[發明專利]一種大斷面黃土隧道微臺階開挖方法及其臺階結構

在審

• 申請號: 202010171073.2
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111456743A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張軍平;姚大闖;何維博;張樹發;李春林;戴文輝;徐小飛
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/04
• 分類號: E21D9/04;E21D9/12;E21D11/00;E21D11/18;E21D11/10
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明公開了一種大斷面黃土隧道微臺階開挖方法，包括有，開挖坡道；開挖出位于上層的上臺階，并在所述上臺階中部預留形成上核心土層；開挖中臺階并修整所述上核心土層以形成位于中臺階所在臺階面的中核心土層；開挖下臺階；開挖仰供。本發明通過將隧道豎向分成三層臺階，上臺階預留核心土層形成土柱支撐掌子面，防止掌子面失穩，同時所設置的傾斜坡道貫穿上臺階、中臺階以及下臺階的整個施工作業階段，有效的提高了大型機械在該坡道實施作業，且該種坡道由于貫穿臺階的整個施工層面，也使得臺階與臺階之間縮小了間距。

技術領域

本發明涉及隧道挖掘技術領域，具體為一種大斷面黃土隧道微臺階開挖方法及其臺階結構。

背景技術

基建規模空前高漲，交通路網不斷擴展和完善，鐵路、公路長大隧道將不 斷地在中西部涌現。我國西北地區分布著大范圍的黃土地層，三臺階七步法 已廣泛應用于黃土隧道的開挖掘進中。然而，針對大斷面黃土隧道采用微臺 階開挖掘進方法卻尚未見諸于報道。

鑒于大斷面黃土隧道采用三臺七步法通過上臺階、中臺階、下臺階預留核心土，將隧道分七部挖成型，但受于中部分層狀臺階存在，大型機械設備難以在臺階上形成有效作業，造成黃土隧道施工速度偏慢，固使得在實際應用中需要設計一種隧道臺階的開挖方法以滿足快速高效的隧道作業。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大斷面黃土隧道微臺階開挖方法及其臺階結構，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種大斷面黃土隧道微臺階開挖方法，包括以下步驟：

步驟一：開挖坡道，該坡道居于隧道中部且向上傾斜延伸，并形成具有可作業的第一施工層面和第二施工層面；

步驟二：在所述第一施工層面環形開挖出位于上層的上臺階，并在所述上臺階中部預留形成上核心土層，開挖中伴隨渣土清除；

步驟三：在所述第一施工層面或第二施工層面開挖中臺階并修整所述上核心土層以形成位于中臺階所在臺階面的中核心土層，該中臺階包括有交叉開挖后形成于坡道兩側的左中臺階和右中臺階，開挖中伴隨渣土清除；

步驟四：在所述第二施工層面開挖下臺階，該所述下臺階包括有交叉開挖后形成于坡道兩側的左下臺階和右下臺階，開挖中伴隨渣土清除；

步驟五：開挖仰供。

步驟二中，開挖一個循環的所述上臺階掘進長度，并將渣土墊入坡道兩側。

步驟二至步驟四中，開挖所述上臺階、中臺階和下臺階后均在其各自所屬的臺階面支立臺階鋼架，最后噴射混凝土支護。

所述上臺階、中臺階和下臺階掘進3-5m后開挖仰供并進行混凝土支護噴射。

步驟二至步驟四中，將渣土清理至所在施工層面的所述坡道兩側，并在位于下一層施工層面時將位于上一施工層面渣土清除。

一種大斷面黃土隧道微臺階結構，包括有設于隧道中部并向掘進方向延伸的坡道、依次逐層設置于隧道上、中、下部的上臺階、中臺階和下臺階，所述上臺階設于坡道頂部，所述中臺階和下臺階均設于坡道所在傾斜面的側邊，所述中臺階包括有位于坡道兩側分設的左中臺階以及右中臺階，所述下臺階包括有位于坡道兩側分設的左下臺階和右下臺階，所述上臺階呈環形設置并在中部形成有上核心土層，所述中臺階所在的坡道層面形成有中核心土層，該中核心土層通過上核心土層修整而成。

所述上臺階高度設置為5.2m，所述中臺階開挖高度為3m，所述下臺階開挖高度為3m。

所述中臺階和下臺階之間的縱向步距設置為3m。

所述上臺階與中臺階之間的縱向步距設置為3-5m。