[发明专利]小断面隧道横向进入超大断面隧道的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在地铁、高速公路、铁路等施工中，由小断面隧道横向进入大断面隧道的施工方法。

背景技术

已有技术中，从小断面隧道进入大断面隧道的主要施工方法有大包法、小包法和反挑法等，这些方法均存在不同的安全隐患和施工缓慢等问题。其中，反挑法首先是从大断面隧道的下半部进入，大断面隧道的上部需从下部反挑上去，在反挑法操作中，人员和机械都处在下方，上部易塌方，存在较大的安全隐患；小包法需另扩孔处理，进度较慢；大包法需修建施工导洞，在施工导洞中进行大洞的施工作业，其工期较长，造价较高。

发明内容

本发明是为避免大包法、小包发以及反挑法等现有技术所存在的不足之处，提供一种结构稳定、安全、效率高的小断面隧道横向进入超大断面隧道的施工方法，以提高施工安全性和加快施工进度。

本发明解决技术问题采用如下技术方案。

本发明小断面隧道横向进入大断面隧道施工方法的特点是按如下步骤进行：

a、沿上台阶开挖小断面隧道上部区域，为进入大断面隧道上部区域做准备；

b、在接近断面隧道处，向小断面隧道的两侧扩大，开挖洞门段，形成扩大面；

c、自洞门段沿横向开挖大断面隧道上部区域的开口段；

d、在已完成开挖、并施工有门式临时支架的开口段中，安装环向永久性钢拱架，随后拆除由两侧立柱和顶部横梁以螺栓连接构成的门式临时支架的两侧立柱；

e、在所述开口段中沿纵向开挖大断面隧道上半部双侧壁导坑；

f、沿下台阶开挖小断面隧道下部区域，横向开挖处在开口段下方的大断面隧道的开口段下部区域；

g、在开口段下部区域中沿纵向开挖大断面隧道下半部双侧壁导坑；

h、纵向开挖大断面隧道上半部中心区域，再接着开挖大断面隧道下半部中心区域。

本发明施工方法的特点也在于：

所述步骤b是在离大断面隧道1m处，向小断面隧道的两侧扩大1m开挖洞门段，在所述洞门段中进行洞门加固，所述洞门加固包括安装在小断面隧道一侧的洞门内侧加强钢拱架和安装在大断面隧道一侧的洞门外侧加强钢拱架，在所述洞门外侧加强钢拱架上设置洞门二榀工字钢横梁。

所述步骤d中环向永久性钢拱架位于洞门段的一端固定连接在洞门二榀工字钢横梁上。

所述连接在洞门二榀工字钢横梁上的环向永久性钢拱架为斜向，在连接处，环向永久性钢拱架的末端设置为延伸的水平段，以其延伸的水平段与处在外侧的一榀工字钢使用锚栓连接，与处在内侧的一榀工字钢之间空隙处以楔形钢板填塞，并且相互焊接。

所述步骤c中，在所述开口段的开挖中，边开挖边逐一安装门式临时支架，各门式临时支架之间相互平行。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明施工方法安全，避免了反挑法等安全隐患较大的施工，采用门式临时支架加固开口段，使作为交汇区域的开口段变成了普通隧道的加固施工，不仅可以确保施工的安全，同时也大大提高了施工进度，施工方法功效高。

2、本发明结构稳定，因采用门式临时支架加固开口段，形成了普通隧道的施工方法，初支稳定；开口段门式临时支架灵活地将大跨度隧道圆拱形断面变成了门式断面，施工起来更加方便，并可确保安全施工。

3、本发明方法中洞门加强钢拱架采用具有较大截面的工字钢，其中，洞门外侧加强钢拱架的顶部横梁为并排的二榀工字钢，且立在开挖断面外侧1m，确保了洞门外侧钢拱架的拱架基脚在爆破开挖中不受影响。

4、本发明方法在重庆地铁马家岩车站小断面隧道横向进入马家岩超大断面隧道的施工中进行现场试验，由于采用的方法恰当、措施有力，作为交会区域的开口段的开挖质量令人满意，施工后两个月，经量测，地表无沉降，收敛值为5.26mm，拱顶下沉为7mm。

附图说明

图1为本发明方法实施过程中的小断面隧道及大断面隧道剖面图；

图2为本发明方法实施过程中开口段支护结构平面示意图；

图3a为本发明洞门钢拱架外形示意图；图3b为本发明洞门钢拱架顶部横梁结构示意图；

图4为本发明开口段断面图；

图5为本发明洞门外侧加强钢拱架与环向永久性钢拱架连接形式示意图；图5a为本发明洞门外侧加强钢拱架与环向永久性钢拱架连接结构示意图。