一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法技术

本发明专利技术属于隧道工程领域，更具体地，涉及一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法。在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，先开挖先行导坑，然后在开挖后行导坑的同时向突变大跨度断面拱部扩挖；而后向该边墙方向进行90

【技术实现步骤摘要】
一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法


[0001]本专利技术属于隧道工程领域，更具体地，涉及一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法，更具体地，涉及一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的开挖、支护施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国铁路全面贯彻新发展理念，更加重视地下空间的集约化利用，大断面隧道和地下空间工程建造技术不断取得新突破，大断面隧道内变径断面设计也逐渐增多。樵坪山隧道是重庆铁路枢纽东环线重庆东站站位调整Ⅰ类变更新增隧道，隧道位于重庆巴南区和南岸区，该隧道内有引出联络线段大跨段施工。断面为A，大跨度断面B，断面变化处向引出线侧突变，见图1。
[0003]突变断面处不同开挖工法转换过渡工序复杂，作业空间狭小，限制了设备施工困难，开挖支护无序极易导致坍塌，安全风险高，尚无较成熟的方法。
[0004]所以急需探索一种隧道断面突变大跨度断面时扩挖过渡转换的施工方法，提高工效，确保施工安全。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种确保施工安全、提高施工效率且施工空间足够大、方便作业的隧道断面突变大跨度断面时的施工方法。以克服变断面处工法转换时，在围岩较为破碎的工况下隧道断面突变大跨度断面且向一侧扩大距离在3m以上的开挖施工，提供一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法，包括如下步骤：
[0007]在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，对该过渡段上台阶依次开挖纵向先行导坑和纵向后行导坑，其中开挖后行导坑的同时向突变大跨度断面的拱部扩挖；
[0008]完成所述后行导坑以及突变大跨度断面的拱部扩挖后，向该突变大跨度断面需要扩挖的一侧直拐90
°
以进行直拐导坑的扩挖，开挖所述直拐导坑时采用门架作为临时支护，及时架立紧贴拱部围岩、掌子面侧围岩以及直立端面侧围岩的门架横梁和门架竖撑，且将所述门架横梁安装在所述大跨度断面轮廓线外部；
[0009]对所述直拐导坑开挖至大跨度断面边墙拱脚位置后，在所述门架横梁下侧一次性架立该大跨度断面的环向拱架，并与所述后行导坑的环向拱架接长至落底，以此完成该过渡段上台阶的施工；
[0010]所述过渡段后续的下部台阶按照先行导坑、后行导坑、拱部扩挖和直拐导坑的顺序进行开挖、初期支护及临时支护施工，最后随着掌子面方向施工推进，在保证安全的前提下，逐榀拆除过渡段临时支护，最终完成隧道断面突变大跨度断面时的横向扩挖施工转换。
[0011]优选地，在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，对该过渡段上台阶按照如下
施工工序进行施工：
[0012](1)开挖纵向先行导坑，施工先行导坑初期支护，施作先行导坑临时竖向支撑；
[0013](2)开挖纵向后行导坑，同时向突变大跨度断面拱部扩挖，施工后行导坑初期支护并与所述先行导坑初期支护连接牢固，施作后行导坑临时竖向支撑；且确保所述先行导坑掌子面超前所述后行导坑掌子面；
[0014](3)所述后行导坑掌子面封闭后，逐榀拆除后行导坑临时竖向支撑的中间部分，保留其两端临时竖向支撑并使其形成直拐门洞，通过该直拐门洞开挖直拐导坑，直拐导坑扩挖时其开挖轮廓半径比突变大跨度断面轮廓半径大，以保证门架横梁的架立不影响横梁下侧大跨度断面环向拱架的接长和架立；开挖后及时紧贴拱部、掌子面侧和直立端面侧的围岩架立门架的横梁和竖撑，并依次挂网、打设锚杆和喷射混凝土；
[0015](4)对所述直拐导坑扩挖至大跨度断面边墙拱脚位置后，一次性架立所述直拐导坑内的环向拱架，并与所述后行导坑的环向拱架全部接长至落底，拱脚处打设锁脚锚管；
[0016](5)初期支护达到一定强度后，在保证安全的条件下，逐榀拆除先行导坑临时竖向支撑以及直拐导坑除直立端面侧的竖撑。
[0017]优选地，步骤(1)具体为：首先打设先行导坑一侧管棚并注浆，然后开挖该先行导坑，循环进尺遵循规范要求；并在该先行导坑周边及时支护喷混，避免开挖后围岩长期裸露；其中该先行导坑的初期支护靠近拱架分节处通过型钢或槽钢纵连加强，焊接牢固；竖向临时支撑底部用钢垫板或混凝土垫块支衬，防止下沉。
[0018]优选地，步骤(2)具体为：开挖纵向后行导坑的同时向突变大跨度断面拱部扩挖，每循环进尺1～3榀，及时接长架立后行导坑拱部初期支护拱架，该后行导坑拱部初期支护拱架一端与所述先行导坑初期支护拱架通过垫板、螺栓连接牢固，另一端分节处用型钢或槽钢纵连加强，对应每榀拱架立竖向临时支撑，底部支衬钢垫板或混凝土垫块，拱部每循环安装完拱架后打设锚杆，挂网喷混至设计厚度。
[0019]优选地，步骤(2)确保所述先行导坑掌子面超前所述后行导坑掌子面3～5榀拱架间距。
[0020]优选地，所述后行导坑开挖5～6m后，封闭其掌子面。
[0021]优选地，步骤(3)逐榀拆除所述后行导坑线路方向临时竖向支撑的中间部分，保留其两端的临时竖向支撑，使之与所述后行导坑拱部初期支护拱架纵向连接的槽钢或型钢共同形成直拐门洞，该门洞宽度为5～6m。
[0022]优选地，步骤(3)直拐导坑扩挖时其开挖轮廓半径比突变大跨度断面设计开挖轮廓半径至少大35cm。
[0023]优选地，步骤(3)除隧道掌子面侧门架竖撑外，该直拐导坑拱部和直立端面侧的门架竖撑拱脚处均打设锁脚锚管，以防止开挖该过渡段下部台阶时拱架下沉或掉拱。
[0024]优选地，步骤(5)逐榀拆除先行导坑纵向临时竖撑和直拐导坑掌子面侧的竖撑，保留直拐导坑直立端面侧的竖撑以及门架拱部横梁作为永久支护。
[0025]优选地，该施工方法适用于隧道断面突变大跨度断面且向一侧扩大距离在3m以上，且围岩级别为IV级、V级或
Ⅵ
级的工况。
[0026]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0027](1)本专利技术提出的隧道断面突变大跨度断面时的施工方法实质上是隧道在两种不同跨度断面交界处90
°
向左或右直拐扩挖时的开挖、支护施工方法，其将隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段横向划分为纵向先行导坑、后行导坑、拱部扩挖以及直拐导坑扩挖四个纵向区域开挖，各部分相对独立且初期支护、临时支护及时闭合，受力结构稳定。
[0028](2)本专利技术隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法中，在开挖后行导坑的同时向突变大跨度断面拱部扩挖；完成后行导坑拱部扩挖后，向该扩挖的方向进行90
°
左拐或右拐直拐导坑扩挖，且直拐导坑采用门架支撑防护，开挖安全性高，作业空间大，同时门架横梁在正洞初支拱架外侧，不影响正洞环向拱架接长或架立，且门架横梁、两断面交界处直立端墙门架竖撑可作为其永久初期支护，减少了临时门架的拆除工作量。
[0029](3)本专利技术拱架在分节处采用型钢或槽钢纵向连接以及竖撑底部支衬钢板或设临时仰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，对该过渡段上台阶依次开挖纵向先行导坑和纵向后行导坑，其中开挖后行导坑的同时向突变大跨度断面的拱部扩挖；完成所述后行导坑以及突变大跨度断面的拱部扩挖后，向该突变大跨度断面需要扩挖的一侧直拐90
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以进行直拐导坑的扩挖，开挖所述直拐导坑时采用门架作为临时支护，及时架立紧贴拱部围岩、掌子面侧围岩以及直立端面侧围岩的门架横梁和门架竖撑，且将所述门架横梁安装在所述大跨度断面轮廓线外部；对所述直拐导坑开挖至大跨度断面边墙拱脚位置后，在所述门架横梁下侧一次性架立该大跨度断面的环向拱架，并与所述后行导坑的环向拱架接长至落底，以此完成该过渡段上台阶的施工；所述过渡段后续的下部台阶按照先行导坑、后行导坑、拱部扩挖和直拐导坑的顺序进行开挖、初期支护及临时支护施工，最后随着掌子面方向施工推进，在保证安全的前提下，逐榀拆除过渡段临时支护，最终完成隧道断面突变大跨度断面时的横向扩挖施工转换。2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，对该过渡段上台阶按照如下施工工序进行施工：(1)开挖纵向先行导坑，施工先行导坑初期支护，施作先行导坑临时竖向支撑；(2)开挖纵向后行导坑，同时向突变大跨度断面拱部扩挖，施工后行导坑初期支护并与所述先行导坑初期支护连接牢固，施作后行导坑临时竖向支撑；且确保所述先行导坑掌子面超前所述后行导坑掌子面；(3)所述后行导坑掌子面封闭后，逐榀拆除后行导坑临时竖向支撑的中间部分，保留其两端临时竖向支撑并使其形成直拐门洞，通过该直拐门洞开挖直拐导坑，直拐导坑扩挖时其开挖轮廓半径比突变大跨度断面轮廓半径大，以保证门架横梁的架立不影响横梁下侧大跨度断面环向拱架的接长和架立；开挖后及时紧贴拱部、掌子面侧和直立端面侧的围岩架立门架的横梁和竖撑，并依次挂网、打设锚杆和喷射混凝土；(4)对所述直拐导坑扩挖至大跨度断面边墙拱脚位置后，一次性架立所述直拐导坑内的环向拱架，并与所述后行导坑的环向拱架全部接长至落底，拱脚处打设锁脚锚管；(5)初期支护达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李校珂，李曙光，郭朋超，杨立燃，王存宝，王青松，王平安，罗宗帆，王洪坤，贺显林，李金魁，张欢，吴辰，
申请(专利权)人：中铁二十局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：