[發明專利]淺埋偏壓傾倒變形散體及強卸荷巖石結構中的隧道開挖法

在審

• 申請號: 201410698609.0
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104500079A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 吳學智;馬建新;聶大豐;付支黔
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/01
• 分類號: E21D9/01;E21D19/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 許澤偉

技術領域

本發明涉及一種淺埋偏壓傾倒變形散體及強卸荷巖石結構中的隧道開挖法，特別是一種應用于隧道施工領域的淺埋偏壓傾倒變形散體及強卸荷巖石結構中的隧道開挖法。

背景技術

在深山峽谷中修筑隧道，尤其在陡峭的岸坡修筑隧道，主要存在的問題為如何解決隧道淺埋偏壓的問題，例如隧道一側周邊圍巖相對較好，隧道拱部及隧道另一側圍巖差，無自穩能力，這種情況下，如果在施工過程中施工方法不當，則會出現隧道過大變形、隧道塌方及塌方冒頂，甚至誘發邊坡滑塌，形成高邊坡的問題，這使工程安全、質量、進度及經濟均受到不同程度的影響和損失。現技術中的隧道開挖方法沒有充分利用巖土體的自穩能力對隧道內分部開挖的臨時開挖坡面放坡開挖，為了確保施工安全，開挖后需要對隧道內的臨時開挖坡面進行臨時支護，在下一循環的開挖施工中需要挖除上循環的臨時支護，開挖后再進行臨時支護，再挖除，如此反復支護-開挖-支護施工，施工過程中浪費大量的施工時間，施工進度慢，并浪費大量的財力和物力，現施工技術不適合于隧道存在嚴重淺埋偏壓洞段地質條件的隧道開挖方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可開挖量小，可以有效減少臨時支護工程量，并可以防止隧道開挖誘發山體側滑坡及隧道過大變形的淺埋偏壓傾倒變形散體及強卸荷巖石結構中的隧道開挖法。

為解決上述技術問題，本發明采用的淺埋偏壓傾倒變形散體及強卸荷巖石結構中的隧道開挖法，包括以下幾個步驟：

a、以鋼架接頭為界，將待挖的隧道劃分成上臺階、中臺階、下臺階和仰拱四個部分；

b、開挖上臺階，并在開挖過程中對開挖部分進行支護；

c、開挖中臺階，并在開挖過程中對開挖部分進行支護；

d、開挖下臺階，并在開挖過程中對開挖部分進行支護；

e、開挖仰拱部分，并在開挖過程中對開挖部分進行支護。

進一步的是，在b步驟中，先挖除上臺階中除預留核心土外的環形部分，并對開挖部分隧道進行初期支護后，再挖除中間的預留核心土部分。

進一步的是，在c步驟中，先挖除中臺階弱土質結構半側，然后對開挖部分隧道進行初期支護，再挖除中臺階剩余半側，然后對開挖部分隧道進行初期支護。

進一步的是，在d步驟中，先挖除下臺階弱土質結構半側，然后對開挖部分隧道進行初期支護，再挖除下臺階剩余半側，然后對開挖部分隧道進行初期支護。

進一步的是，在e步驟中，先挖除仰拱部分的一個半側，并進行初期支護后，然后再挖除剩下的半側，并完成初期支護。

進一步的是，仰拱部分開挖完成500cm后，及時進行全幅仰拱的砼回填。

進一步的是，在挖除上臺階中的環形部分時，在預留核心土的兩側和正面設置坡面。

進一步的是，在開挖中臺階時，在中臺階剩余半側的正面設置坡面。

進一步的是，單次開挖的長度小于等于100m。

進一步的是，弱土質結構半側開挖落底長度小于或者等于100m,剩下的半側開挖落底長度小于或者等于200m。

本發明的有益效果是：本發明將隧道分成上、中、下三個臺階以及仰拱四個部分分層開挖，這樣在開挖過程中可以充分利用尚未挖除部分圍巖的自穩能力，在保證結構安全穩定的前提下減少了臨時支護。在開挖上層臺階的過程中先保留核心土，這樣可以利用預留核心土發壓掌子面前方未開挖部分的巖土體，利用預留核心土約束掌子面的過大擠出變形及掌子面前方沒有開挖巖土體的超前變形，有效的預防了隧道掌子面的失穩滑塌和隧道過大變形及隧道塌方，并節約了掌子面的臨時支護措施費，確保了施工安全。在開挖中臺階和下臺階的過程中，先開挖弱土質結構半側，并對預留部分放坡開挖，這樣可以利用剩余半側圍巖的自穩能力來保證結構的穩固，并節約了臨時支護措施費用，確保了施工安全。在預留核心土以及圍巖自穩能力較好的半側設置坡面，以進一步增強其自身的自穩能力，這樣充分利用了巖土的自承能力，減少臨時支護，節約投資，確保安全施工。

附圖說明

圖1是本發明的隧道橫斷面圖；

圖2是本發明的三維結構示意圖；

圖中零部件、部位及編號：環形部分1、預留核心土部分2、中臺階弱土質結構半側3、中臺階剩余半側4、下臺階弱土質結構半側5、下臺階剩余半側6、仰拱部分7、坡面8。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，為解決上述技術問題，本發明采用的淺埋偏壓傾倒變形散體及強卸荷巖石結構中的隧道開挖法，包括以下幾個步驟：