[發明專利]一種隧道斷面突變大跨度斷面時快速擴挖轉換的施工方法

在審

• 申請號: 202011639937.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112780286A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 李校珂;郭朋超;李曙光;楊立燃;王存寶;王青松;王平安;王洪坤;羅宗帆;賀顯林;李金魁;張歡;吳辰
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/01
• 分類號: E21D9/01;E21D11/00;E21D11/18;E21D11/28;E21D11/15;E21D11/10;E21D20/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 彭翠;李歡

本發明屬于隧道工程領域，更具體地，涉及一種隧道斷面突變大跨度斷面時快速擴挖轉換的施工方法。在隧道斷面進入突變大跨度斷面的過渡段，先依次開挖縱向先行導坑和縱向后行導坑，開挖后行導坑的同時向突變大跨度斷面拱部擴挖；然后向該邊墻方向進行90°直拐擴挖，開挖預留臺階，縱向長度范圍內環向接長拱架，拱腳支立在縱向邊墻預留的臺階上；接著順著該正洞縱向開挖預留臺階，安全、快速完成過渡段中上部初期支護，保障施工安全，同時為后續大跨度斷面右側上導坑施工提供作業空間，克服變斷面處工法轉換時，設備難以展開、施工速度慢、安全風險高的缺點。

技術領域

本發明屬于隧道工程領域，涉及一種隧道斷面突變大跨度斷面時快速擴挖轉換的施工方法，更具體地，涉及一種隧道斷面突變大跨度斷面時橫向快速擴挖轉換的開挖、支護施工方法。

背景技術

近年來，我國鐵路全面貫徹新發展理念，更加重視地下空間的集約化利用，大斷面隧道和地下空間工程建造技術不斷取得新突破，大斷面隧道變徑突變設計越來越常見。樵坪山隧道是重慶鐵路樞紐東環線重慶東站站位調整Ⅰ類變更新增隧道，隧道位于重慶巴南區和南岸區，該隧道內有引出聯絡線段大跨段施工。斷面為A，大跨度斷面B，斷面變化處向引出線側突變，見圖1。

突變斷面處不同開挖工法轉換過渡工序復雜，作業空間狹小，限制了設備施工困難，開挖支護無序極易導致坍塌，安全風險高，從臺階工法安全快速過渡轉換到大跨度的三臺階臨時仰拱工法，尚無較好的方法。

所以急需探索一種隧道斷面突變大跨度斷面時快速擴挖過渡轉換的施工方法，提高工效，確保施工安全。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種確保施工安全、提高施工效率且施工空間足夠大、方便作業的隧道斷面突變大跨度斷面時的施工方法。以克服變斷面處工法轉換時，在圍巖較完整的工況下隧道斷面突變大跨度斷面且向一側擴大距離在3m以上的開挖施工，提供一種隧道斷面突變大跨度斷面時橫向快速擴挖轉換的施工方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種隧道斷面突變大跨度斷面時橫向快速擴挖轉換的施工方法，包括如下步驟：

在隧道斷面進入突變大跨度斷面的過渡段，對該過渡段上臺階依次開挖縱向先行導坑和縱向后行導坑，其中開挖后行導坑的同時向突變大跨度斷面的拱部擴挖；

完成所述后行導坑以及突變大跨度斷面的拱部擴挖后，向該突變大跨度斷面需要擴挖的一側直拐90°而進行直拐導坑的擴挖，直拐導坑擴挖時在縱向邊墻預留臺階；然后縱向開挖直拐導坑邊墻部位預留臺階，直至上部初期支護拱架全部接長落底，以此完成該過渡段上臺階的施工；

所述過渡段后續的下部臺階按照先行導坑、后行導坑、拱部擴挖和直拐導坑的順序進行開挖、初期支護及臨時支護施工，最后隨著掌子面方向施工推進，在保證安全的前提下，逐榀拆除過渡段臨時支護，最終完成隧道在突變大跨度斷面時橫向快速擴挖施工轉換。

優選地，在隧道斷面進入突變大跨度斷面的過渡段，對該過渡段上臺階按照如下施工工序進行施工：

(1)開挖縱向先行導坑，施工先行導坑初期支護，施作先行導坑臨時豎向支撐；

(2)開挖縱向后行導坑，同時向突變大跨度斷面拱部擴挖，施工后行導坑初期支護并與所述先行導坑初期支護連接牢固，施作后行導坑臨時豎向支撐；且確保所述先行導坑掌子面超前所述后行導坑掌子面；

(3)所述后行導坑掌子面封閉后，逐榀拆除后期導坑臨時豎向支撐的中間部分，保留其兩端臨時豎向支撐并使其形成直拐門洞，通過該直拐門洞開挖直拐導坑，且邊墻預留臺階；所述直拐門洞為向大跨度斷面需要擴挖的方向直拐90°的門洞，所述直拐導坑為向大跨度斷面需要擴挖的方向直拐90°的導坑，采用類似正洞臺階施工方法進行施工，及時施做該直拐導坑的初期支護，該初期支護拱架一端與所述后行導坑初期支護拱架連接牢固，另一端拱腳支立在所述預留臺階上；