本发明涉及隧道挖掘的
技术领域：
，具体涉及一种用于钢管幕加冻结超前支护形式下的大断面五台阶十四部开挖方法。
背景技术：
：港珠澳大桥珠海连接线是港珠澳大桥的重要组成部分，拱北隧道是港珠澳大桥珠海连接线的控制性工程，港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道口岸暗挖段长255m，下穿拱北口岸和澳门关闸口岸之间的狭长地带，幕工程距结构桩基的距离最近只有0.46m，管幕顶部覆土厚度约4～5m。口岸每天出入境车辆平均7000辆，每天出入境的人流总量约23万人次，要求施工对口岸通关不能产生任何影响。隧道主要穿越地质条件，从上到下为：杂填土、淤泥、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，偶见粉、细砂层；地下水3m左右，与海水相连，属于软土富水地质。隧道开挖断面为336.8m2，采用管幕超前支护+水平冻结止水组合，大断面分层分导洞开挖。管幕由36根φ1620mm顶管组成，管间距35.5～35.8mm。管幕为冻结管，降温后形成冻结壁2～2.6m厚的冻结壁，从而形成“管幕超前支护+水平冻结止水”强超前水平支护体系。在以上环境下大断面开挖易发生地表局部塌陷、地表沉降过大、掌子面失稳、坍塌、支护体系变形过大、管间突泥、涌水等风险，为了降低风险提出五台阶十四部开挖方法。技术实现要素：鉴于在实际挖掘时所遇到的技术问题，本发明的目的就在于有效降低大断面开挖时易发生地表局部塌陷、地表沉降过大、掌子面失稳、坍塌、支护体系变形过大、管间突泥、涌水等风险，提出了一个安全、可靠、实用的五台阶十四部开挖方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种在超前强支护体系下的五台阶十四部开挖方法，所述方法包括以下步骤：s1第一台阶先开挖“1”导坑，后开挖“2”导坑，“2”导坑滞后于“1”导坑约5m；s2第二台阶与第一台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“3”，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“4”、“5”，所述中导坑“3”与所述左、右两侧导坑“4”、“5”之间保持间距约5m，错位进行开挖；s3第三台阶与第二台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“6，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“7”、“8”，所述中导坑“6”与所述左、右两侧导坑“7”、“8”之间保持间距约5m，错位进行开挖；s4第四台阶与第三台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“9，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“10”、“11”，所述中导坑“9”与所述左、右两侧导坑“10”、“11”之间保持间距约5m，错位进行开挖；s5第五台阶与第四台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“12，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“13”、“14”，所述中导坑“12”与所述左、右两侧导坑“13”、“14”之间保持间距约5m，错位进行开挖。需要说明的是，各个台阶高度约3.8～5.0m。需要说明的是，各导坑每开挖1～2个工字钢间距时，应紧跟施作初期支护与临时支护结构。需要进一步说明的是，在上述本发明的技术方案中，1、2、3....14等数字并不是对本发明的限制，仅是用于作为区分。基于上述，本发明还提供一种针对在超前强支护体系下的五台阶十四部开挖方法的监测布置，所述监测布置至少包括拱顶沉降、隧道内周边位移、钢支撑内力监测、初期支护内应力，其中所述拱顶沉降：在隧道顶部设置，一个断面布置3个，每5～10m一个观测断面；所述隧道内周边位移：每断面暂布16个测点，每5～10m一个观测断面；所述钢支撑内应力：每个断面暂布22个测点，每20～30m一个观测断面；所述初期支护内应力：每个断面设置15个测点，每20～30m一个观测断面。本发明有益效果在于：(1)首层导洞开挖断面较大，有利于机械化开挖施工；(2)开挖步序合理，冻土强度大，稳定性好，保证掌子面稳定及结构受力安全；(3)中导洞先行，弱化两侧导洞冻土，降低冻土开挖难度，提高施工效率；(4)中导坑仅有临时支撑工序，施工速度快；(5)监控量测布置合理，可有效监测开挖风险，能有效指导开挖工序实施动态施工；(6)本方法安全、可靠，能有效的减少掌子面失稳、坍塌、支护体系变形过大等风险。附图说明图1为本发明的横断截面示意图；图2为图1中十四部位置示意图；图3为本发明的开挖方法的流程示意图；图4为本发明拱顶沉降、隧道内周边位移监测布置图；图5为本发明初期支护及临时支护内应力监测布置图。具体实施方式以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施方式。如图1～图3所示，本发明为一种在超前强支护体系下的五台阶十四部开挖方法，所述方法包括以下步骤：s1第一台阶先开挖“1”导坑，后开挖“2”导坑，“2”导坑滞后于“1”导坑约5m；s2第二台阶与第一台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“3”，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“4”、“5”，所述中导坑“3”与所述左、右两侧导坑“4”、“5”之间保持间距约5m，错位进行开挖；s3第三台阶与第二台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“6，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“7”、“8”，所述中导坑“6”与所述左、右两侧导坑“7”、“8”之间保持间距约5m，错位进行开挖；s4第四台阶与第三台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“9，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“10”、“11”，所述中导坑“9”与所述左、右两侧导坑“10”、“11”之间保持间距约5m，错位进行开挖；s5第五台阶与第四台阶纵向间隔15m开挖，先开挖中导坑“12，及时安装临时支撑，然后开挖称左、右两个侧导坑“13”、“14”，所述中导坑“12”与所述左、右两侧导坑“13”、“14”之间保持间距约5m，错位进行开挖。需要说明的是，各个台阶高度约3.8～5.0m。需要说明的是，各导坑每开挖1～2个工字钢间距时，应紧跟施作初期支护与临时支护结构。需要进一步说明的是，在上述本发明的技术方案中，1、2、3....14等数字并不是对本发明的限制，仅是用于作为区分。基于上述，如图4、图5所示，本发明还提供一种针对在超前强支护体系下的五台阶十四部开挖方法的监测布置，所述监测布置至少包括拱顶沉降、隧道内周边位移、钢支撑内力监测、初期支护内应力，其中：所述拱顶沉降：在隧道顶部设置，一个断面布置3个，每5～10m一个观测断面；所述隧道内周边位移：每断面暂布16个测点，每5～10m一个观测断面；所述钢支撑内应力：每个断面暂布22个测点，每20～30m一个观测断面；所述初期支护内应力：每个断面设置15个测点，每20～30m一个观测断面。进一步的，图4中，三角形代表沉降观测点、圆点代表收敛位移监测点；图5中，长方形代表初期支护及临时支护内应力监测点。进一步的，可以通过表1和表2看出，通过采用本发明所述的施工方法，施工人员首先能够动态实时、全面掌控施工过程，指导施工；其次所得到的数据精度高，准确、及时可靠；再次，能够针对监测控制预警值，便于对突发事件做出应急处置措施。表1本发明开挖法的施工监测频率表序号监测项目监测精度预警值1拱顶沉降0.5mm累计值：30mm，位移速率：2mm/d2周边位移0.5mm相对位移累计值：0.30％3钢支撑内力0.5％(f.s)70％设计控制值4支护衬砌内力0.5％(f.s)70％设计控制值表2本发明开挖法的测点精度和预警控制值对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。当前第1页12