一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，包括有设于隧道中部并向掘进方向延伸的坡道、依次逐层设置于隧道上、中、下部的上台阶、中台阶和下台阶，所述中台阶包括有位于坡道两侧分设的左中台阶以及右中台阶，所述下台阶包括有位于坡道两侧分设的左下台阶和右下台阶，所述上台阶呈环形设置并在中部形成有核心土层。本实用新型专利技术通过将隧道竖向分成三层台阶，上台阶预留核心土层形成土柱支撑掌子面，防止掌子面失稳，同时所设置的倾斜坡道贯穿上台阶、中台阶以及下台阶的整个施工作业阶段，有效的提高了大型机械在该坡道实施作业，且该种坡道由于贯穿台阶的整个施工层面，也使得台阶与台阶之间缩小了间距。

【技术实现步骤摘要】
一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构
本技术涉及隧道挖掘
，具体为一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构。
技术介绍
随着国家西部大开发战略的实施，基建规模空前高涨，交通路网不断扩展和完善，铁路、公路长大隧道将不断地在中西部涌现。我国西北地区分布着大范围的黄土地层，三台阶七步法已广泛应用于黄土隧道的开挖掘进中。鉴于大断面黄土隧道采用三台七步法通过上台阶、中台阶、下台阶预留核心土，将隧道分七部挖成型，但受于中部分层状台阶存在，大型机械设备难以在台阶上形成有效作业，造成黄土隧道施工速度偏慢，固使得在实际应用中需要设计一种新型台阶结构以满足快速高效的隧道作业。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，包括有设于隧道中部并向掘进方向延伸的坡道、依次逐层设置于隧道上、中、下部的上台阶、中台阶和下台阶，所述上台阶设于坡道顶部，所述中台阶和下台阶均设于坡道所在倾斜面的侧边，所述中台阶包括有位于坡道两侧分设的左中台阶以及右中台阶，所述下台阶包括有位于坡道两侧分设的左下台阶和右下台阶，所述上台阶呈环形设置并在中部形成有核心土层。所述上台阶高度设置为5.2m，所述中台阶开挖高度为3m，所述下台阶开挖高度为3m。所述中台阶和下台阶之间的纵向步距设置为3m。所述上台阶与中台阶之间的纵向步距设置为3-5m。所述中台阶所在的坡道层面形成有中核心土层.由上述技术方案可知，本技术通过将隧道竖向分成三层台阶，上台阶预留核心土层形成土柱支撑掌子面，防止掌子面失稳，同时所设置的倾斜坡道贯穿上台阶、中台阶以及下台阶的整个施工作业阶段，有效的提高了大型机械在该坡道实施作业，且中台阶和下台阶均设于坡道两侧，结合坡道的设置可使得在隧道掘进过程中有效的提高隧道的出渣效率，实现了一次性支护的作用；且该种坡道由于贯穿台阶的整个施工层面，也使得台阶与台阶之间缩小了间距，进一步的控制了仰供初支面距掌子面的施工距离，使得隧道施工的工期和工程费用大幅度减少，也进一步有效的遏制了隧道变形。附图说明图1为本技术结构示意图。图中：1隧道、2上台阶、3核心土层、4右中台阶、5左中台阶、6右下台阶、7左下台阶、8坡道、9仰供。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明：一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，包括有设于隧道1中部并向掘进方向延伸的坡道8、依次逐层设置于隧道上、中、下部的上台阶、中台阶和下台阶，所述上台阶设于坡道8顶部，所述中台阶和下台阶均设于坡道8所在倾斜面的侧边，所述中台阶包括有位于坡道8两侧分设的左中台阶5以及右中台阶4，所述下台阶包括有位于坡道8两侧分设的左下台阶7和右下台阶6，所述上台阶2呈环形设置并在中部形成有核心土层3，该核心土层3用于实现对掌子面的支撑，有效的防止了掌子面失稳；同时本实施例进一步优选的在所述中台阶所在的坡道8层面形成有中核心土层，该土层用于实现机械设备的稳定站立效果，进一步提高施工操作的稳定性。需要重点说明的在于坡道8的设置，如图1所示，坡道8贯穿上台阶2、中台阶以及下台阶整个施工掘进的施工工作面，该种坡道8的设置由于使得台阶与台阶之间形成了连续的坡道施工面，从而减小了台阶件的间距，具体的为，中台阶和下台阶均设置在坡道8的两侧，相较于传统的隧道台阶结构，在位于中台阶和下台阶之间需设立用于机械设备站立的作业面，该作业面沿中台阶的纵向延伸，必然导致的结果在于其台阶间距加大，而本案采用的坡道8位于中间，而中台阶和下台阶分设于两侧，这便使得中台阶和下台阶之间间距进一步减小。同时，该种坡道8的设置也有利于一次性出渣，具体施工方法如下说明：如图1所示台阶结构具有一种开挖方法，该种开挖方法在位于坡道8的掘进施工方向开挖出具有两个施工层面的台阶，分别为位于坡道8中间层面的第一施工层面所施工的中台阶以及位于坡道8最下层的第二施工层面所施工的下台阶，所述中台阶包括有分别位于坡道8两侧的左中台阶5和右中台阶4，所述下台阶包括有位于坡道8两侧的左下台阶7和右下台阶6，在实施开挖掘进过程中，上述的上台阶、中台阶以及下台阶的具体开挖步骤包括以下：步骤一：开挖坡道8，该坡道8居于隧道1中部并向上倾斜延伸，实施过程中，在隧道1的下台阶和中台阶逐次沿相同坡度开挖出坡道8，该坡道8的形成便于大型机械站位在所在施工层面施工，并形成具有可作业的第一施工层面和第二施工层面，达到机械化作业目的，减少工序作业时间，并达到快速封闭掌子面目的；步骤二：在位于第一施工层面环形开挖出上台阶2，在上台阶2中部预留并形成核心土层3，具体的为，挖掘机站在中台阶的坡道8上，所在位置为第一施工层面，然后实施对上台阶2的开挖，开挖的上台阶2呈环形结构，其中部在开挖后预留并形成核心土层3，该核心土层3用于实现支撑掌子面；同时，开挖后的渣土垫入中台阶和下台阶所在的坡道8两侧；该步骤中，开挖一个循环的上台阶掘进长度，需要说明的是，一个循环长度，即5级围岩开挖1榀钢架，便需开挖1榀钢架长度，如果是4级围岩开挖2榀就是开挖2榀钢架长度。步骤三：上台阶2开挖成形后在其台阶面上支立上台阶钢架，而后挖掘机停留在所述的第一施工层面或相应的后退至第二施工层面施工，本实施例不对其施工层面做具体限定，实施过程中，挖掘机开挖中台阶，所述中台阶包括有位于坡道8一侧的左中台阶5和位于坡道8另一侧的右中坡道4，开挖过程中可采用交叉开挖方式，同时在开挖过程中实施对核心土层3的进一步修整，最后待开挖完毕后支立中台阶钢架，并进行出渣作业，实施过程中可采用装载机配合出渣；步骤四：中台阶开挖完成后挖掘机沿坡道8后退至第二施工层面，挖掘机开挖下台阶，所述下台阶包括有位于坡道8一侧的左下台阶7和位于坡道8另一侧的右下台阶6，开挖过程中可采用交叉开挖方式，开挖完成后将下台阶以及坡道8渣土出完，为湿喷机械手提供作业场地，湿喷机就位，进行上台阶喷射混凝土支护，立下台阶钢架；最后待上台阶、中台阶喷射混凝土支护，一并支护下台阶喷射混凝土支护。在实际开挖中，上台阶高度设置为5.2m，中台阶开挖高度为3m，下台阶开挖高度为3m，中台阶和下台阶之间的纵向步距为3m，上台阶与中台阶之间的纵向步距为3-5m，上述的尺寸或尺寸范围调整可视围支护条件、围岩变形情况以及施工水平等进行综合调整，本实施例仅作可为一种可实施性说明，不限定其实际应用的数值范围。以上所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，其特征在于：包括有设于隧道中部并向掘进方向延伸的坡道、依次逐层设置于隧道上、中、下部的上台阶、中台阶和下台阶，所述上台阶设于坡道顶部，所述中台阶和下台阶均设于坡道所在倾斜面的侧边，所述中台阶包括有位于坡道两侧分设的左中台阶以及右中台阶，所述下台阶包括有位于坡道两侧分设的左下台阶和右下台阶，所述上台阶呈环形设置并在中部形成有核心土层。/n

【技术特征摘要】
1.一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，其特征在于：包括有设于隧道中部并向掘进方向延伸的坡道、依次逐层设置于隧道上、中、下部的上台阶、中台阶和下台阶，所述上台阶设于坡道顶部，所述中台阶和下台阶均设于坡道所在倾斜面的侧边，所述中台阶包括有位于坡道两侧分设的左中台阶以及右中台阶，所述下台阶包括有位于坡道两侧分设的左下台阶和右下台阶，所述上台阶呈环形设置并在中部形成有核心土层。


2.根据权利要求1所述的一种大断面黄土隧道微台阶的台阶结构，其特征在于：所述上台阶高度设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军平，姚大闯，何维博，张树发，李春林，戴文辉，徐小飞，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34