一种分岔隧道全断面注浆开挖施工方法与流程

1.本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种地下矿山法隧道分岔节点的全断面注浆开挖施工方法。


背景技术：

2.随着城市高速发展，地下互通立交分岔隧道结构越来越多。分岔隧道为地下互通立交的关键节点和设计施工重难点，对整个地下互通立交的建设起控制性作用。通常情况下，分岔隧道主要包含主隧道标准段、分岔段、连拱段和小净距段。其隧道受力复杂，工序转换频繁，施工技术不仅仅是这几种隧道的简单叠加，目前尚未形成一定的施工技术体系。分岔隧道常规的施工顺序采用顺作法施工，即开挖方向由主隧道标准段向分岔段、连拱段、小净距段依次施工。然而受掌子面开挖顺序的限制，施工中不得不采用逆作法施工，即开挖方向由小净距段向连拱段、分岔段施工。
3.一般在隧道总体设计前期规划中，将这种复杂受力条件的分岔隧道的位置设计在地质围岩较好的地层，然而受到城市复杂环境限制，其分岔隧道位置往往围岩较差，甚至处在断层、破碎带、富水浅覆土等不良地质段，因而对隧道开挖的方式提出了更高的要求。隧道分岔段往往断面较大，地下互通立交中分岔段跨度可达25m，如何安全，高效，有序组织施工是重点。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种分岔隧道全断面注浆开挖施工方法，即一种分岔隧道逆作法施工的开挖方法，以达到在围岩较差地段进行大跨度分岔隧道安全高效施工的目的。
5.为达到上述发明目的，本发明通过以下技术方案来实现：
6.本发明提供的一种分岔隧道全断面注浆开挖施工方法，具体如下：
7.所述施工隧道分段包含左侧小净距段，右侧小净距段，左侧连拱段，右侧连拱段，分岔段左侧导洞，分岔段右侧导洞，主线标准段；开挖施工的施工顺序为左侧小净距段
→
左侧连拱段
→
分岔段左侧导洞
→
主线标准段
→
分岔段右侧导洞
→
右侧连拱段
→
右侧小净距段；进入分岔段左侧导洞前，对导洞进行全断面超前帷幕注浆，开挖进入导洞后，沿导洞隧道侧面径向进行深孔注浆，实现分岔段隧道的全断面注浆。
8.优选的，开挖分岔段左侧导洞之前须采用全断面深孔注浆加固，注浆段长度为30m长，注浆管通过外插伞状布置，实现注浆固结范围为开挖轮廓线外6m，注浆采用水泥浆或双液浆，扩散半径不小于2m。
9.优选的，开挖进入分岔段左侧导洞过程中，同步实施导洞侧壁径向注浆，注浆圈固结范围为分岔段开挖轮廓线外6m，注浆采用水泥浆，必要时采用双液浆，扩散半径不小于2m。
10.优选的，反向开挖分岔段右侧导洞时，隧道整体采用cd法工法，即中隔壁法，各导洞采用上下台阶法施工，每个上台阶施工后须施工锁脚锚杆以确保初期支护的临时稳定
性，待反挖施工后，初衬封闭成环，围岩稳定后方可拆除中隔壁。
11.优选的，反向开挖分岔段右侧导洞时，同时施工隧道主线标准段，主线标准段可采用三台阶法或环形导坑法。
12.优选的，小净距段可采用上下台阶法施工，施工中须对中岩柱进行加固，可采用对拉锚杆或超前小导管加强中岩柱整体稳定性。
13.优选的，连拱段可采用上下台阶法施工，中墙二衬可采用无中导洞复墙式中墙结构，即在施工左侧连拱段时同步先行浇筑中墙。
14.在注浆前，应分析地质详勘成果，以超前地质预报及超前钻孔，探明地下水的发育情况。
15.优选的，注浆范围为隧道开挖轮廓线以外6m，注浆段长度为30m，分3环实施，第一环长12m，第二环长20m，第三环长30m，一个注浆段完成后留6m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。
16.与现有分岔隧道施工设计方法相比，本发明有益效果如下：
17.1)可实施性好，该工艺可以用于分岔隧道顺作法无法实施的情况，采用逆作法，从小断面隧道开挖进入分岔段，而后反挖施工，并能同时实施标准大断面隧道段，具有创新性和可实时性。
18.2)加强结构安全性，通过全断面注浆和先行导洞侧向深孔注浆，加固了分岔大断面隧道周边围岩，确保了其在复杂地质条件下施工安全可控。
19.3)简化施工工艺，通过先行侧导洞进入分岔大断面，反向cd法扩挖隧道可以有效加快施工进度，施工效率高，经济效益好。
附图说明
20.图1是本发明的实施例的分岔隧道结构施工平面示意图；
21.图2是本发明的实施例的分岔段左侧导洞全断面注浆平面示意图；
22.图3是本发明的实施例的分岔段左侧导洞全断面注浆a
‑
a剖面示意图；
23.图4是本发明的实施例的分岔段左侧导洞全断面注浆b
‑
b剖面示意图；
24.图5是本发明的实施例的分岔段左侧导洞侧向深孔全断面注浆平面示意图；
25.图6是本发明的实施例的分岔段左侧导洞侧向深孔全断面注浆c
‑
c剖面示意图；
26.图7是本发明的实施例的分岔段隧道横断面cd法施工示意图。
27.图中：
28.左侧小净距段11、右侧小净距段12；
29.左侧连拱段21、右侧连拱段22；
30.分岔段左侧导洞31、分岔段右侧导洞32；
31.主线标准段4；
32.开挖轮廓线51、52；
33.加固圈线61、62；
34.注浆段7、第一环71、第二环72、第三环73；
35.止浆岩盘8；
36.注浆开孔9；
37.终孔10；
38.中岩柱1a、中墙二衬2a、中隔壁3a。
具体实施方式
39.为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
40.实施例
41.本实施例提供了一种分岔隧道逆作法施工的开挖方法，并能保证在围岩较差地段，大跨度分岔隧道的安全，高效施工，具体实施如下：
42.请参见图1，其施工隧道分段包含左侧小净距段11、右侧小净距段12、左侧连拱段21、右侧连拱段22、分岔段左侧导洞31、分岔段右侧导洞32、主线标准段4。
43.请参见图1，其施工顺序为左侧小净距段11
→
左侧连拱段21
→
分岔段左侧导洞31
→
主线标准段4
→
分岔段右侧导洞32
→
右侧连拱段22
→
右侧小净距段12。
44.进入分岔段左侧导洞31前，须对导洞进行全断面超前帷幕注浆，开挖进入导洞后，沿导洞隧道侧面径向进行深孔注浆，注浆范围覆盖分岔段外轮廓外一定距离，实现分岔段隧道的全断面注浆效果。
45.参见图2
‑
图4，开挖分岔段左侧导洞31之前采用全断面深孔注浆加固，注浆段7长度为30m长，注浆管通过外插0
‑
45
°
伞状布置，实现注浆固结范围至开挖轮廓线51外6m加固圈线61，注浆采用水泥浆或采用双液浆，扩散半径不小于2m，注浆孔开孔9间距取0.75m，终孔10间距2.5m，呈现梅花形布置。
46.参见图5
‑
图6，开挖进入分岔段左侧导洞31过程中，同步实施导洞侧壁径向注浆，注浆圈固结范围至分岔段开挖轮廓线52外6m加固圈线62，注浆采用水泥浆(或采用双液浆)，扩散半径不小于2m，注浆开孔9间距取0.75m，终孔10间距为2.5m，呈现梅花形布置。
47.参见图7，反向开挖分岔段右侧导洞32时，隧道整体采用cd法工法，即中隔壁法，各导洞采用上下台阶法施工，待反挖施工后，初衬封闭成环，围岩稳定后方可拆除中隔壁3a。
48.反向开挖分岔段右侧导洞32时，同时施工隧道主线标准段，主线标准段可采用三台阶法或环形导坑法。
49.小净距段可采用上下台阶法施工，施工中须对中岩柱1a进行加固，可采用对拉锚杆或超前小导管加强中岩柱整体稳定性。
50.连拱段可采用上下台阶法施工，中墙二衬2a可采用无中导洞复墙式中墙结构，即在施工左侧连拱段时同步先行浇筑中墙。
51.在注浆前，应认真分析地质详勘成果，以超前地质预报及超前钻孔，探明地下水的发育情况。
52.参见图2，注浆范围为隧道开挖轮廓线以外6m，注浆段长度为30m，分3环实施，第一环71长12m，第二环72长20m，第三环73长30m，一个注浆段完成后留6m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘8。
53.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定
本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。