[發明專利]大變形軟弱破碎圍巖特大斷面隧洞開挖支護結構及施工方法

在審

• 申請號: 201810370819.5
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108518229A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 劉邦璽;葛愛玲;彭偉平;吳秀雄;高峰;何柯葦
• 申請（專利權）人: 中鐵五局集團第五工程有限責任公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21D11/10;E21D20/00;E21D21/02
• 代理公司: 貴州啟辰知識產權代理有限公司 52108
• 代理人: 唐斌

本發明公開了一種大變形軟弱破碎圍巖特大斷面隧洞開挖支護結構及施工方法，隧洞分為上中下三層，上層（2）有上層鋼支撐架，中層中部（3）兩側邊墻有中層鋼筋混凝土預襯砌（13），下層中部（6）兩側邊墻有下層鋼筋混凝土預襯砌（17），底部是底板鋼筋混凝土襯砌（19），中層與上層邊墻角結合部位均布中層超前固結灌漿孔（10），下層與中層邊墻角結合部位均布下層超前固結灌漿孔（11），每組固結灌漿孔中灌漿并插入錨桿。本發明取消了傳統雙側壁導坑法、CD法、CRD法施工中所面臨的臨時支撐拆除，既保證了安全，又提高了效率，節約了成本。

技術領域

本發明涉及一種大變形軟弱破碎圍巖﹙Ⅴ、Ⅵ級圍巖﹚特大斷面（開挖斷面面積可達345m²以上）隧洞開挖支護施工方法。

背景技術

在現階段公路、鐵路隧洞、水工隧洞及其它地下工程中，特大斷面軟弱圍巖隧洞施工傳統的開挖方法是雙側壁導坑法、CD法、CRD法或分臺階左右幅開挖法等。針對特大斷面及大變形軟弱破碎圍巖等圍巖差的隧洞，采用雙側壁導坑法、CRD法、分臺階左右幅開挖法等具有較好的適應性，但因臨時支撐較多，且拆撐困難，拆除臨時支撐時施工風險大；此外，各部施工空間較狹小，大型機械使用受限，施工速度慢，施工成本高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種大變形軟弱破碎圍巖特大斷面隧洞開挖支護結構及其施工方法，有效解決臨時支撐多，拆撐困難，拆除臨時支撐時施工風險大，作業空間狹小，施工進度緩慢，施工成本高等問題。

本發明的技術方案是：

一種大變形軟弱破碎圍巖特大斷面隧洞開挖支護結構，隧洞分為上中下三層，上層有上層鋼支撐架，中層兩側邊墻有中層鋼筋混凝土預襯砌，下層兩側邊墻有下層鋼筋混凝土預襯砌，底部是底板鋼筋混凝土襯砌，中層與上層邊墻角結合部位均布中層超前固結灌漿孔，下層與中層邊墻角結合部位均布一組下層超前固結灌漿孔，每組超前固結灌漿孔中灌漿并插入錨桿。

中層鋼筋混凝土預襯砌和下層鋼筋混凝土預襯砌中有預留接長鋼筋。

中層鋼筋混凝土預襯砌和下層鋼筋混凝土預襯砌中分別橫向插入中層自進式中空預應力錨桿和下層自進式中空預應力錨桿。

所述的中層超前固結灌漿孔或下層超前固結灌漿孔，每組固結灌漿孔在隧洞截面內呈扇形均勻分布，相鄰兩組固結灌漿孔縱向間距0.8-1.2m，每組固結灌漿孔有5-8個，孔口間距0.2-0.3m，每個固結灌漿孔與豎向的夾角為10-70°。

一種大變形軟弱破碎圍巖特大斷面隧洞開挖施工方法，將隧洞分為上中下三層分別進行開挖，上層中央是上層中導洞，中層中部兩側有中層左側保護層和中層右側保護層，下層中部兩側是下層左側保護層和下層右側保護層，底部是底板保護層，首先貫通上層中導洞，然后擴挖上層，沿著上層的邊墻角對中層的圍巖進行超前預固結灌漿后再開挖中層中部，中層中部、中層左側保護層和中層右側保護層依次開挖完畢后施作中層鋼筋混凝土預襯砌并打錨桿，之后對下層的圍巖進行超前預固結灌漿，再依次開挖下層中部、下層左側保護層和下層右側保護層，施作下層鋼筋混凝土預襯砌并打錨桿，最后開挖底板保護層，施作底板鋼筋混凝土襯砌。

施工包括以下步驟：

a、開挖上層中導洞，貫通后初步進行危石清理，初噴5cm厚鋼纖維混凝土封閉巖面，然后進行上層擴挖施工，安裝上層鋼支撐架；

b、在上層兩側邊墻角部位向中層的圍巖每隔0.8-1.2m打一組中層固結灌漿孔，每組中層固結灌漿孔呈扇形均布在同一個截面內，固結灌漿完成后，將錨桿插入兩側固結灌漿孔進行加固處理；

c、中層中部中部深孔拉槽爆破開挖施工，兩側預留2～2.5m的中層左側保護層和中層右側保護層；

d、分左右側進行水平鉆爆開挖中層左側保護層和中層右側保護層，左右側鉆爆開挖施工錯開25～40m，開挖后立即進行鋼支撐架立及系統噴錨支護；