[發明專利]既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法

有效

• 申請號: 201911040371.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110685698B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 陳二平;劉永明;冀榮華;楊永強;王剛;李艷廠;劉寧;黃義雄
• 申請（專利權）人: 中鐵（貴州）市政工程有限公司;貴州大學
• 主分類號: E21D9/01
• 分類號: E21D9/01;E21D11/10;E21D20/00;E21F15/00;E21D19/04;F42D3/04
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 石誠

本發明公開了一種既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法，在既有洞室內采用先爬升進洞開挖上臺階，然后折回開挖其余上臺階，再次折回開挖中臺階和下臺階，最后反向完成交叉口挑頂，從而完成既有洞室側向新建為大斷面隧道的施工。對于地表沉降要求較高，但圍巖級別較差（Ⅳ級）的地下洞室的工程時，本發明的施工方法先爬升進洞開挖上臺階，然后折回開挖其余上臺階，再次折回開挖中臺階和下臺階，最后反向完成交叉口挑頂。其優點是能夠在施工爬升段后使用臺階法開挖，臺階法和爬升段創新性地結合，控制了地表的沉降和圍巖的位移變形，確保了施工的安全，保證了圍巖的穩定，有效地控制了地表沉降。

技術領域

本發明涉及一種隧道的施工方法，特別是一種既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法。

背景技術

我國地下洞室的工程較多，因此地下洞室工程的開挖和支護技術也較成熟，但對于在要保證已有的坑道洞室穩定條件下，對其擴挖出更大的與既有洞室有一定交角的洞室的施工技術較少。既有洞室與新建擴挖洞室斷面相差較大，為小斷面轉大斷面，且擴建洞室并不是既有洞室的原位擴挖，而與既有洞室有一定交角。當洞室整體分為三臺階開挖，且不能直接在進洞口開挖上臺階時，如何安全進洞成為難點。施工過程不可避免地對原有洞室的圍巖會有擾動，需要保證其穩定并使得原有洞室與新開挖洞室形成整體。因此，如何實現在進行坑道的改挖擴建時保證既有坑道的穩定和擴建工程的順利進行成為了亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法。該方法可實現在進行坑道的改挖擴建時保證既有坑道的穩定和擴建工程的順利進行。

本發明的技術方案：一種既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法，在既有洞室內采用先爬升進洞開挖上臺階，然后折回開挖其余上臺階，再次折回開挖中臺階和下臺階，最后反向完成交叉口挑頂，從而完成既有洞室側向新建為大斷面隧道的施工。

前述的既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法中，具體施工方法包括以下步驟：

A.進行爬升段開挖：開口處施工先開挖出下斷面，開口處制作型鋼門架作為臨時支撐，再采取斜向上通過臨時爬升通道全斷面開挖的方式開挖出上斷面，開挖爬升至拱頂標高，臨時爬升通道底部標高為洞室斷面起拱線高度，開挖后立即進行混凝土噴射，第一層噴射完畢后，施做錨桿和工字鋼，完成后再進行第二次混凝土噴射；

B.進行上臺階正向開挖：臨時爬升通道爬升至預定高度后，對擴建洞室剩余長度范圍的上臺階圍巖采用中隔墻法分左、右兩幅分別開挖，先施做左半幅拱部超前注漿小導管，再開挖左半幅①號區域，施做初期支護及臨時中隔壁支撐，然后施做右半幅拱部超前注漿小導管，進行右半幅②號區域開挖，并及時施做初期支護；

C.進行上臺階反向開挖：上臺階正向開挖完成后，沿著臨時爬升通道反向往既有洞室方向采用全斷面法開挖，在進行反向擴挖時，臨時爬升通道用碎渣充填平整，在原有臨時爬升通道內設置供人員通行和混凝土泵送的鋼管通道；

D.進行中下臺階施工：擴建洞室上臺階開挖并支護完成后，先清理臨時爬升通道內棄渣，拆除鋼管臨時通道，下部巖體剩余部分分為中臺階和下臺階兩步開挖，施工時分為4個區域，按照圖紙中序號進行順序開挖及支護作業，開挖完畢后及時施做初期支護，初期支護和圍巖位移趨于穩定后施做二次襯砌；

E. 進行挑頂施工：掌子面推進至既有洞室邊墻處后，將前期臨時爬升通道內的填渣轉運至主洞室內部，將主洞室地面填筑至設計標高，將施工臺架架設至填土上后，采用循環進尺逐步開挖新建洞室與既有洞室相交部分頂部圍巖并及時施做初期支護，在初期支護和圍巖位移趨于穩定后施做二次襯砌，每次循環進尺≤1m。

前述的既有洞室側向新建為大斷面隧道的爬升反向施工法中，步驟A中，臨時爬升通道為斜向上25°設置，開挖上斷面時，單次進尺為2m，起點斷面高度設置為5m，終點斷面高度設置為6m，爬升段開挖循壞進尺長度控制在2m以內，開挖后立即進行混凝土噴射，第一層噴射厚度為5cm。