本發(fā)明涉及一種隧道開挖方法，具體是一種中短隧道的開挖方法。

背景技術(shù)：
廣佛肇高速公路起于四會大沙鎮(zhèn)沙瀝村，經(jīng)過鼎湖區(qū)、端州區(qū)、高要市、德慶縣、封開縣至于省界，是貫通廣東省東西走向的又一條高速公路通道。項(xiàng)目路線全長174.885km，主線上共設(shè)隧道19467.37/16座，其中特長隧道4275m/1座，淺埋（明挖）隧道1659.74m/2座，中短隧道4617m/7座。這些中短隧道施工圖設(shè)計(jì)與長隧道設(shè)計(jì)一致，均采用雙向進(jìn)洞方案。（1）隧道兩側(cè)各設(shè)臨時(shí)場地、臨時(shí)設(shè)施、臨時(shí)便道等，破壞環(huán)境且工程投資大，易造成工程浪費(fèi)；（2）需進(jìn)行管棚和洞口邊仰坡設(shè)計(jì)，易造成設(shè)計(jì)浪費(fèi)。蛇咀1號隧道位于封開縣江口鎮(zhèn)，隧道左線進(jìn)口樁號zk169+860，出口樁號zk180+182，隧道長322m，隧道最大埋深約63.23m。右線進(jìn)口樁號k169+862，出口樁號k172+185，隧道長323m，隧道最大埋深約66.27m。屬短隧道；蛇咀1號隧道間距約為13m，為較小凈距隧道。左洞縱坡為2.0%，右洞縱坡為1.5%。隧道左右洞進(jìn)出口均為削竹式洞門。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述之不足，本發(fā)明提供一種節(jié)約了永久用地和臨時(shí)用地，節(jié)省了工程造價(jià)的中短隧道單向出洞開挖方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用以下的技術(shù)方案：

一種中短隧道單向出洞開挖方法，包括以下步驟：

（1）對隧道的先行上臺階進(jìn)行導(dǎo)洞開挖：以挖掘機(jī)為主并配合人工開挖的開挖方式，開挖一段距離后，立即對掌子面及邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)，然后對中隔墻進(jìn)行噴錨支護(hù)；

（2）先行上臺階導(dǎo)洞初期支護(hù)：對上述導(dǎo)洞段的中隔墻初期支護(hù)以及先行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)，拱頂和邊墻圍巖進(jìn)行鋼拱架的安裝，然后對拱頂和邊墻圍巖打錨桿注漿，噴射鋼纖維混凝土，完成拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)；

（3）對隧道的后行上臺階進(jìn)行導(dǎo)洞開挖：以挖掘機(jī)為主并配合人工開挖的開挖方式，開挖一段距離后，立即對掌子面及邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)，然后對中隔墻進(jìn)行噴錨支護(hù)；

（4）后行上臺階導(dǎo)洞初期支護(hù)：按照步驟（2）的方法，完成中隔墻邊墻圍巖以及拱頂?shù)某跗谥ёo(hù)；

（5）對隧道的先行上臺階段的下臺階部分進(jìn)行開挖：將下臺階分為先行上臺階的下臺階部分、中隔墻支撐部分、后行上臺階的下臺階部分，首先開挖先行上臺階的下臺階部分，以挖掘機(jī)的開挖方式，必要時(shí)輔助以爆破的方式，開挖一段距離后，立即對邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)；

（6）先行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)：對邊墻圍巖進(jìn)行鋼拱架的安裝，然后對邊墻圍巖進(jìn)行打錨桿注漿，完成先行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)；

（7）對隧道的后行上臺階段的下臺階部分進(jìn)行開挖：在開挖后行上臺階段的下臺階部分一段距離后，立即對邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)；

（8）后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)：對邊墻圍巖進(jìn)行鋼拱架的安裝，然后對邊墻圍巖進(jìn)行打錨桿注漿，完成后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)，在完成后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)前，拆除中隔墻；

（9）對中隔墻支撐部分進(jìn)行開挖，并對地面的仰拱部分進(jìn)行開挖；

（10）初級支護(hù)封閉成環(huán)：對地面的開挖部分進(jìn)行打錨桿注漿，完成地面部分的初期支護(hù)，使前述的所有初級支護(hù)封閉成環(huán)；

（11）分次施工仰拱和填充；

（12）全斷面二次襯砌；

（13）然后再返回到步驟（5），繼續(xù)下一段的開挖，按上述工序逐步向前推進(jìn)，直到單向出洞開挖完成。

進(jìn)一步地，所述步驟（1）中，所述的中隔墻的根基處以向外傾斜45°的方式向下嵌入鎖腳錨桿，2根鎖腳錨桿為一組，沿洞深方向間隔分布有多組。

進(jìn)一步地，所述步驟（1）中，所述鎖腳錨桿為?22的藥卷鎖腳錨桿。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）中，中隔墻初期支護(hù)的具體步驟為：a、在中隔墻面上嵌入?42的超前注將小導(dǎo)管；b、在中隔墻面上嵌入?42早強(qiáng)藥卷錨桿，縱向間距為55cm；c、在中隔墻面鋪設(shè)?6的鋼筋網(wǎng)；d、安裝鋼拱架，所述鋼拱架為i16型鋼拱架。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）和步驟（4）中，拱頂?shù)姆雷o(hù)采用雙層設(shè)計(jì)，一層是由40cm間隔分布的多個(gè)超前注漿小導(dǎo)管組成，每個(gè)超前注漿小導(dǎo)管的傾斜角度為12°，另一層是由40cm間隔分布的多個(gè)超前注漿小導(dǎo)管組成，每個(gè)超前注漿小導(dǎo)管的傾斜角度為45°。

進(jìn)一步地，所述步驟（5）和步驟（7）中，是進(jìn)行交錯(cuò)開挖的，錯(cuò)開距離為3～5m。

進(jìn)一步地，所述步驟（1）中，先行上臺階進(jìn)行導(dǎo)洞開挖的起始點(diǎn)距出洞洞口的距離為100米以下。

本發(fā)明的有益效果在于：

單向cd法出洞方法較原設(shè)計(jì)具有明顯優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：①減少了仰坡開挖防護(hù)面積，從原設(shè)計(jì)的約660平米降低到150平米，同時(shí)，減少了出洞口場地布設(shè)，節(jié)約了永久用地和臨時(shí)用地，節(jié)省了工程造價(jià)；②大大減少了洞口仰坡的臨時(shí)防護(hù)，保護(hù)了原生的植被，體現(xiàn)了環(huán)保的施工理念；③節(jié)省了施工費(fèi)用：單向cd挑梁法出洞方案較施工圖設(shè)計(jì)減少了便道臨時(shí)用地和便道施工費(fèi)用，隧道洞口臨時(shí)設(shè)施（如：臨時(shí)駐地、鋼筋棚、拌合站、高山水池、風(fēng)站、便道、配電房等）配置費(fèi)用；④節(jié)省了設(shè)計(jì)費(fèi)用，提升了隧道設(shè)計(jì)水平及施工技術(shù)水平；

由于拱頂采用雙層設(shè)計(jì)和及相關(guān)的布置方式，大大提高了隧道的牢固性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明的施工示意圖；

圖2為圖1所示的中隔墻的施工示意圖；

圖3為圖1所示的沿洞深方向的剖視圖。

圖中：1、先行上臺階；2、后行上臺階；3、先行上臺階的下臺階部分；4、后行上臺階的下臺階部分；5、中隔墻支撐部分；6、中隔墻；7、鎖腳錨桿；8、早強(qiáng)藥卷錨桿；9、?42的超前注將小導(dǎo)管；10、鋼拱架；11、超前注漿小導(dǎo)管；12、超前注漿小導(dǎo)管；13、先行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)；14、后行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)；15、先行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)；16、后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)；17、仰拱；18、全斷面二次襯砌；19、拱頂。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種中短隧道單向出洞開挖方法，將中短隧道的開挖斷面劃分為上臺階區(qū)和下臺階臺區(qū)，其中上臺階區(qū)分為左右兩部分，其中一部分為先行上臺階1，另一部分為后行上臺階2；將下臺階區(qū)分為左中右三部分，三部分為：先行上臺階的下臺階部分3、中隔墻支撐部分5、后行上臺階的下臺階部分4，具體的開挖步驟如下：

（1）對隧道的先行上臺階1進(jìn)行導(dǎo)洞開挖：以挖掘機(jī)為主并配合人工開挖的開挖方式，開挖一段距離后，立即對掌子面及邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)，然后對中隔墻進(jìn)行噴錨支護(hù)；所述步驟（1）中，所述的中隔墻6的根基處以向外傾斜45°的方式向下嵌入鎖腳錨桿7，2根鎖腳錨桿為一組，沿洞深方向間隔分布有多組，所述步驟（1）中，所述鎖腳錨桿為?22的藥卷鎖腳錨桿；先行上臺階進(jìn)行導(dǎo)洞開挖的起始點(diǎn)距出洞洞口的距離為30米。

（2）先行上臺階1的導(dǎo)洞初期支護(hù)：對上述導(dǎo)洞段的中隔墻6初期支護(hù)以及先行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)13，拱頂和邊墻圍巖進(jìn)行鋼拱架的安裝，然后對拱頂19和邊墻圍巖打錨桿注漿，噴射鋼纖維混凝土，完成拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)13；具體來說，如圖2所示，中隔墻6初期支護(hù)的具體步驟為：a、在中隔墻面上嵌入?42的超前注將小導(dǎo)管9；b、在中隔墻面上嵌入?42早強(qiáng)藥卷錨桿，縱向間距為55cm；c、在中隔墻面鋪設(shè)?6的鋼筋網(wǎng)；d、安裝鋼拱架10，所述鋼拱架為i16型鋼拱架。如圖3所示，拱頂19的防護(hù)采用雙層設(shè)計(jì)，一層是由40cm間隔分布的多個(gè)超前注漿小導(dǎo)管11組成，每個(gè)超前注漿小導(dǎo)管11的傾斜角度為12°，另一層是由40cm間隔分布的多個(gè)超前注漿小導(dǎo)管12組成，每個(gè)超前注漿小導(dǎo)管12的傾斜角度為45°。

（3）對隧道的后行上臺階2進(jìn)行導(dǎo)洞開挖：以挖掘機(jī)為主并配合人工開挖的開挖方式，開挖一段距離后，立即對掌子面及邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)，然后對中隔墻進(jìn)行噴錨支護(hù)；

（4）后行上臺階2的導(dǎo)洞初期支護(hù)：按照步驟（2）的方法，完成中隔墻初期支護(hù)以及后行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)14；拱頂?shù)姆雷o(hù)采用雙層設(shè)計(jì)，一層是由40cm間隔分布的多個(gè)超前注漿小導(dǎo)管組成，每個(gè)超前注漿小導(dǎo)管的傾斜角度為12°，另一層是由40cm間隔分布的多個(gè)超前注漿小導(dǎo)管組成，每個(gè)超前注漿小導(dǎo)管的傾斜角度為45°。

（5）對隧道的先行上臺階段的下臺階部分3進(jìn)行開挖：用挖掘機(jī)的開挖方式，必要時(shí)輔助以爆破的方式，開挖一段距離后，立即對邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)；

（6）先行上臺階段的下臺階部分3的初期支護(hù)：對邊墻圍巖進(jìn)行鋼拱架的安裝，然后對邊墻圍巖進(jìn)行打錨桿注漿，完成先行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)15；

（7）對隧道的后行上臺階段的下臺階部分4進(jìn)行開挖：在開挖后行上臺階段的下臺階部分一段距離后，立即對邊墻圍巖進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)，并且與步驟（5）中的先行上臺階段的下臺階部分3的開挖是交錯(cuò)進(jìn)行的，在開挖過程中，兩部分的開挖點(diǎn)錯(cuò)開距離為3～5m；

（8）后行上臺階段的下臺階部分4的初期支護(hù)：對邊墻圍巖進(jìn)行鋼拱架的安裝，然后對邊墻圍巖進(jìn)行打錨桿注漿，完成后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)16，在完成后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)前，拆除中隔墻6；

（9）對中隔墻支撐部分5進(jìn)行開挖，并對地面的仰拱部分進(jìn)行開挖；

（10）初級支護(hù)封閉成環(huán)：對地面的開挖部分進(jìn)行打錨桿注漿，構(gòu)建仰拱17完成地面部分的初期支護(hù)，使仰拱17與先行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)13、后行上臺階的拱頂和邊墻圍巖的初期支護(hù)14、先行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)15、后行上臺階段的下臺階部分的初期支護(hù)16一起封閉成環(huán)；

（11）分次施工仰拱17和填充；

（12）全斷面二次襯砌18；

（13）然后再返回到步驟（5），繼續(xù)下一段的開挖，按上述工序逐步向前推進(jìn)，直到單向出洞開挖。