專利名稱：特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法
技術領域：
本發明屬于一種隧道施工方法，特別涉及一種特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法。
背景技術：
目前，特長隧道施工方法主要采用鉆爆法和 掘進法兩種方法。這兩種方法存在如下缺陷I、鉆爆法(I)鉆爆法為減少對圍巖的撓動，雖然已實現光面爆破、預裂爆破等，但是，爆破對軟弱圍巖的擾動仍不能克服。(2)長隧道施工中，設置多座斜井，將長隧道分割成幾段施工是縮短工期的常用辦法。但由于用鉆爆法修建斜井速度很慢，需要增加斜井數量來加快進度、節省工期，因此增加了隧道施工的成本，破壞了隧道斜井周邊植被及地下水環境。(3)鉆爆法施工無法將隧道開挖過程中的各工序連續起來，從而影響施工速度和施工的安全性。2、掘進機(TBM)法掘進機法屬機械切割破巖，對圍巖擾動小，開挖面平整圓順，超欠挖少，可以有效降低施工地質災害的發生風險。目前廣泛應用于交通、水利、城建、等行業工程建設中。目前，我國在隧道施工中普遍采用直徑大于IOm的大直徑掘進機，由于掘進機直徑大，既增加了掘進機設備投入，又增加了在山區長隧道中使用和運輸難度。

發明內容
本發明的目的就在于提供一種特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，該方法采用小直徑掘進機首先掘進長隧道斜井和導坑，可為鉆爆法擴挖、襯砌提供多個作業面，從而實現特長隧道分段快速施工。如上構思，本發明的技術方案是一種特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，其特征在于采用兩臺小直徑掘進機首先掘進并行的左、右隧道的斜井和導坑，實現兩并行隧道的分段修建、形成隧道順坡排水、分段式巷道通風。上述斜井長度< 1500m，坡度16°。上述小直徑掘進機的直徑小于左、右隧道的建筑限界及襯砌內輪廓，即隧限直徑。上述兩臺小直徑掘進機掘進左、右隧道的斜井和導坑的具體方法是在左、右隧道上設置I號、2號、3號三座斜井，(I)第I臺掘進機下坡掘進I號斜井至左線隧道底，然后轉至向左線隧道高端掘進隧道下導坑，最后再轉向上坡掘進3號斜井出洞；(2)第2臺掘進機從右線隧道低端洞口向高端洞口掘進隧道下導坑，然后轉向上坡掘進2號斜井掘出；(3) I號斜井至左線隧道下導坑與右線隧道下導坑之間的橫通道貫通，實現兩下導坑與I號斜井連通，實現順坡排水、通風和互通式出碴；隨著兩隧道間多個正向、反向聯絡通道的修通，可為鉆爆法擴挖左線提供多個作業面；(4)利用I號斜井井口與隧道底高差及洞內、外溫度差的“高煙囪”效應，利用通風機和軟管將新風從兩隧道低端洞口吸入，并送到掘進機工作面，再利用安裝在聯絡通道的自動風門開、閉，即可組織各開挖面廢氣從I號斜井排出，形成巷道式節能通風。本發明具有如下的優點和積極效果I、本發明施工導坑的掘進速度是鉆爆法掘進斜井速度的3-5倍，從而使長隧道分段少，減少斜井數量，減少對植被和地下水環境破壞。2、本發明采用掘進機快速施工斜井、導坑，有利隧道組織多工作面擴挖，從而達到長隧快做的目的。3、本發明采用掘進機快速施工斜井、導坑，有利于提前探明地質、有利于排水、施工通風和運輸組織。

4、本發明采用掘進機快速施工斜井、導坑，作業環境好，施工安全。5、本發明采用小直徑TBM先掘進長隧道斜井及導坑，能為長隧道的設計與施工帶來以下優點可對隧道軸線范圍的地層連續地地質調查；能對隧道支護系統作進一步精確的設計，利用掘進機對圍巖擾動小，可使用最少數量的初期支護手段；易于變更施工方法，建成軟弱地帶隧道；使巖體中的高地應力預先釋放，減少巖爆風險；能規劃和安排隧道多個工作面開挖、支護和襯砌作業，確保隧道規劃的建設工期。


圖I是本發明的施工示意圖。
具體實施例方式以長度25km高速鐵路客專隧道，采用雙線分修的雙洞形式為例，本發明設置I號、2號、3號三座斜井，見圖1，實現特長隧道分段快速施工，各斜井長度1500m以內，坡度16°，說明如下I、根據兩并行特長隧道及其斜井位置的工程地質、水文地條件、斜井在施工中和在隧道營運中的功能要求、特長隧道的建設工期等，確定選用掘進機直徑、功能及主參數后，即可進行該長隧道、斜井的施工組織設計，培訓人員，組織實施。2、兩并行特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法是采用兩臺小直徑的雙護盾掘進機掘進隧道，小直徑掘進機的直徑小于左、右隧道的建筑限界及襯砌內輪廓(隧限)直徑。第I臺以450m/月速度在坡度大于8°的下坡上掘進I號斜井I至左線隧道2底部，轉至向左線隧道高端以800m/月速度，掘進隧道下導坑3至19km處，再轉向坡度大于8°的上坡掘進3號斜井4出洞。3、第2臺掘進機從右線隧道5低端洞口 8向高端洞口 9掘進隧道下導坑6，平均速為800m/月，至前方15km處，轉向以450m/月速度上坡掘進2號斜井7掘出。4、兩臺臺掘進機同時開工后約4. 5-6個月，I號斜井至左線隧道下導坑與右線隧道下導坑之間的橫通道貫通，實現兩下導坑與I號斜井連通，有利順坡排水、通風和互通式出石查。5、完善I號斜井供電、提升設備、軌道安裝、大能力皮帶運輸機安裝(帶寬1400_，能力1200t/h)、安裝塊石破碎站(600t/h或350t/h)、建斜井井底車場等，為左、右線多工作面鉆爆法施工提供大能力排碴、進料條件。6、隨著兩隧道間多個正向(反向)聯絡通道的修通，可為鉆爆法擴挖左線提供多個作業面，重點是加快左線洞口至I號斜之間的隧道貫通，以便將2臺掘進機石碴集中在I號斜井排出，同時，也可進行右線洞口至I號斜井段的多工作擴挖和襯砌作業。7、利用I號斜井井口與隧道底高差及洞內外溫度差的“高煙囪”效應，隧道的新風從兩隧道低端洞口吸入，只需設置局部通風機+軟管壓 入新風到掘進工作面，再利用聯絡通道的自動風門開、閉，即可組織各開挖面廢氣從I號斜井排出，形成巷道式節能通風。8、第2臺掘進機約第19個月掘進至2號斜井底，再轉向掘進2號斜井出洞后，按I號斜井功能進行完善和設施安裝，修建井底車場，修通左、右線隧道各橫通道，至第24月完成該斜井掘進并做好左、右線多工作面鉆爆法擴挖的各項準備工作。9、第I臺掘進機繼續向左線前方19km處掘進至3號斜井底，轉向掘進3號斜井出洞，歷時約25. 5個月。10,3號斜井同樣按1、2號斜井布置，至此，2臺TBM將特長隧道的輔助導坑掘進完成，按I、2、3號斜井長度均為1500m計，包括掘進左、右線下導坑各15km在內，2臺掘進機掘進總長度均不超過18km(在25km壽命之內)，歷時約27. 5個月。11、3座斜井建成后，按每個斜井分擔左、右線各2個鉆爆法擴挖掘進工作面計，力口上隧道兩端4個工作面，共計16個工作面，平均每工作面月成洞85m，再用32. 5個月時間可成洞44. 2km。加上前期隧道兩端及1、2號斜井完成的成洞量，總工期60個月內可建成2x25km 隧道。
權利要求
1.一種特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，其特征在于采用兩臺小直徑掘進機首先掘進并行的左、右隧道的斜井和導坑，實現兩并行隧道的分段修建、形成隧道順坡排水、分段式巷道通風。
2.根據權利要求I所述的特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，其特征在于上述斜井長度< 1500m，坡度16°。
3.根據權利要求I所述的特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，其特征在于上述小直徑掘進機的直徑小于左、右隧道的建筑限界及襯砌內輪廓，即隧限直徑。
4.根據權利要求I或2所述的特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，其特征在于上述兩臺小直徑掘進機掘進左、右隧道的斜井和導坑的具體方法是在左、右隧道上設置I號、2號、3號三座斜井，(I)第I臺掘進機下坡掘進I號斜井至左線隧道底，然后轉至向左線隧道高端掘進隧道下導坑，最后再轉向上坡掘進3號斜井出洞；(2)第2臺掘進機從右線隧道低端洞口向高端洞口掘進隧道下導坑，然后轉向上坡掘進2號斜井掘出；(3) I號斜井至左線隧道下導坑與右線隧道下導坑之間的橫通道貫通，實現兩下導坑與I號斜井連通，實現順坡排水、通風和互通式出碴；隨著兩隧道間多個正向、反向聯絡通道的修通，可為鉆爆法擴挖左線提供多個作業面；(4)利用I號斜井井口與隧道底高差及洞內、外溫度差的“高煙囪”效應，利用通風機和軟管將新風從兩隧道低端洞口吸入，并送到掘進機工作面，再利用安裝在聯絡通道的自動風門開、閉，即可組織各開挖面廢氣從I號斜井排出，形成巷道式通風。
全文摘要
一種特長隧道采用掘進機先施工斜井和導坑的分段修建方法，將并行的左、右隧道采用兩臺小直徑掘進機首先掘進隧道的斜井和導坑，從而實現兩并行隧道的分段修建、并形成隧道順坡排水、分段式巷道通風。本發明具有安全、快速、掘進機費用較低、適合我國山區特長隧道修建的特點。
文檔編號E21D9/00GK102787845SQ20121025014
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者劉樹山, 宋修元, 徐潤澤, 柴永模, 毛東暉, 鄒春華 申請人:中鐵十三局集團有限公司