浅谈隧道喇叭口超挖控制

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1、浅谈隧道喇叭口超挖控制摘要：随着屮国国民经济的持续良好发展，地上的土地资源越来越稀缺，21世纪将是地下工程飞速发展的一个世纪，地下工程（隧道、地铁、管道等）将深入人们的生活，其中隧道喇叭口超挖控制是目前隧道施工中提出一个难点（喇叭口：隧道施工必须从小断面到大断面，断面宽、高、上部拱顶均变化较大）。要施工三维角度的超前支护理论上可行，但三维角度不仅计算复杂，且以现冇隧道施工设备、工人水平均无法实现。凭经验施工三维角度的超前支护控制隧道顶部超挖的效果不佳。关键词：隧道喇叭口超挖控制中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：隧道喇叭口是目前公认的隧道施工屮难解决的问题之一，喇叭口顶部超挖控制

2、不好，不仅影响喇叭口的受力，增加了施工成木，还对施工和隧道运营带来了安全隐患，是施工者都不容忽视的问题。1隧道喇叭口的认识（由小变大）隧道喇叭口在地下粮库中较为普遍，因粮库使用需要，通道较库房小许多。粮库施工，必须先施工通道，后才能施工库房，在地质条件不好的情况下，隧道喇叭口就产生了。图1喇叭口断面示意图2建立隧道喇叭口模型2.1建立隧道喇叭口三维模型通过将喇叭口按比例展开成平面图，合理设置三维模型打印比例，打印一张喇叭口整体模型示意图以指导后续，加工组件的拼装。（注：有条件可以将喇叭口模型展开示意图按大比例整体打卬）为达到三维效果，在平面图中增加喇叭口截面，喇叭口大断面、小断面、截面均

3、垂直于水平面和隧道轴线。骨架用硬纸壳或塑料板切割成型后进行如下图进行拼装，喇叭口顶部采用万花筒原理，用打印纸制作。2.2建立隧道喇叭口二维模型2.2.1小断面正对区域建立二维模型三维模型建立后截取平行于隧道喇叭口轴线且垂直于喇叭口大、小断面的任意截面T-To超前支护（如超前小导管）施工只能按直线施工，不能按曲线或折线施工，倘若小导管按从喇叭口小断面顶部穿到大断面顶部，小导管势必为侵空，影响喇叭口初期支护的施工。图2.2.1-1截面1-1示意图针对截面I-I示意图将影响喇叭口初期支护因素加以考虑，有两种解决方式，方式一：将超前小导管施工仰角调尢由原來的①角调整为0角;方式二：将起始断面1号

4、位置抬高H值，超前支护施工仰角①角不变。图2.2.1-2截面I-I超前支护调整示意图由截面I-I超前支护调整示意图可见，调整方式一较调整方式二对土体的扰动要大，同样长度的小导管，方式二较方式一保护掘进的区域大,从施工成木的角度出发：要超前护住的相同的区域，方式一的成本较方式二的超前支护成本高。因此宜按照方式一调整较为合理，小断面正对区域超前支护可以按二维角控制。方式二优于方式一。2.2.2喇叭口横向扩大区域三角空白区域待后续循坏补打。目的：通过施工垂直开挖断面方向的超前小导管控制小断面区域的超挖。3工程实例分析3.1工程现状3.1.1粮库喇叭口基本情况介绍及喇叭口支护参数我原所在工程为地

5、下粮库。通道较粮库库区断面小，隧道开挖断面为城门型，粮库施工区域围岩级别基木为IV级，部分区域围岩IV〜V级，岩性以砂岩为主，夹泥，部分区域含泥岩，围岩自稳性差，设计在粮库库区设置了喇叭口，断面由小断面过渡到大断面。喇叭口支护方式采用超前小导管配合钢架进行初期支护，支护参数：1）超前小导管支护参数：管径①42,环向间距30cm,排拒2.5m,长4.5m,导管管尾部与钢架焊接成整体，注浆采用双液浆，前后小导管搭接长度不小于2m。2）钢架采用118,间距0.5m,纵向采用①22连接筋，间隔Im。3）混凝土：初期支护喷C25混凝土厚270mm,耍求掺入结构纤维，结构纤维掺量为4kg/m3。4）

6、系统锚杆、锁脚锚杆略。3.1.2粮库喇叭口施工参数喇叭口轴线长度为3.58m,开挖断面为城门型。底宽从9.134-14.84m,拱高从2.469-3.811m高、拱腿高从5.718-6.309m高渐变。3・2建立喇叭口三维实体模型（1:40）通过将喇叭口展开成平面图（如图2.1）,设置三维模型组件打卬比例为1:40。骨架用硬纸壳切割成型后进行拼装。喇叭口顶部采用万花筒原理，用打印纸粘合。3.3建立二维模型2.3.1建立二维模型的H的喇叭口进尺1.0m/循环，每循环施工后断面两侧各增加宽度为0.797m。通过建立二维模型，确定超前小导管施工角度，以便按设计施工超前小导管。控制超前小导管区域

7、的超挖，和确保施工安全，开挖宽度增加区域待后续循环补打小导管。3.3.2截取与断面垂直的二维断面结合超前小导管施工，建立二维模1、任意截取与开挖断面垂直的二维断面(I-I)建立二维模型，如图3.2.1-2截面1-1超前支护调整示意图，存在两种调整方式，方式一：将超前小导管施工仰如调大，由原来的①角调整为0角；方式二将起始断面1号位置抬高H值，超前支护施工仰角①角不变。2、超前小导管施工方向通常平行于隧道轴线，假设：小导管从1号断面穿