隧道分岔段突变扩挖施工工法制造技术

本发明专利技术公开了一种隧道分岔段突变扩挖施工工法，包括：步骤一、先采用台阶法对标准段进行施工，采用渐变法沿标准段扩挖形成单侧上导坑断面；步骤二、将分岔段沿单侧上导坑断面向前施工规定的施工距离，对形成的单侧上导坑进行初期支护，并架设双侧壁临时侧壁；步骤三、在单侧上导坑的内部设置门架，其横梁位于单侧上导坑的顶部且垂直于大断面；步骤四、以门架为断面沿大断面的轮廓线进行挑顶施工，形成横洞并对其进行初期支护；步骤五、以横洞的前后两个侧面为断面，采用双侧壁导坑法施工。本发明专利技术利用单侧上导坑，通过在临时侧壁上挑顶施工横洞的方式扩挖隧道另一侧边线，实现了隧道分岔段突变扩挖施工中断面的垂直突变和一次成型。

Construction method of sudden expansion excavation in bifurcated section of tunnel

【技术实现步骤摘要】
隧道分岔段突变扩挖施工工法
本专利技术涉及隧道分岔段开挖工艺领域。更具体地说，本专利技术涉及一种隧道分岔段突变扩挖施工工法。
技术介绍
随着我国公路建设的快速发展,隧道工程中平面交叉分岔隧道越来越多，分岔式隧道由于其复杂的受力结构、频繁的工序转换给施工带来了很大的困难，所以目前在国内外建成并投入使用的工程实例并不多。在隧道从支洞过渡到主洞的施工过程中，由于隧道断面落差较大，常规采用先纵向渐变扩大，后反向扩挖的方法对隧道分岔段进行施工。这种工艺方法需要经过多次渐变扩挖，且反向扩挖时需拆除原有支护，断面扩挖需要的转换里程长且施工周期长；同时，对于施工环境复杂，分岔段围岩整体稳定性低(围岩等级为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)的隧道施工工程，在由隧道标准段扩挖至隧道分岔段的过程中，该常规施工方法还存在施工安全风险大的问题。因此，需要一种新型隧道连接线分岔段突变扩挖施工技术，对隧道断面突变扩挖的常规方法进行工艺优化，解决围岩局部破碎，稳定性差，断面变化大的分岔段隧道施工中存在的安全风险高，施工效率低下的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种隧道分岔段突变扩挖施工工法，其利用单侧上导坑，通过在双侧壁临时侧壁上挑顶施工横洞的方式扩挖隧道另一侧边线，形成了两个施工作业面，实现了隧道分岔段突变扩挖施工中断面的垂直突变和一次成型。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种隧道分岔段突变扩挖施工工法，包括：步骤一、先采用台阶法对标准段进行施工，将分岔段的大断面根据双侧壁导坑法划分为多个部分，采用渐变法沿所述标准段的小断面扩挖形成双侧壁导坑的单侧上导坑断面；步骤二、将所述分岔段沿所述单侧上导坑断面向前施工规定的施工距离，对形成的单侧上导坑进行初期支护，并架设双侧壁临时侧壁；步骤三、在所述单侧上导坑的内部设置门架，其横梁位于所述单侧上导坑的顶部且垂直于所述分岔段的大断面；步骤四、以所述门架为断面，采用横向挑顶的方式沿所述分岔段的大断面的轮廓线进行挑顶施工，直至所述分岔段的另一侧边线处，形成横洞并对所述横洞进行初期支护；步骤五、以所述横洞的前后两个侧面为断面，向前或向后采用双侧壁导坑法施工，完成分岔段扩挖施工。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤一中，所述渐变法施工的步骤为：先从所述标准段的小断面挖至其与所述分岔段的大断面的交界点，再采用机械开挖法沿预设的所述单侧上导坑断面的轮廓线向前多次掘进，后进行多次纵向扩挖形成所述单侧上导坑断面；任一一次向前掘进深度不大于1m，任一一次纵向扩挖高度不大于1m，每施工一次需对相应施工部位进行临时支护。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤二中，所述规定的施工距离不小于15m。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤三中，所述横梁分别与所述门架的立柱、所述单侧上导坑的初期支护的钢架焊接固定，且在所述门架安装完成后拆除与所述门架相对的所述双侧壁临时侧壁。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤三中，所述横梁的长度不大于8m。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤四中，所述挑顶施工每推进设定的距离后需沿当前施工断面搭建临时门架采用挂网喷锚的方式进行临时横洞支护。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤四中，所述横洞的初期支护的钢架分别与所述门架的横梁和所述临时门架的横梁焊接固定。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤四中，在所述挑顶施工中，需将所述分岔段的大断面的轮廓线向外侧扩挖固定的距离，所述固定的距离为所述临时横洞支护中喷射混凝土的厚度。优选的是，所述隧道分岔段突变扩挖施工工法，所述步骤五中，采用双侧壁导坑法施工时，需同步拆除所述临时门架的立柱。本专利技术至少包括以下有益效果：1、整体结构稳定性高。利用双侧壁导坑的单侧上导坑从横向进行分岔段大断面扩挖，从而形成双侧壁导坑法施工的有效工作面。此施工工艺受力体系明确，施工方式简单，施工过程中使隧道拱顶沉降值和边墙收敛值得到有效的控制，提高了隧道断面结构稳定性。2、安全系数高。在扩挖隧道分岔段的大断面的施工中，通过间隔设置临时门架的方式建立支护体系，该支护体系受力均匀，满足了“边开挖边支护”的施工条件，针对围岩稳定性低的隧道工程减小了断面突变施工过程中的安全风险。3、施工效率高。隧道从标准段过渡到分岔段的过程中，采用新型突变扩挖技术进行断面开挖，使断面突变、扩挖一次成型。相较传统的渐变法，避免了多次渐变，反向扩挖、频繁换拱等施工技术问题，减小了扩挖需要的转换里程，极大的提高了施工工效，加快了施工进度。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术一个实施例的隧道分岔段突变扩挖施工的流程示意图；图2为上述实施例中所述步骤一的施工平面图；图3为上述实施例中所述步骤一的施工断面正视图；图4为上述实施例中所述单侧上导坑断面的正视图；图5为上述实施例中所述步骤二、步骤三的施工平面图；图6为上述实施例中所述步骤二、步骤三的施工断面正视图；图7为上述实施例中所述门架的结构示意图；图8为上述实施例中所述步骤四的施工平面图；图9为上述实施例中所述步骤四的施工断面后视图；图10为上述实施例中所述双侧壁导坑法的施工示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1-10所示，本专利技术提供一种隧道分岔段突变扩挖施工工法，包括：步骤一、先采用台阶法对标准段1进行施工，将分岔段2的大断面4根据双侧壁导坑法划分为多个部分，采用渐变法沿所述标准段1的小断面3扩挖形成双侧壁导坑的单侧上导坑断面8；步骤二、将所述分岔段2沿所述单侧上导坑断面8向前施工规定的施工距离9，对形成的单侧上导坑16进行初期支护，并架设双侧壁临时侧壁5；步骤三、在所述单侧上导坑的内部设置门架10，其横梁11位于所述单侧上导坑16的顶部且垂直于所述分岔段2的大断面4；步骤四、以所述门架10为断面，采用横向挑顶的方式沿所述分岔段2的大断面4的轮廓线进行挑顶施工，直至所述分岔段2的另一侧边线处，形成横洞14并对所述横洞进行初期支护；步骤五、以所述横洞14的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道分岔段突变扩挖施工工法，其特征在于，包括：/n步骤一、先采用台阶法对标准段进行施工，将分岔段的大断面根据双侧壁导坑法划分为多个部分，采用渐变法沿所述标准段的小断面扩挖形成双侧壁导坑的单侧上导坑断面；/n步骤二、将所述分岔段沿所述单侧上导坑断面向前施工规定的施工距离，对形成的单侧上导坑进行初期支护，并架设双侧壁临时侧壁；/n步骤三、在所述单侧上导坑的内部设置门架，其横梁位于所述单侧上导坑的顶部且垂直于所述分岔段的大断面；/n步骤四、以所述门架为断面，采用横向挑顶的方式沿所述分岔段的大断面的轮廓线进行挑顶施工，直至所述分岔段的另一侧边线处，形成横洞并对所述横洞进行初期支护；/n步骤五、以所述横洞的前后两个侧面为断面，向前或向后采用双侧壁导坑法施工，完成分岔段扩挖施工。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道分岔段突变扩挖施工工法，其特征在于，包括：
步骤一、先采用台阶法对标准段进行施工，将分岔段的大断面根据双侧壁导坑法划分为多个部分，采用渐变法沿所述标准段的小断面扩挖形成双侧壁导坑的单侧上导坑断面；
步骤二、将所述分岔段沿所述单侧上导坑断面向前施工规定的施工距离，对形成的单侧上导坑进行初期支护，并架设双侧壁临时侧壁；
步骤三、在所述单侧上导坑的内部设置门架，其横梁位于所述单侧上导坑的顶部且垂直于所述分岔段的大断面；
步骤四、以所述门架为断面，采用横向挑顶的方式沿所述分岔段的大断面的轮廓线进行挑顶施工，直至所述分岔段的另一侧边线处，形成横洞并对所述横洞进行初期支护；
步骤五、以所述横洞的前后两个侧面为断面，向前或向后采用双侧壁导坑法施工，完成分岔段扩挖施工。


2.如权利要求1所述的隧道分岔段突变扩挖施工工法，其特征在于，所述步骤一中，所述渐变法施工的步骤为：先从所述标准段的小断面挖至其与所述分岔段的大断面的交界点，再采用机械开挖法沿预设的所述单侧上导坑断面的轮廓线向前多次掘进，后进行多次纵向扩挖形成所述单侧上导坑断面；任一一次向前掘进深度不大于1m，任一一次纵向扩挖高度不大于1m，每施工一次需对相应施工部位进行临时支护。


3.如权利要求1所述的隧道分岔段突变扩挖施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小勇，张世杰，罗霜，枚龙，李仕绪，许家齐，王江，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42