專利名稱：一種淺埋大跨輸水隧洞三臺階五步開挖方法
一種淺埋大跨輸水隧洞三臺階五步開挖方法技術領域
本發明屬于水利水電、公路、鐵路、市政工程等技術領域，具體是一種淺埋大跨輸水馬蹄形隧洞三臺階五步開挖方法。
背景技術：
目前，國內常用的“淺埋暗挖法”主要有:臺階法、⑶法、CRD法、PBA法、三臺階七步法。而常用的開挖方法工序繁多，開挖成型斷面小，機械化程度低，多為人工開挖，開挖循環周期較長，圍巖變形較大，施工成本高，施工安全風險突出。發明內容
本發明的目的是保證隧洞開挖安全，提供一種淺埋大跨輸水隧洞三臺階五步開挖方法，該方法工序銜接周期短，能縮短一襯支護時間，為圍巖變形發展贏得了時間。
本發明的三臺階五步開挖方法按以下步驟進行: O 一步開挖:上半洞超前支護、上臺階開挖:在挖掘機沿隧洞設計輪廓線開挖、預留核心土體，開挖面進行初噴混凝土封閉，架設型鋼拱架，拱架腳下墊混凝土預制塊，鋪設鋼筋網片，打設鎖腳錨管，噴射混凝土至設計厚度。
2) 二步開挖:隧洞中部拉槽開挖，以保證上臺階開挖出渣及交通，中部拉槽開挖成降坡，兩側邊墻預留土體； 3)三步開挖:隧洞左邊墻開挖，然后邊墻鋼格柵與上半洞鋼格柵連接牢固，進行鋼筋掛網、鎖腳錨管和噴射混凝土施工支護； 4)四步開挖:隧洞右邊墻開挖:邊墻鋼格柵與上半洞鋼格柵連接牢固，進行鋼筋掛網、鎖腳錨管和噴射混凝土施工支護； 5)五步開挖:下臺階邊墻及仰拱開挖、支護。
本發明的三臺階五步開挖方法進行了分區開挖，充分利用了各工序在空間和時間的重疊，合理利用了各工序開挖時段，減小了隧洞洞內變形，能夠較快使一襯封閉成環。該施工方法各工序保持一定的距離，可保證圍巖變形在一定的范圍內。
與現有技術相比，本發明的有益效果是: 1、節省勞動力、降低人員安全風險和施工成本:由于合理分步，各部開挖采用機械設備開挖，很大程度上節省了大量勞動力，降低了工人的勞動強度。另外，勞動強度和施工環境的改善，有力地保障了施工人員的安全和職業健康。
2、節約時間、加快進度:由于分步合理，上中下各臺階在開挖時段上相互錯開，為支護提前了時間，同時上一工序的開挖時間可和下一支護的時段可同步進行，消除了各工序銜接滯停的時間影響，平均綜合開挖進度為60m/月，大大提高了開挖循環時間。
本發明解決了現有地下水位中復雜地層隧洞穿河、重型交通要道下開挖技術存在的工序多、施工進度慢、成本高、圍巖變形大和仰拱封閉需要時間長的問題。本發明適用于淺埋大跨重粉質壤土、鈣質膠結、卵石層施工中。
下面結合附圖對本發明做詳細的說明: 圖1是本發明三臺階七步法施工步驟及施工方法示意圖。
圖2是圖1的斷面圖。
1、一步開挖部分，2、核心土體，3、中部拉槽(二步開挖部分)，4、隧洞右邊墻(三步開挖部分)，5、下臺階邊墻(五步開挖部分)，6、仰拱部分(五步開挖部分)，7、隧洞左邊墻(四步開挖部分)，8、鎖腳錨管,9、一襯底拱，10、二襯底拱，11、鋼架橋，12、二襯邊頂拱。
具體實施方式
本發明的三臺階五步開挖方法按以下步驟進行: O 一步開挖(圖示中的I):上半洞超前支護、上臺階開挖:在挖掘機沿隧洞設計輪廓線開挖、預留核心土體2，開挖面進行初噴混凝土封閉，架設型鋼拱架，拱架腳下墊混凝土預制塊，鋪設鋼筋網片，打設鎖腳錨管，噴射混凝土至設計厚度； 2)二步開挖:隧洞中部拉槽3開挖，以保證上臺階開挖出渣及交通，中部拉槽開挖成降坡，兩側邊墻預留土體； 3)三步開挖:隧洞左邊墻7開挖，然后邊墻鋼格柵與上半洞鋼格柵連接牢固，進行鋼筋掛網、鎖腳錨管和噴射混凝土施工支護； 4)四步開挖:隧洞右邊墻4開挖:邊墻鋼格柵與上半洞鋼格柵連接牢固，進行鋼筋掛網、鎖腳錨管和噴射混凝土施工支護； 5)五步開挖:下臺階邊墻5及仰拱6開挖、按上述方法進行支護。
本發明并不局限于上述實施步驟，如果對本發明的各種改動不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。
權利要求
1.一種淺埋大跨輸水隧洞三臺階五步開挖方法，其特征在于按以下步驟進行: I)一步開挖:上半洞超前支護、上臺階開挖:在挖掘機沿隧洞設計輪廓線開挖、預留核心土體，初噴混凝土對開挖面進行封閉，架設型鋼拱架，拱架腳下墊混凝土預制塊，鋪設鋼筋網片，打設鎖腳錨管，噴射混凝土至設計厚度； 2)二步開挖:隧洞中部拉槽開挖，以保證上臺階開挖出渣及交通，中部拉槽開挖成降坡，兩側邊墻預留土體； 3)三步開挖:隧洞左邊墻開挖，然后邊墻鋼格柵與上半洞鋼格柵連接牢固，進行鋼筋掛網、鎖腳錨管和噴射混凝土施工支護； 4)四步開挖:隧洞右邊墻開挖:邊墻鋼格柵與上半洞鋼格柵連接牢固，進行鋼筋掛網、鎖腳錨管和噴射混凝土施工支護； 5)五步開挖:下臺階邊墻及仰拱開挖、支護。
全文摘要
本發明是一種淺埋大跨輸水隧洞三臺階五步開挖方法。1)一步開挖上半洞超前支護、上臺階開挖；2)二步開挖隧洞中部拉槽開挖；3)三步開挖隧洞左邊墻開挖、支護；4)四步開挖隧洞右邊墻開挖、支護；5)五步開挖下臺階邊墻及仰拱開挖、支護。本發明的開挖方法有效進行了分區開挖，充分利用了各工序在空間和時間的重疊，合理利用了各工序開挖時段，減小了洞內變形，能夠較快使一襯封閉成環。該開挖方法有效地減小了開挖安全風險，提高了開挖工效，縮短了開挖支護封閉時間，有效減小了洞內變形量。
文檔編號E21D11/00GK103174430SQ20131012299
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者史雁飛, 徐元亭, 劉洪衛, 范超杰, 林志斌, 孫維忠, 朱先武, 吳慶杰, 劉澤敏, 張進良 申請人:中國水利水電第十四工程局有限公司