本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法。

背景技術(shù)：

隨著西部地區(qū)公路建設(shè)向山區(qū)延伸，道路舒適度要求提升，修建大量的公路山嶺隧道成為不可避免的趨勢。在遇到圍巖地質(zhì)條件較差的隧道時，一般采取cd法、crd法等施工方法。cd法和crd法對圍巖的整體斷面施工比較有利，尤其對拱頂?shù)某两盗康目刂戚^為合理。但是在遇到偏壓、淺埋、軟弱圍巖的超大斷面隧道時，由于隧道斷面太大，采用cd法和crd法進(jìn)行整體斷面施工時，導(dǎo)致進(jìn)度緩慢，嚴(yán)重影響了隧道貫通時間，提高了項目投入成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種施工方便、進(jìn)度快、能對隧道的偏壓、淺埋和軟弱圍巖進(jìn)行有效控制的一種偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法，其特征在于：它包括以下步驟：

1)、采用crd法進(jìn)行隧道初始開挖，設(shè)置臨時中隔墻；

2)、以臨時中隔墻為界將隧道施工的掌子面分為左右兩側(cè)，將掌子面的左右兩側(cè)分別由人工分為上中下三層開挖部和隧底開挖部；

3)、施作拱部超前支護(hù)后，同時開挖掌子面左右兩側(cè)的上開挖部，預(yù)留上部核心土，同時開挖掌子面左右兩側(cè)的中開挖部，預(yù)留中部核心土，使中部核心土位于上部核心土前方(以與開挖方向相反的方向為前方)并使中部核心土左右兩側(cè)的未開挖土層與上開挖部左右兩側(cè)的已開挖土層形成臺階，同時開挖掌子面左右兩側(cè)的下開挖部，預(yù)留下部核心土，使下部核心土位于中部核心土前方(以與開挖方向相反的方向為前方)并使中部核心土左右兩側(cè)的未開挖土層與上開挖部左右兩側(cè)的已開挖土層形成臺階；掌子面左右側(cè)的上中下三層開挖部開挖后立即在隧道壁上進(jìn)行初噴砼操作，在初噴砼上進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)支護(hù)施工并在噴、錨、網(wǎng)支護(hù)上架設(shè)鋼架，在鋼架的拱腳以上緊貼鋼架兩側(cè)搭設(shè)鎖腳錨管，拱腳錨管和鋼架焊接牢固后，在鋼架上進(jìn)行復(fù)噴砼操作至設(shè)計厚度；

4)、在復(fù)噴砼上進(jìn)行施作仰拱初期支護(hù)和二次襯砌的施做，同時對掌子面左右兩側(cè)的隧底開挖部進(jìn)行開挖；

5)、掌子面沿隧道方向向前推進(jìn)施工，并施作臨時中隔墻，重復(fù)步驟2～4，直至完成隧道整體的開挖和仰拱初期支護(hù)后，拆除臨時中隔墻，施作仰拱。

進(jìn)一步的，所述步驟2中上中下三層開挖部的高度比為1：2：3，所述隧底開挖部的頂面與下開挖部的底面共面。

進(jìn)一步的，所述步驟2中掌子面左右兩側(cè)的上開挖部所形成的整體開挖部的失跨比不大于0.3。

進(jìn)一步的，所述步驟2中掌子面左右兩側(cè)的中開挖部的開挖高度為3—3.5米，所述掌子面左右兩側(cè)的下開挖部的開挖高度為3—4米。

進(jìn)一步的，所述步驟3中鋼架為工字鋼拱架，所述掌子面左右兩側(cè)的上中下三層開挖部的開挖循環(huán)進(jìn)尺均根據(jù)相鄰兩根工字鋼拱架之間的間距確定，最大不得超過1.5米。

進(jìn)一步的，所述步驟3中在鋼架的拱腳以上30厘米高度處，緊貼鋼架兩側(cè)搭設(shè)鎖腳錨管，鎖腳錨管與圍巖節(jié)理面的角度為90°。

更進(jìn)一步的，所述步驟3中掌子面左右兩側(cè)的中開挖部靠近隧道壁的一側(cè)比靠近臨時中隔墻的一側(cè)開挖進(jìn)度快2—3米；所述掌子面左右側(cè)的下開挖部靠近隧道壁的一側(cè)比靠近臨時中隔墻的一側(cè)開挖進(jìn)度快2—3米。開挖進(jìn)度指沿隧道的施工方向開挖的深度。

優(yōu)選的，所述步驟4中仰拱初期支護(hù)的施作進(jìn)尺長度為2—3米。

優(yōu)選的，所述步驟5中仰拱的分段長度為4—6米。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所設(shè)計的中隔壁的三臺階五步開挖法在地質(zhì)條件發(fā)生變化時，可靈活、及時地轉(zhuǎn)換施工工序，調(diào)整施工方法，減少了施工工期。開挖方法步驟簡單、開挖可靠，尤其為偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面隧道的開挖提供了重要保障，故障率低，提升了項目盈利水平。采用鎖腳錨管代替了傳統(tǒng)的鎖腳錨桿，也提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時采用鋼管對鋼架進(jìn)行固定的方式使得各鋼架之間通過鋼管連接形成一個整體，提高了系統(tǒng)承受荷載，對鋼架的固定效果更好，對控制隧道變形十分有利。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中超大斷面隧道的開挖平面圖；

圖2為本發(fā)明中超大斷面隧道的開挖立體圖；

圖3為本發(fā)明中完成隧道開挖、圍巖加固和仰拱鋪設(shè)操作后的隧道斷面結(jié)構(gòu)平面圖；

其中，1—臨時中隔墻，2—上部弧形導(dǎo)坑開挖部分，3—上部核心土，4—中部核心土，5—下部核心土，6—噴、錨、網(wǎng)支護(hù)，7—鎖腳錨管，8—仰拱初期支護(hù)，9—二次襯砌，10—仰拱，11—隧底開挖部，12—中臺階左側(cè)開挖部分，13—中臺階右側(cè)開挖部分，14—下臺階左側(cè)開挖部分，15—下臺階右側(cè)開挖部分，16—復(fù)噴砼層，17—初噴砼層，18—鋼架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1—3所示，偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法，包括以下步驟：

1)、采用crd法進(jìn)行隧道初始開挖，設(shè)置臨時中隔墻1；

2)、以臨時中隔墻1為界將隧道施工的掌子面分為左右兩側(cè)，將掌子面的左右兩側(cè)分別由人工分為上中下三個開挖部和隧底開挖部11；

3)、施作拱部超前支護(hù)后，同時開挖掌子面左右兩側(cè)的上開挖部，預(yù)留上部核心土3，同時開挖掌子面左右兩側(cè)的中開挖部，預(yù)留中部核心土4，使中部核心土4位于上部核心土3前方，同時開挖掌子面左右兩側(cè)的下開挖部，預(yù)留下部核心土5，使下部核心土5位于中部核心土4前方；掌子面左右側(cè)的上中下三個開挖部開挖后立即進(jìn)行初噴砼操作，并及時進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)施工和架設(shè)鋼架施工，在鋼架18的拱腳以上緊貼鋼架18兩側(cè)搭設(shè)鎖腳錨管7，拱腳錨管7和鋼架18焊接牢固后，進(jìn)行復(fù)噴砼操作至設(shè)計厚度；

各開挖部開挖循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5米，上開挖部的開挖失跨比不大于0.3，在鋼架拱腳以上30厘米高度處，緊貼鋼架18兩側(cè)搭設(shè)鎖腳錨管7，鎖腳錨管7與圍巖節(jié)理面為90°，中開挖部的開挖高度為3—3.5米，下開挖部的開挖高度為3—4米，掌子面左右兩側(cè)的中開挖部靠近隧道壁的一側(cè)比靠近臨時中隔墻1的一側(cè)開挖進(jìn)度快2—3米；掌子面左右兩側(cè)的下開挖部靠近隧道壁的一側(cè)比靠近臨時中隔墻1的一側(cè)開挖進(jìn)度快2—3米。

4)、施作仰拱初期支護(hù)8和二次襯砌9，同時對掌子面左右兩側(cè)的隧底開挖部11進(jìn)行開挖；仰拱初期支護(hù)8的施作進(jìn)尺長度為2—3米。

5)、掌子面沿隧道方向向前推進(jìn)施工，并施作臨時中隔墻1，重復(fù)步驟2～4，直至完成隧道整體的開挖和仰拱初期支護(hù)8后，拆除臨時中隔墻1，施作仰拱10。仰拱10的分段長度為4—6米。

本發(fā)明的超大斷面開挖是指對具有偏壓、淺埋、軟弱圍巖且開挖斷面在300㎡以上的超大斷面隧道進(jìn)行的施工，充分發(fā)揮了圍巖的自穩(wěn)能力，在洞口處采用雙層大管棚進(jìn)行初期支護(hù)，在洞身開挖處采用雙側(cè)的超前小導(dǎo)管進(jìn)行支護(hù)，保證了施工的安全。通過設(shè)置臨時中隔墻1，將隧道斷面分成兩個三臺階開挖部和兩個隧底開挖部11，一個開挖部進(jìn)尺開挖完成后，形成隧道的初期支護(hù)和永久支護(hù)。各開挖部的開挖方式靈活，施工效率高，避免了整體斷面施工存在的施工復(fù)雜、施工周期長的缺點，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。