溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法。明洞上游修建導(dǎo)流堤（3），進(jìn)洞斜通道（4）與明洞口（5）相連接，明洞進(jìn)洞位置設(shè)置洞口仰坡，將進(jìn)洞掌子面刷成一定坡度；在距明洞10~20m區(qū)域內(nèi)的適當(dāng)位置按設(shè)計開挖排洪渠（2），排洪渠兩側(cè)修建片石混凝土擋水墻，其中明洞口側(cè)擋墻比山坡側(cè)擋墻高1~2m，擋墻上部開挖坡面采用噴射混凝土進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)；排洪渠擋墻與底板設(shè)置沉降縫；排洪渠底板的兩端及沉降縫處設(shè)置垂裙，并在排洪渠底板的兩端過渡段采用漿砌片石鋪砌；在洞頂山坡設(shè)置梯形截水溝（8）；在棄碴堆山坡側(cè)設(shè)置矩形排水溝（9）；在洞頂沖溝與棄碴堆山坡側(cè)排水溝交匯處設(shè)置鋼筋混凝土攔水壩（7）。
【專利說明】溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，若一座長隧道的洞身明洞處于溝谷處，即使需要在此附近增加一工作面，考慮到明洞洞口開挖后工作面處于低洼地帶，為了避免可能發(fā)生幾十年一遇的洪水使工作面人員、機械來不及撤離而造成較大經(jīng)濟損失甚至人員傷亡事故，一般會采取在明洞附近新增一施工橫洞，而不會采取直接從明洞進(jìn)洞的施工方法。若施工橫洞不長，工期也不緊張，倒是一個可行的辦法。但如果施工橫洞較長，工期又比較緊張，將使施工費用增加及工期延后，這就需要一種新的施工方法來解決此問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，該方法根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料、溝谷匯水面積以及擬建排洪渠線位處沖溝天然橫斷面等因素，計算出本地區(qū)50年一遇的洪水流量、流速等，在距明洞l(T20m處的適當(dāng)位置設(shè)計一排洪渠，并對排洪渠排洪能力進(jìn)行檢算，使明洞上游匯集的地表水可通過排洪渠充分泄洪，確保洪水不會涌入明洞工作面而造成經(jīng)濟損失甚至人員傷亡。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:明洞上游修建導(dǎo)流堤，進(jìn)洞斜通道與明洞口相連接，明洞進(jìn)洞位置設(shè)置洞口仰坡，將進(jìn)洞掌子面刷成一定坡度；在距明洞l(T20m區(qū)域內(nèi)的適當(dāng)位置按設(shè)計要求開挖排洪渠，排洪渠兩側(cè)修建片石混凝土擋水墻，擋墻上部開挖坡面采用噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)；排洪渠的擋墻與底板每10?15m設(shè)置一沉降縫；排洪渠底板的兩端及沉降縫處設(shè)置垂裙，并在排洪渠底板的兩端過渡段采用漿砌片石鋪砌；在洞頂山坡設(shè)置梯形截水溝，在棄碴堆山坡側(cè)等處設(shè)置矩形排水溝；同時，在洞頂沖溝與棄碴堆山坡側(cè)排水溝交匯處設(shè)置鋼筋混凝土攔水壩。各種排水及安全防護(hù)措施修好后，按臺階開挖法進(jìn)行暗洞施工。
[0005]排洪渠明洞口側(cè)擋墻比山坡側(cè)擋墻高f 2m，以防止因洪水過大排洪渠內(nèi)的水溢出渠道漫入明洞口。沉降縫寬3cm，采用浙青麻筋填塞。
[0006]排洪渠底板采用C30鋼筋混凝土，厚度為35cm，表層設(shè)Φ 8鋼筋網(wǎng)，排水坡度盡量選用原沖溝自然流水坡度；底板沉降縫與擋墻沉降縫對齊，同樣采用浙青麻筋填塞；為防止溝床防護(hù)末端因淘刷而遭破壞，或因排洪渠沉降而產(chǎn)生滲流，在排洪渠底板的兩端及沉降縫處分別設(shè)置末端垂裙與中間垂裙，垂裙嵌入地基，并設(shè)單層鋼筋網(wǎng)。
[0007]導(dǎo)流堤與排洪渠的明洞口側(cè)擋墻連接，以便對明洞上游匯集的地表水進(jìn)行引導(dǎo)，引入排洪渠，使得排洪暢通。導(dǎo)流堤采用C20片石混凝土，基礎(chǔ)嵌入巖層，頂面標(biāo)高要高出原溝床底足夠的高度。另外，在導(dǎo)流堤、擋水墻、明洞口等之間所圍場地用隧道棄碴填筑壓實，以加固導(dǎo)流堤和排洪渠的擋水墻。
[0008]考慮到原地面與明洞底之間有一定的高差，從距線路中線一定距離的原地面位置開始按8%?10%的坡度修建進(jìn)洞斜通道至明洞口，并與明洞邊墻底平齊。為確保安全，在通道與明洞口相交處，靠排洪渠側(cè)5米范圍內(nèi)的通道邊坡采取MlO漿砌片石擋墻防護(hù)，靠山坡側(cè)5米范圍內(nèi)的通道邊坡采取MlO漿砌片石護(hù)坡，其余邊坡兩側(cè)均采用C20噴射混凝土等噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)。
[0009]明洞進(jìn)洞口仰坡及線右側(cè)邊坡采用C20噴射混凝土進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)，明洞線左側(cè)設(shè)MlO漿砌片石一級擋墻進(jìn)行防護(hù)，以保證明洞工作面施工安全；同時，為防止棄碴坍塌至明洞工作面內(nèi)，在一級擋墻墻頂5?1m外設(shè)MlO漿砌片石二級擋墻作為擋碴墻。
[0010]為排除明洞口山坡側(cè)坡面匯水對明洞工作面的影響，使明洞口排水系統(tǒng)暢通，保證施工安全，在洞頂山坡范圍適當(dāng)位置設(shè)梯形截水溝；在斜通道兩側(cè)、棄碴擋墻周圍及棄碴堆山坡側(cè)等處設(shè)置矩形排水溝。同時，在洞頂沖溝與棄碴堆山坡側(cè)排水溝交匯處設(shè)置一 C25鋼筋混凝土攔水壩，將山坡沖溝流水弓I入排洪渠排走。
[0011]另外，在明洞口位置修建好集水坑并配制足夠排水設(shè)施，以及時引排斜通道處積水，以確保明洞工作面順利施工。
[0012]各種排水及安全防護(hù)措施修好后，方可進(jìn)行暗洞施工。為確保施工安全，將進(jìn)洞掌子面刷成10:1的坡度，然后按臺階開挖法進(jìn)行暗洞施工。
[0013]本發(fā)明根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料、溝谷匯水面積以及沖溝天然橫斷面等資料，通過相關(guān)計算與檢算，在距明洞l(T20m處的適當(dāng)位置設(shè)置一排洪渠泄洪，成功解決了長隧道在位于溝谷處的明洞直接增加工作面可能遇上洪水遭受財產(chǎn)損失甚至人員傷亡的難題，可節(jié)省一定的施工成本，確保工期。該施工方法計算與檢算排洪渠泄洪能力的方法正確，相關(guān)防洪防護(hù)措施合理到位，能保證明洞工作面不會遭受洪水災(zāi)害。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的施工平面示意圖，即明洞進(jìn)洞施工平面布置圖。
[0015]圖2為圖1的A— A截面圖，即排洪渠縱斷面圖。
[0016]圖3為圖1的B— B截面圖，即排洪渠橫斷面圖。
[0017]圖4為圖1的C一C截面圖，即進(jìn)洞斜通道縱斷面圖。
[0018]圖5為圖1的D— D截面圖，即進(jìn)洞斜通道明洞口端橫斷面圖。
[0019]圖6為圖1的E— E截面圖，即進(jìn)洞斜通道一般段橫斷面圖。
[0020]圖7為圖1的F— F截面圖，即明洞至排洪渠段線路中線縱斷面圖。

【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明的應(yīng)用實例:某隧道設(shè)計全長3473米，進(jìn)口里程DK4+912，出口里程DK8+385，為所在標(biāo)段工期控制工程。原設(shè)計為在DK7+350里程處設(shè)計一橫洞，長229米，主攻進(jìn)口方向。組織安排進(jìn)口、出口和橫洞三個作業(yè)面同時平行展開施工。
[0022]橫洞與正線相交于正線DK7+350處。根據(jù)橫洞的工程量及實際地質(zhì)情況，從施工準(zhǔn)備到橫洞貫通至正線位置需要3個月時間。
[0023]同時，在正線里程DK7+274?DK7+300處設(shè)計為明洞，但明洞位于溝谷處。如果從明洞直接進(jìn)洞施工可以節(jié)約工期2個月。鑒于本工程項目工期緊迫，可采取取消橫洞改從溝谷處明洞直接進(jìn)入正洞的施工方案，組織安排進(jìn)口、出口和明洞工區(qū)三個作業(yè)面同時平行展開施工，可保證總工期目標(biāo)的實現(xiàn)。
[0024]從溝谷處洞身明洞直接進(jìn)入正洞施工，主要需要解決排水防洪的問題。明洞位于溝谷處，明洞口開挖后工作面處于低洼地帶，如何引排雨季地表水及可能發(fā)生50年一遇的洪水是問題的關(guān)鍵。
[0025]根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料、溝谷匯水面積以及沖溝天然橫斷面等資料，通過相關(guān)計算與檢算，在距明洞15m處的位置設(shè)計一排洪渠泄洪。
[0026]I)溝谷匯水面積計算。用全站儀沿斷面上游山脊線實測，計算得匯水面積S=L 6km2。
[0027]2)水文氣象資料。根據(jù)該縣氣象局水文氣象的歷史記錄，近50年來的最大日降雨量和最大小時降雨量均發(fā)生在1991年7月21日，分別為141.lmm/d和46.8mm/h。
[0028]3)洪水流量及流速計算。根據(jù)實測匯水面積S=L 6km2,排水坡度i=0.03,請專業(yè)機構(gòu)計算得出該地區(qū)50年一遇流量Q$=42m3/s，并根據(jù)所提線位處沖溝天然橫斷面，計算得出水深1.4m,流速5.73 m/s。
[0029]4)排洪渠排洪能力檢算。為確保施工期間安全，根據(jù)上述計算結(jié)果和實際地形情況，設(shè)計排洪渠底板寬6米，排水坡度為3%，山坡側(cè)擋墻高出渠底面4米，明洞口側(cè)擋墻高出渠底面6米，兩側(cè)坡度均為1:0.25。
[0030]根據(jù)前述，排洪渠排洪能力檢算可近似取排洪渠在水位1.4m時的排洪能力。排洪渠水位 H=L 4m，則排洪斷面積為[6+(6+1.4X0.25X2)] XL 4/2=8.89m2，又有流速 v=5.73m/s。計算排洪能力Qa=8.89*5.73=50.94 m3/s> Q實=42 m3/s。因此,該設(shè)計排洪渠滿足該地區(qū)50年一遇洪水排洪要求。具體實施如下:
如附圖，I為隧道中線；2為排洪渠；3為導(dǎo)流堤；4為進(jìn)洞斜通道；5為明洞口 ；6為隧道棄碴填筑壓實區(qū)；7為洞頂山坡攔水壩；8為洞頂山坡梯形截水溝，9為矩形排水溝。
[0031 ] 排洪渠2底面寬度為6m，其兩側(cè)擋墻均為C20片石混凝土，其中靠明洞口一側(cè)擋墻
2-1基礎(chǔ)寬1.84 m，墻身寬1.54m，高6m，坡度為I:0.25 ;山坡側(cè)擋墻2-2基礎(chǔ)寬1.65m，墻身寬1.35m,高4m，坡度為1:0.25 ;兩側(cè)擋墻均每隔15m設(shè)一道沉降縫，縫寬3cm，采用浙青麻筋填塞。山坡側(cè)擋墻上部坡面2-8刷坡坡度為1:0.5，采用噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)，施作Φ22錨桿，單根長3.5m,梅花型布置，間距1.2 X 1.2m，掛Φ 8鋼筋網(wǎng)，縱、橫向間距均為20cm，噴射C20混凝土，厚度20cm。
[0032]排洪渠底板2-3采用C30鋼筋混凝土，厚度為35cm，排水坡度為3%，表層設(shè)Φ 8鋼筋網(wǎng)，間距為20 X 20cm ;底板每隔15m設(shè)一道沉降縫2_7，與擋墻沉降縫對齊，縫寬3cm，采用浙青麻筋填塞。中間垂裙2-4厚度0.35m，嵌入地基深度0.5m，末端垂裙2-5厚度0.5m，嵌入地基深度0.Sm，中間垂裙2-4與末端垂裙2-5均設(shè)單層鋼筋網(wǎng)，豎向鋼筋為Φ22，橫向鋼筋為Φ 14，豎、橫向鋼筋間距均為20cm ;底板兩端過渡段2-6各鋪砌5m長、30cm厚MlO漿砌片石順接。
[0033]明洞上游導(dǎo)流堤3采用C20片石混凝土，基礎(chǔ)寬2.23 m,墻身寬2m，高8m，坡度為1:0.25。導(dǎo)流堤3、擋水墻2-1、明洞口 5等之間所圍場地6用隧道棄碴填筑壓實，以加固導(dǎo)流堤和排洪渠的擋水墻。
[0034]進(jìn)洞斜通道4全長117m，為10%的坡度。在斜通道4與明洞口 5相交處，使斜通道4與明洞邊墻底5-3平齊，靠排洪渠側(cè)5米范圍內(nèi)的通道邊坡采取MlO漿砌片石擋墻4-1防護(hù)，基礎(chǔ)寬2.23m，墻身寬2.0m，高10m，坡度為1:0.25 ;靠山坡側(cè)5米范圍內(nèi)的通道邊坡采取MlO漿砌片石護(hù)面4-2防護(hù)，厚度為0.75m ;兩側(cè)其余邊坡4_3刷坡坡度為1:0.5，采用噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)，施作Φ22錨桿，單根長3.5m，梅花型布置，間距1.2X1.2m，掛Φ8鋼筋網(wǎng)，縱、橫向間距均為20cm，噴射C20混凝土，厚度20cm。
[0035]明洞進(jìn)洞位置洞口仰坡5-5及線右側(cè)邊坡開挖坡度為1:0.5，采用噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)，施作Φ 22錨桿，單根長3.5m，梅花型布置，間距1.2X1.2m，掛Φ8鋼筋網(wǎng)，縱、橫向間距均為20cm，噴射C20混凝土，厚度20cm。
[0036]明洞線左側(cè)設(shè)置MlO漿砌片石一級擋墻5-1，基礎(chǔ)寬2.23 m，墻身寬2m，高9 m，長22.5m,坡度為1:0.25。在一級擋墻墻頂6米外設(shè)MlO漿砌片石二級擋墻5_2作為擋碴墻，基礎(chǔ)寬1.42m，墻身寬1.35m，高4m，長23 m,坡度為1:0.25。
[0037]洞頂山坡范圍梯形截水溝8頂寬1.2m，底寬0.6m，深0.6m,總長度260米；斜通道兩側(cè)、棄碴擋墻周圍及棄碴堆山坡側(cè)等處矩形排水溝9的寬度與深度均為0.6m,總長度400米。
[0038]洞頂沖溝與棄碴堆山坡側(cè)排水溝交匯處攔水壩7采用C25鋼筋混凝土，基礎(chǔ)寬1.8m，墻身寬1.5m，高6m，設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，每層鋼筋網(wǎng)豎向鋼筋為Φ22，橫向鋼筋為Φ14，豎、橫向鋼筋間距均為20cm，層間距為20cm，鋼筋網(wǎng)層間為Φ8箍筋。
[0039]各種排水及安全防護(hù)措施修好后，進(jìn)行暗洞施工。為確保洞口安全，將進(jìn)洞掌子面5-4刷成10:1的坡度，然后按臺階開挖法進(jìn)行暗洞施工。
【權(quán)利要求】
1.一種溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:明洞上游修建導(dǎo)流堤(3)，進(jìn)洞斜通道(4)與明洞口(5)相連接，明洞進(jìn)洞位置設(shè)置洞口仰坡(5-5)，將進(jìn)洞掌子面(5-4)刷成一定坡度；在距明洞l(T20m區(qū)域內(nèi)的適當(dāng)位置開挖排洪渠(2)，排洪渠兩側(cè)修建片石混凝土擋水墻，擋墻上部開挖坡面(2-8)采用噴射混凝土進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)；排洪渠擋墻與底板設(shè)置沉降縫(2-7);排洪渠底板的兩端及沉降縫處設(shè)置垂裙，并在排洪渠底板(2-3)的兩端過渡段(2-6)采用漿砌片石鋪砌；在洞頂山坡設(shè)置梯形截水溝(8);在棄碴堆山坡側(cè)等處設(shè)置矩形排水溝(9);在洞頂沖溝與棄碴堆山坡側(cè)排水溝交匯處設(shè)置鋼筋混凝土攔水壩(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:排洪渠兩側(cè)修建C20片石混凝土擋水墻，其中明洞口側(cè)擋墻(2-1)比山坡側(cè)擋墻(2-2)高出f2m ；擋墻上部開挖坡面(2-8)采用C20噴射混凝土進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:排洪渠擋墻與底板每隔10?15m設(shè)一道沉降縫，縫寬3cm，采用浙青麻筋填塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:排洪渠底板(2-3)采用C30鋼筋混凝土，厚度為35cm，表層設(shè)Φ 8鋼筋網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:在排洪渠底板(2-3)的兩端及沉降縫(2-7)處分別設(shè)置末端垂裙(2-5)與中間垂裙(2-4)，中間垂裙(2-4)和末端垂裙(2-5)嵌入地基，并設(shè)單層鋼筋網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:導(dǎo)流堤(3)與排洪渠(2)的明洞口側(cè)擋墻(2-1)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:從距線路中線一定距離的原地面位置開始按8%?10%的坡度修建進(jìn)洞斜通道(4)至明洞口(5)，斜通道明洞端左邊坡(4-1)、明洞端右邊坡(4-2)、其余邊坡(4-3)分別采取MlO漿砌片石擋墻防護(hù)、MlO漿砌片石護(hù)坡及C20混凝土噴、錨、網(wǎng)防護(hù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:明洞線左側(cè)設(shè)MlO漿砌片石一級擋墻(5-1)進(jìn)行防護(hù)，在一級擋墻墻頂5?1m外設(shè)MlO漿砌片石二級擋墻(5-2)作為擋碴墻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝谷處洞身明洞直接進(jìn)洞的施工方法，其特征在于:明洞進(jìn)洞位置洞口仰坡(5-5)及線右側(cè)邊坡采用C20噴射混凝土進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)，并將進(jìn)洞掌子面(5-4)刷成10:1的坡度，然后按臺階開挖法進(jìn)行暗洞施工。
【文檔編號】E02D29/05GK104234081SQ201410463348
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】傅強, 曹振興, 夏真榮, 于細(xì)飛, 陳躍龍, 胡旭盛, 馮春田, 劉長青 申請人:中鐵五局（集團(tuán)）有限公司, 中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司