[發明專利]一種不同圍巖級別超大跨度公路隧道的開挖方法

在審

• 申請號: 201711252195.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108150176A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 陳建勛;陳麗俊;羅彥斌;李博
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

本發明屬于隧道工程技術領域，具體涉及一種不同圍巖級別超大跨度公路隧道的開挖方法。所述方法分別指定相應的隧道開挖方法，具體為：當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅰ級圍巖和/或Ⅱ級圍巖時，采用全斷面法開挖；當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅲ級圍巖時，采用兩臺階法或三臺階法開挖；當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅳ級圍巖時，Ⅳ級圍巖深埋段采用上臺階CD法開挖；Ⅳ級圍巖淺埋段采用CD法開挖；當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅴ級圍巖時，淺埋段和深埋段均采用CRD法開挖，且Ⅴ級圍巖淺埋洞口段采用雙側壁導坑法開挖。本發明所述方法能夠確保超大跨度公路隧道的施工進度、施工安全性和經濟性。

技術領域

本發明屬于隧道工程技術領域，具體涉及一種不同圍巖級別超大跨度公路隧道的開挖方法。

背景技術

超大跨度公路隧道通常指單洞四車道公路隧道或開挖跨度不小于18m的公路隧道。相比單洞兩車道和三車道公路隧道，超大跨度公路隧道具有扁平、大跨和薄拱等特點，開挖時極易發生圍巖失穩和隧道襯砌開裂與破壞等問題，嚴重影響施工安全和進度，而且工程造價也大大增加。因此，選擇合理的開挖方法對于確保超大跨度公路隧道的施工進度、施工安全性和經濟性極為重要。

據不完全統計，目前國內外在建和已建成的超大跨度隧道僅有49座。而現行公路隧道施工技術規范也尚無超大跨度隧道的開挖方法可供參考。隨著我國超大跨度公路隧道建設需求量的不斷增加，急需制定出一套針對不同圍巖級別超大跨度公路隧道的開挖方法，以供設計和施工參考。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供針對不同圍巖級別超大跨度公路隧道的開挖方法，確保超大跨度公路隧道的施工進度、施工安全性和經濟性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種不同圍巖級別超大跨度公路隧道的開挖方法，所述方法用于超大跨度公路隧道的開挖，針對超大跨度公路隧道不同圍巖級別，分別指定相應的隧道開挖方法，具體為：

當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅰ級圍巖或Ⅱ級圍巖時，采用全斷面法開挖；圍巖級別為Ⅰ級圍巖或Ⅱ級圍巖時，圍巖具有足夠的自穩能力，采用全斷面法開挖即可保證隧道安全，而且施工進度最快。

當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅲ級圍巖時，采用兩臺階法或三臺階法開挖；圍巖級別為Ⅲ級圍巖時，一定圍巖自穩性較好，但采用全斷面法開挖過于冒險，此時采用兩臺階法和三臺階法有利于開挖面的穩定性，尤其是上部開挖支護后，下部作業則較為安全。

當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅳ級圍巖時，Ⅳ級圍巖深埋段采用上臺階CD法開挖；Ⅳ級圍巖淺埋段采用CD法開挖；當超大跨度隧道位于Ⅳ級圍巖淺埋段時，圍巖自穩性較差，采用兩臺階法或三臺階法難以有效控制隧道沉降，此時采用CD法可將大跨度變為小跨度，有效控制隧道沉降。當超大跨度隧道位于Ⅳ級圍巖深埋段時，圍巖條件較淺埋段要好，此時采用上臺階CD法開挖，可在有效控制隧道沉降的同時，提高施工進度。

當所述超大跨度公路隧道的圍巖級別為Ⅴ級圍巖時，Ⅴ級圍巖淺埋段和Ⅴ級圍巖深埋段均采用CRD法開挖，Ⅴ級圍巖洞口淺埋段采用雙側壁導坑法開挖。當超大跨度隧道位于Ⅴ級圍巖淺埋段和Ⅴ級圍巖深埋段時，圍巖條件較Ⅳ級圍巖要差，此時可在CD法開挖方法的基礎上加設臨時仰拱，即所謂的CRD法，確保隧道施工過程中圍巖的穩定性。當超大跨度隧道位于Ⅴ級圍巖洞口淺埋段時，圍巖條件往往最差，CD法或CRD法無法滿足隧道變形控制要求，此時需采用雙側壁導坑法開挖，即將大跨度分成3個小塊進行隧道開挖。

進一步地，所述超大跨度公路隧道為單洞四車道公路隧道或開挖跨度不小于18m的公路隧道。

進一步地，所述Ⅰ級圍巖、Ⅱ級圍巖、Ⅲ級圍巖、Ⅳ級圍巖和Ⅴ級圍巖按照《公路隧道設計規范》(JTG_D70-2004)的圍巖級別劃分標準進行劃分。

本發明的有益技術效果：