[發明專利]穿越斷層破碎帶大斷面隧道開挖及支護方法

有效

• 申請號: 201810773740.7
• 申請日: 2018-07-15
• 公開（公告）號: CN108843332B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 郭朋超;譚振武;郭建才;張建升;陳耀華;李志勇;張志潼;張佳佳;郭瑞;李校珂
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/15;E21D11/18;E21D20/00;E21D11/14
• 代理公司: 61213 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種穿越斷層破碎帶大斷面隧道開挖及支護方法，隧道洞初期支護結構包括全斷面支護體系和隧道錨網噴支護結構，左側導洞與右側導洞之間設置有中隔墻臨時支護結構；實際施工時，包括步驟：一、隧道上部洞體開挖；二、隧道拱墻初期支護變形侵限判斷及換拱施工；三、隧道下部洞體開挖。本發明設計合理且施工簡便、使用效果好，僅隧道上半斷面采用中隔壁法開挖，縮小了開挖斷面，保證了拱頂的穩定性，全斷面支護體系和中隔墻臨時支護結構均通過下墊梁支撐并連接為一體形成結構穩固的整體性支護體系，能避免初期支護拱架下沉并有效保證初期支護的穩定性；并且換拱施工只在隧道上半斷面進行，在節約施工成本的同時，能進一步確保施工安全。

技術領域

本發明屬于隧道施工技術領域，尤其是涉及一種穿越斷層破碎帶大斷面隧道開挖及支護方法。

背景技術

隨著公路運輸量加大以及基建工程的發展，單洞雙線多車道公路大斷面隧道越來越常見。大斷面隧道施工相較于單線小斷面隧道施工，在開挖過程中更容易引起拱頂大面積下沉。尤其大斷面隧道在穿越斷層破碎帶施工過程中，往往具有開挖后拱頂變形速率快，短時間內下沉量過大、邊墻片幫、拱架扭曲變形侵限，嚴重情況下導致隧洞垮塌等特點，此種情況下，若采用常規施工方法及支護體系，如臺階法、三臺階法、雙側壁導坑法、CD法、CRD法等，一方面很控制變形，另一方面施工過程復雜，復雜的工法導致工序施工時間過長，圍巖長期暴露，容易造成圍巖大面積侵限、噴射混凝土剝落掉塊、鋼架扭曲變形等情形，進一步增加坍塌風險，安全質量無法保證得同時，也嚴重制約工期。斷層破碎帶是指斷層兩盤相對運動，相互擠壓，使附近的巖石破碎，形成與斷層面大致平行的破碎帶，簡稱斷裂帶。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種穿越斷層破碎帶大斷面隧道開挖及支護方法，其方法步驟簡單、設計合理且施工簡便、使用效果好，僅隧道上半斷面采用中隔壁法開挖，縮小了開挖斷面，保證了拱頂的穩定性，全斷面支護體系和中隔墻臨時支護結構均通過下墊梁進行支撐并連接為一體形成結構穩固的整體性支護體系，能避免初期支護拱架下沉并有效保證初期支護的穩定性；并且換拱施工只在隧道上半斷面進行，在節約施工成本的同時，能進一步確保施工安全。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種穿越斷層破碎帶大斷面隧道開挖及支護方法，其特征在于：所施工大斷面隧道的隧道洞包括隧道上部洞體和位于隧道上部洞體下方的隧道下部洞體，所述隧道上部洞體包括左側導洞和位于左側導洞右側的右側導洞；

所述隧道洞的初期支護結構包括對所述隧道洞進行全斷面支護的全斷面支護體系和對所述隧道洞的拱墻進行初期支護的隧道錨網噴支護結構，所述左側導洞與右側導洞之間設置有中隔墻臨時支護結構，所述中隔墻臨時支護結構位于隧道上部洞體內且其位于所述全斷面支護體系內側，所述全斷面支護體系和所述中隔墻臨時支護結構均沿隧道縱向延伸方向進行布設；

所述全斷面支護體系包括多榀沿隧道縱向延伸方向由后向前布設且對所述隧道洞進行全斷面支護的全斷面支撐結構和將多榀所述全斷面支撐結構緊固連接為一體的全斷面支撐連接結構，多榀所述全斷面支撐結構的結構均相同且其形狀與所述隧道洞的橫斷面形狀相同；每榀所述全斷面支撐結構均包括一榀對所述隧道洞的拱墻進行支護的拱墻鋼拱架和一個布設于所述隧道洞內側底部的隧道仰拱支架，所述隧道仰拱支架位于所述拱墻鋼拱架的正下方且二者均位于同一隧道橫斷面上，所述隧道仰拱支架的左端與所述拱墻鋼拱架的左側底部緊固連接，所述隧道仰拱支架的右端與所述拱墻鋼拱架的右側底部緊固連接，所述隧道仰拱支架與所述拱墻鋼拱架形成一個封閉式全斷面支架；所述拱墻鋼拱架包括一榀位于隧道上部洞體內的上部鋼拱架和兩個對稱布設于上部鋼拱架左右兩側底部下方的側部支架，兩個所述側部支架均位于所述隧道下部洞體內；