一种地铁隧道安全施工方法与流程

本发明涉及一种地铁隧道安全施工方法，属于土木工程领域。

背景技术：

新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以 喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而 产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到 最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。新奥法由于施工方式的限制，使得其在施工过程中会有发生塌方的危险，施工安全性低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种地铁隧道安全施工方法，采用将隧道横截面分割并分块开挖的方式，利用隧道基质原有的支撑力提供支撑，提高了施工安全性，塌方概率低。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种地铁隧道安全施工方法，包括以下步骤：

步骤1：根据地质调查和环境调查结果确定工程支护施工方案；

步骤2：在隧道开挖面端部将若干钢管沿隧道设计顶面打入地层，钢管与隧道设计底面呈18.5度夹角，钢管上设置有若干通孔；

步骤3：向钢管内注入化学浆液，使地层加固；

步骤4：在隧道设计端面的两侧进行第一部分开挖，第一部分开挖挖掘完成后，隧道内未开挖部分的横截面呈纺锤形；第一部分开挖的每次掘进距离为3-6米；

步骤5：在第一部分开挖挖掘成的空洞内进行第一次支撑支护，第一次支撑支护的支护面为地铁隧道的内表面；第一次支撑支护先使用混凝土对地铁隧道内表面进行喷射，喷射完成后使用衬砌块铺装混凝土喷射表面；

步骤7：对地铁隧道内未开挖部分进行开挖操作，首先开挖地铁隧道未开挖部分的上部，开挖深度与第一部分开挖的掘进距离相同，开挖完成后对开挖后的隧道内表面进行第二次支撑支护，第二次支撑支护先使用混凝土对地铁隧道内表面进行喷射，喷射完成后使用衬砌块铺装混凝土喷射表面，第二次支撑支护的衬砌块与第一次支撑支护的衬砌块接合；

步骤8：步骤7完成后开挖地铁隧道未开挖部分的下部，开挖掘进距离与第一部分开挖的掘进距离相同；

步骤9：在步骤8的基础上对地铁隧道表面进行二次混凝土喷射，二次喷射的混凝土覆盖衬砌块；

步骤10：完成步骤9后重复步骤2至步骤9，直至隧道施工完毕。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述钢管的间距为隧道设计宽度的1/47。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述在步骤5中对地铁隧道内表面进行混凝土喷射之前，将端部带有固定片的空心管打入地铁隧道的内表面，固定片暴露于地铁隧道内表面外，混凝土喷射的厚度刚好能够覆盖固定片。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述步骤7中，喷射完成后使用衬砌块铺装混凝土喷射表面之前，先进行防水处理。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述步骤5、步骤7和步骤9的混凝土内混合有尼龙线束，尼龙线束的长度大于0.5米。

本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本申请的设计先进行第一部分开挖，开挖完成后中部形成支撑，这样可以利用隧道基质原有的支撑力对隧道进行支撑，不需进行预支护，并且支撑力较好，防止隧道发生塌方。并且在隧道施工过程中，每挖掘一部分立刻对其进行混凝土喷射和衬砌，进一步提高了隧道施工的安全性。隧道内未开挖部分的横截面呈纺锤形可以尽量保留基质的支撑力，支撑效果较好，并且方便开挖。每次掘进距离为3-6米，其掘进距离根据隧道基质的情况而定。尼龙线束能够提高混凝土的抗压拉力，提高支护效果。在隧道开挖面端部将若干钢管沿隧道设计顶面打入地层，并向钢管内注入化学浆液，这样可以在开挖前预先紧固隧道基质，增强隧道基质的强度，防止在开挖时塌方。带有固定片的空心管可以加固基质并且加固混凝土的连接牢固度。

附图说明

图1为本发明的第一部分开挖后的隧道横截面示意图；

图2为本发明的未开挖部分的上部开挖后的隧道横截面示意图；

图3为图1的A-A剖视结构示意图。

图中，1为第一部分开挖处、2为未开挖部分的上部开挖处、3为钢管、4为隧道。

具体实施方式

本发明为一种地铁隧道安全施工方法，包括以下步骤：

步骤1：根据地质调查和环境调查结果确定工程支护施工方案；

步骤2：在隧道开挖面端部将若干钢管沿隧道设计顶面打入地层，钢管与隧道设计底面呈18.5度夹角，钢管上设置有若干通孔；

步骤3：向钢管内注入化学浆液，使地层加固；

步骤4：在隧道设计端面的两侧进行第一部分开挖，第一部分开挖挖掘完成后，隧道内未开挖部分的横截面呈纺锤形；第一部分开挖的每次掘进距离为3-6米；

步骤5：在第一部分开挖挖掘成的空洞内进行第一次支撑支护，第一次支撑支护的支护面为地铁隧道的内表面；第一次支撑支护先使用混凝土对地铁隧道内表面进行喷射，喷射完成后使用衬砌块铺装混凝土喷射表面；

步骤7：对地铁隧道内未开挖部分进行开挖操作，首先开挖地铁隧道未开挖部分的上部，开挖深度与第一部分开挖的掘进距离相同，开挖完成后对开挖后的隧道内表面进行第二次支撑支护，第二次支撑支护先使用混凝土对地铁隧道内表面进行喷射，喷射完成后使用衬砌块铺装混凝土喷射表面，第二次支撑支护的衬砌块与第一次支撑支护的衬砌块接合；

步骤8：步骤7完成后开挖地铁隧道未开挖部分的下部，开挖掘进距离与第一部分开挖的掘进距离相同；

步骤9：在步骤8的基础上对地铁隧道表面进行二次混凝土喷射，二次喷射的混凝土覆盖衬砌块；

步骤10：完成步骤9后重复步骤2至步骤9，直至隧道施工完毕。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述钢管的间距为隧道设计宽度的1/47。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述在步骤5中对地铁隧道内表面进行混凝土喷射之前，将端部带有固定片的空心管打入地铁隧道的内表面，固定片暴露于地铁隧道内表面外，混凝土喷射的厚度刚好能够覆盖固定片。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述步骤7中，喷射完成后使用衬砌块铺装混凝土喷射表面之前，先进行防水处理。

优化的，上述地铁隧道安全施工方法，所述步骤5、步骤7和步骤9的混凝土内混合有尼龙线束，尼龙线束的长度大于0.5米。

本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本申请的设计先进行第一部分开挖，开挖完成后中部形成支撑，这样可以利用隧道基质原有的支撑力对隧道进行支撑，不需进行预支护，并且支撑力较好，防止隧道发生塌方。并且在隧道施工过程中，每挖掘一部分立刻对其进行混凝土喷射和衬砌，进一步提高了隧道施工的安全性。隧道内未开挖部分的横截面呈纺锤形可以尽量保留基质的支撑力，支撑效果较好，并且方便开挖。每次掘进距离为3-6米，其掘进距离根据隧道基质的情况而定。尼龙线束能够提高混凝土的抗压拉力，提高支护效果。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。