洞口位置受力狀態(tài)，同時(shí)滿足分導(dǎo)洞進(jìn)洞實(shí)施大斷面渡線隧道條件。擴(kuò)大段洞口環(huán)梁的特點(diǎn)是，除了覆蓋洞口輪廓線之外，還設(shè)置一道橫梁和兩道豎梁將擴(kuò)大段洞口環(huán)梁分成六個(gè)洞口，即預(yù)先設(shè)置開挖的六個(gè)導(dǎo)洞；另外，擴(kuò)大段洞口環(huán)梁的橫梁和豎梁與橫通道的第一二襯隔板、第二二襯隔板和第三二襯隔板連接，形成整體受力體系，確保整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全。S330.橫通道二襯結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按擴(kuò)大段洞口環(huán)梁預(yù)留導(dǎo)洞位置采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分六個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行開挖施工；隨著隧道段開挖施工的進(jìn)行，第一正線隧道擴(kuò)大段或者第二正線隧道擴(kuò)大段的輪廓線以自大而小收縮斷面的方式進(jìn)行。如圖7所示，以上所說的采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分六個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行開挖施工的一種優(yōu)選步驟為S331.同時(shí)開挖兩側(cè)上導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；S332.然后同時(shí)開挖兩側(cè)下導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；S333.開挖中間上導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；
S334.開挖中間下導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；S335.進(jìn)行二襯施工；S336.拆除橫通道的第二二襯隔板232 ；其中，兩側(cè)上導(dǎo)洞相對(duì)兩側(cè)下導(dǎo)洞的超前長(zhǎng)度為2 : ；兩側(cè)下導(dǎo)洞相對(duì)中間上導(dǎo)洞的超前長(zhǎng)度為2 : 沖間上導(dǎo)洞相對(duì)中間下導(dǎo)洞的超前長(zhǎng)度為2 :3m。如圖7所示，開挖第一正線隧道常規(guī)段或者第二正線隧道常規(guī)段的步驟如下S210.按第一正線隧道常規(guī)段或者第二正線隧道常規(guī)段進(jìn)洞輪廓線鑿除橫通道初襯；S220.設(shè)置常規(guī)段洞口環(huán)梁32 ；S230.進(jìn)行開挖施工。在本發(fā)明所提供的方法中，所涉及的步驟或子步驟，在某些情況下并無嚴(yán)格順序限制。如果根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在各種具體施工環(huán)境和不同的工程項(xiàng)目中，根據(jù)使用對(duì)象的區(qū)別和部分限制，為滿足工程實(shí)際需要，本發(fā)明的步驟在子步順序上可以有先后調(diào)換，并不影響本發(fā)明的效果。本發(fā)明通過上述方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使含渡線、停車線暗挖隧道實(shí)施取得良好效果。 本發(fā)明巧妙結(jié)合多種淺埋暗挖開挖方法和結(jié)構(gòu)設(shè)置方法，構(gòu)筑起互相聯(lián)系的多道技術(shù)防線，多角度、多層次地切實(shí)確保實(shí)施安全，有效控制大斷面隧道實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，在暗挖發(fā)實(shí)施地下空間技術(shù)領(lǐng)域有廣闊的運(yùn)用前景。應(yīng)該理解，在本發(fā)明的權(quán)利要求書、說明書中，所有“包括……”均應(yīng)理解為開放式的含義，也就是其含義等同于“至少含有……”，而不應(yīng)理解為封閉式的含義，即其含義不應(yīng)該理解為“僅包含……”。綜上所述，本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種地鐵隧道開挖施工方法，其特征在于，所要開挖的隧道包括第一正線隧道常規(guī)段、第一正線隧道擴(kuò)大段、第二正線隧道常規(guī)段、第二正線隧道擴(kuò)大段、最大斷面隧道段，所述方法包括如下步驟S100.設(shè)置豎井并開挖橫通道，橫通道的位置與最大斷面隧道段的位置相同，橫通道在空間上包含最大斷面隧道段；S200.在橫通道的一側(cè)斷面上先開挖第二正線隧道擴(kuò)大段，然后開挖第一正線隧道常規(guī)段；S300.在橫通道的另一側(cè)斷面上先開挖第一正線隧道擴(kuò)大段，然后開挖第二正線隧道常規(guī)段；其中，以上所述的第SlOO步驟首先進(jìn)行，以上所述的第S200、S300步驟依次進(jìn)行或者調(diào)換順序依次進(jìn)行；第SlOO步中所述的開挖橫通道的具體實(shí)施步驟為S110.按橫通道進(jìn)洞輪廓線鑿除豎井初襯，并同時(shí)設(shè)置“目”型橫通道洞口環(huán)梁；5120.分上、中、下三個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行橫通道開挖施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的進(jìn)行橫通道開挖施工的具體實(shí)施步驟為5121.拱頂超前支護(hù)；S122.上導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖，并預(yù)留核心土；S123.上導(dǎo)洞拱部初期支護(hù)，去除核心土；S124.上導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖；S125.上導(dǎo)洞仰拱初期支護(hù)；S126.中導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖，并預(yù)留核心土；S127.中導(dǎo)洞拱部初期支護(hù)，去除核心土；S128.中導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖；S129.中導(dǎo)洞仰拱初期支護(hù)；S130.下導(dǎo)洞開挖；S131.下導(dǎo)洞初期支護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，各導(dǎo)洞開挖超前長(zhǎng)度為2 :3m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述的進(jìn)行橫通道開挖施工中，所形成的橫通道初襯從上至下包括第一初襯隔板和第二初襯隔板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在所述的進(jìn)行橫通道開挖施工中，所形成的橫通道二襯具有如下特點(diǎn)1)除了覆蓋橫通道初襯的表面，橫通道二襯從上至下還包括第一二襯隔板、第二二襯隔板、第三二襯隔板；其中，第一二襯隔板位于第一初襯隔板之上，第二二襯隔板和第一初襯隔板和第二初襯隔板之間，第三二襯隔板位于第二初襯隔板之下；2)在橫通道的一側(cè)斷面上，橫通道二襯留出第一正線隧道常規(guī)段和第二正線隧道擴(kuò)大段的洞口，洞口位置不進(jìn)行二襯施工；在橫通道的另一側(cè)斷面上，橫通道二襯留出第二正線隧道常規(guī)段和第一正線隧道擴(kuò)大段的洞口，洞口位置不進(jìn)行二襯施工。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述的開挖第一正線隧道擴(kuò)大段或者第二正線隧道擴(kuò)大段的步驟如下S310.按第一正線隧道擴(kuò)大段或者第二正線隧道擴(kuò)大段進(jìn)洞輪廓線鑿除橫通道初襯， 拆除第一初襯隔板和第二初襯隔板；S320.洞口位置設(shè)置擴(kuò)大段洞口環(huán)梁，所述的擴(kuò)大段洞口環(huán)梁的特點(diǎn)是除了覆蓋洞口輪廓線之外，還設(shè)置一道橫梁和兩道豎梁將擴(kuò)大段洞口環(huán)梁分成六個(gè)洞口，即預(yù)先設(shè)置開挖的六個(gè)導(dǎo)洞；另外，擴(kuò)大段洞口環(huán)梁的橫梁和豎梁與橫通道的第一二襯隔板、第二二襯隔板和第三二襯隔板連接；S330.橫通道二襯結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按擴(kuò)大段洞口環(huán)梁預(yù)留導(dǎo)洞位置采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分六個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行開挖施工。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述的采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分六個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行開挖施工的步驟為5331.同時(shí)開挖兩側(cè)上導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；5332.然后同時(shí)開挖兩側(cè)下導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；5333.開挖中間上導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；5334.開挖中間下導(dǎo)洞，進(jìn)行初期支護(hù)施工；5335.進(jìn)行二襯施工；5336.拆除橫通道的第二二襯隔板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分六個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行開挖施工的過程中，兩側(cè)上導(dǎo)洞相對(duì)兩側(cè)下導(dǎo)洞的超前長(zhǎng)度為2 : ；兩側(cè)下導(dǎo)洞相對(duì)中間上導(dǎo)洞的超前長(zhǎng)度為2 : ；中間上導(dǎo)洞相對(duì)中間下導(dǎo)洞的超前長(zhǎng)度為2 :3m。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述的開挖第一正線隧道常規(guī)段或者第二正線隧道常規(guī)段的步驟如下S210.按第一正線隧道常規(guī)段或者第二正線隧道常規(guī)段進(jìn)洞輪廓線鑿除橫通道初襯； S220.設(shè)置常規(guī)段洞口環(huán)梁； S230.進(jìn)行開挖施工。
全文摘要
本發(fā)明一種地鐵隧道開挖施工方法，所要開挖的隧道包括第一正線隧道常規(guī)段、第一正線隧道擴(kuò)大段、第二正線隧道常規(guī)段、第二正線隧道擴(kuò)大段、最大斷面隧道段，所述方法首先開挖最大斷面隧道段，然后從最大斷面隧道段由大斷面向較小斷面過渡，從而實(shí)現(xiàn)以自大而小收縮斷面的方式對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是(1)只需設(shè)置一處豎井，施工工作量較小；(2)全過程均由大斷面向較小斷面過渡，無需反擴(kuò)施工，避免擴(kuò)挖施工風(fēng)險(xiǎn)；(3)以自大而小收縮斷面的方式對(duì)含渡線和停車線的地鐵區(qū)間隧道進(jìn)行開挖施工，避免采用迂回導(dǎo)坑法，工序簡(jiǎn)單，臨時(shí)初襯工程量小。
文檔編號(hào)E21D9/14GK102155233SQ20111010080
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者張海波, 徐正良, 田海波, 黃愛軍 申請(qǐng)人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院