高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法技术

本发明专利技术公开了高地应力软岩大变形超小净距并行隧道替换中岩柱施工方法，包括S1：开挖第一分修隧道台阶；S2：开挖第二分修隧道上台阶和中台阶；S3：在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道中台阶边墙处的预应力钢管内压入混凝土；S4：开挖第二分修隧道下台阶；S5：于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道仰拱部位预应力钢管端头内压入混凝土。上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，操作方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法
本专利技术涉及铁路隧道领域，特别是高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法。
技术介绍
铁路工程按正线数目可分为单线铁路和双线铁路，双线铁路在隧道内的平面布置通常有合修为一座双线隧道布置，也有分修为两座单线隧道的情况。但由于各方面原因，有时需要在隧道内由一座双线隧道变化为两座单线隧道，须在隧道内设置合修大跨段和分修小净距段。目前，在建或已投入运营的铁路隧道中合分修过渡段一般选取在围岩地质条件较好的区段，主要考虑到超小净距隧道结构在施工过程中受力复杂，左右线施工中相互影响大，结构受力须经多次转换，形成复杂的三维受力状态。如果隧道围岩坚硬完整，其良好的自承载能力可以分担较多的围岩荷载，则支护结构稳定，其施工难度和施工风险相对较低。但是，随着我国铁路建设的不断发展，铁路路网规划不断完善，在复杂艰险山区修建的隧道越来越多，建设中遇到的复杂地质问题也层出不穷，其中高地应力软岩大变形情况屡屡发生。在加上线路展线受曲线半径大、地形地质条件复杂等多种因素的制约，使得隧道合分修过渡段不得不设置在高地应力软岩大变形隧道内。高地应力软岩大变形隧道本身处理难度大、施工风险高，当合分修过渡段超小净距隧道设置在高地应力软岩大变形地段时，两隧道结构受力十分复杂。在净距小于5m的超小净距隧道施工中，中岩柱是位于超小净距隧道中间部位的岩体，对保持两隧道稳定具有极其重要作用。高地应力软岩大变形地段超小净距隧道施工过程中，中岩柱出现应力集中和二次应力场叠加而不能自稳，极易引起隧道发生坍塌事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的高地应力软岩大变形地段超小净距隧道施工过程中，中岩柱出现应力集中和二次应力场叠加而不能自稳，极易引起隧道发生坍塌事故的问题，提供高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：高地应力软岩大变形超小净距并行隧道替换中岩柱施工方法，包括以下步骤：S1：开挖第一分修隧道台阶，施工第一初支并喷混凝土；S2：开挖第二分修隧道上台阶和中台阶，施工隧道第二上部初支和第二中部初支并喷混凝土；S3：在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道中台阶边墙处的预应力钢管内压入混凝土；S4：开挖第二分修隧道下台阶，施工第二下部初支并喷混凝土；S5：于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道仰拱部位预应力钢管端头内压入混凝土。通过上述方法，在隧道中依次设置预应力钢管和混凝土，达到替换中岩柱的目的，该替换中岩柱结构强度大且受力性能好，能够和第一分修隧道和第二分修隧道共同承受高地应力软岩大变形地段的围岩压力，上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，保证了第一分修隧道和第二分修隧道在施工过程中及运营中支护结构的安全性和稳定性，操作方便快捷。作为本专利技术的优选方案，步骤S1中，先开挖第一分修隧道上台阶，施工第一上部初支并喷混凝土。作为本专利技术的优选方案，开挖完第一分修隧道上台阶后，开挖第一分修隧道中台阶，施工第一中部初支并喷混凝土。作为本专利技术的优选方案，开挖完第一分修隧道中台阶后，开挖第一分修隧道下台阶，施工第一下部初支并喷混凝土。作为本专利技术的优选方案，步骤S2中，滞后10-20m，开挖第二分修隧道上台阶和中台阶，施工隧道第二上部初支和第二中部初支并喷混凝土。作为本专利技术的优选方案，步骤S3中，在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向进行钻孔，孔内穿入预应力钢管。作为本专利技术的优选方案，步骤S5中，于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道侧面钻孔，孔内穿入预应力钢管。作为本专利技术的优选方案，钻孔位置为隧道内径大于预应力钢管长度的位置。作为本专利技术的优选方案，混凝土为高强混凝土。通过上述结构，高强混凝土的强度高，受力性能好，能够提高替换中岩柱结构的稳定性和安全性。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：在隧道中依次设置预应力钢管和混凝土，达到替换中岩柱的目的，该替换中岩柱结构强度大且受力性能好，能够和第一分修隧道和第二分修隧道共同承受高地应力软岩大变形地段的围岩压力，上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，保证了第一分修隧道和第二分修隧道在施工过程中及运营中支护结构的安全性和稳定性，操作方便快捷。附图说明图1是本专利技术所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱体系的平面示意图。图2是本专利技术所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱体系的施工示意图。图3是本专利技术所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱体系的施工示意图。图4是本专利技术所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱体系的施工示意图。图5是本专利技术所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱体系的施工示意图。图6是本专利技术所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱体系的施工示意图。图标：1-隧道合修大跨段；2-分修隧道；3-第一分修隧道；31-第一分修隧道上部核心土；31-第一上部初支；32-第一中部初支；33-第一下部初支；4-替换中岩柱结构；41-预应力钢管；42-混凝土；43-紧固件；5-第二分修隧道；51-第二上部初支；52-第二中部初支；53-第二下部初支。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例如图1、图6所示，本实施例提供了高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱结构4，包括预应力连接件、混凝土42和紧固件43。超小净距隧道包括隧道合修大跨段1和分修隧道2，替换中岩柱结构4固定设置在分修隧道2内。预应力连接件的数量为若干个，具体的，预应力连接件是预应力钢管41；预应力钢管41强度高，受力能力好，能够提高替换中岩柱结构4的安全性和稳定性，若干个预应力钢管41沿竖直方向成排接触设置。预应力能够在承受外荷载之前，预先对连接件施加压力，预先施加的压力能够在承受外荷载作用时全部或部分抵消外荷载导致的拉应力，避免替换中岩柱结构4破坏，从而改善替换中岩柱结构4的安全性和稳定性。混凝土42浇筑在若干个预应力钢管41中，具体的，混凝土42是高强混凝土。高强混凝土的强度高，受力性能好，能够提高替换中岩柱结构4的稳定性和安全性，用预应力钢管41和混凝土42达到替换中岩柱4的目的，避免了在高地应力软岩大变形地段超小净距隧道施工过程中，出现应力集中和不能自稳的情况，保证了高地应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：开挖第一分修隧道(3)台阶，施工第一初支并喷混凝土；/nS2：开挖第二分修隧道(5)上台阶和中台阶，施工隧道第二上部初支(51)和第二中部初支(52)并喷混凝土(42)；/nS3：在第一分修隧道(3)边墙向第二分修隧道(5)的方向穿入预应力钢管(41)，预应力钢管(41)的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管(41)的另一端与第二分修隧道(5)的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道(5)中台阶边墙处的预应力钢管(41)内压入混凝土(42)；/nS4：开挖第二分修隧道(5)下台阶，施工第二下部初支(53)并喷混凝土(42)；/nS5：于第一分修隧道(3)下台阶边墙部位向第二分修隧道(5)的方向穿入预应力钢管(41)，预应力钢管(41)的一端与第一初支固定，预应力钢管(41)的另一端与第二分修隧道(5)的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道(5)仰拱部位预应力钢管(41)端头内压入混凝土(42)。/n

【技术特征摘要】
1.高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：开挖第一分修隧道(3)台阶，施工第一初支并喷混凝土；
S2：开挖第二分修隧道(5)上台阶和中台阶，施工隧道第二上部初支(51)和第二中部初支(52)并喷混凝土(42)；
S3：在第一分修隧道(3)边墙向第二分修隧道(5)的方向穿入预应力钢管(41)，预应力钢管(41)的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管(41)的另一端与第二分修隧道(5)的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道(5)中台阶边墙处的预应力钢管(41)内压入混凝土(42)；
S4：开挖第二分修隧道(5)下台阶，施工第二下部初支(53)并喷混凝土(42)；
S5：于第一分修隧道(3)下台阶边墙部位向第二分修隧道(5)的方向穿入预应力钢管(41)，预应力钢管(41)的一端与第一初支固定，预应力钢管(41)的另一端与第二分修隧道(5)的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道(5)仰拱部位预应力钢管(41)端头内压入混凝土(42)。


2.根据权利要求1所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法，其特征在于，所述步骤S1中，先开挖第一分修隧道(3)上台阶，施工第一上部初支(31)并喷混凝土(42)。


3.根据权利要求2所述的高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法，其特征在于，开挖完所述第一分修隧道(3)上台阶后，开挖第一分修隧道...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡武，周跃峰，吴华，邸成，张磊，姜波，王若晨，龙杰，殷召念，郑杰元，罗永刚，张涛，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51