[发明专利]一种隧道开挖施工方法

说明书

技术领域：

本发明属于隧道施工领域，特别是涉及一种偏心CD法预留核心土环形隧道开挖施工方法。

技术背景：

隧道都是以新奥法基本原理指导施工。新奥法是以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法。可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”。大跨度软弱地质隧道按照新奥法原理，总结出了CD法、CRD法、双侧壁导坑法等有效的施工方法，以上施工方法能够确保隧道施工安全，但通过大量的实践证明，以上方法施工效率较低，成本较高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种施工进度快、质量好，且能够适应大跨度软弱地质条件的隧道开挖施工方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种隧道开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）开挖时，将隧道断面分成五个部分进行开挖，包括隧道路面标高位置上方的左侧的1号坑、右侧的2号坑和位于所述1号坑和2号坑之间的预留核心土，隧道路面标高位置下方的左侧仰拱部分和右侧仰拱部分；

2）安装1号坑的掌子面前方的1号超前支护，然后开挖1号坑，再安装1坑的1号初期支护及侧壁墙的1号临时支护；

3）安装2号坑的掌子面前方的2号超前支护，然后开挖2号坑，再安装2导坑的2号初期支护；

4）开挖预留核心土；

5）拆除1号临时支护，开挖左侧仰拱部分，安装左侧仰拱部分初期支护，灌注左侧仰拱钢筋混凝土和左侧仰拱回填混凝土；

6）开挖右侧仰拱部分，安装右侧仰拱部分初期支护，灌注右侧仰拱钢筋混凝土和右侧仰拱回填混凝土；

7）在隧道壁铺设防水材料，然后在隧道的拱和墙上一次性整体灌注二衬混凝土。

本发明采用以上步骤进行，隧道上部也就是隧道路面标高位置上方采用侧壁临时支护和预留核心土，从而改变了CD法只有侧壁临时支护，两侧开挖断面大，沉降量会更大等不足，将隧道路面标高位置上方的隧道断面分成左中右三部分开挖，预留核心土能够确保掌子面的稳定不坍塌，相比CD法开挖更能确保掌子面的稳定。

隧道的开挖步距是：所述1号坑与2号坑错开3～5米开挖，所述2号坑与预留核心土错开3～5米开挖，所述左侧仰拱部分与2号坑错开10～15米开挖，所述右侧仰拱部分与左侧仰拱部分错开3米开挖，二衬混凝土与右侧仰拱部分保持在15米距离以内。

以上设计各错开开挖的步距基于两个方面的考虑：一是为了尽快让各支护封闭成环，故而步距不能拉开太远；二是为了减少沉降量，增强稳定性，1号坑和2号坑及中间的预留核心土不能同时开挖，必须错开一定距离，如此可保证大跨度软弱地质隧道的不塌方。因此，控制好每个开挖部分的步距可以有效的保持围岩稳定性，较少沉降和变形。

为了增加开挖隧道中围岩的稳定性，所述1号坑、2号坑和预留核心土的开挖宽度各占隧道开挖宽度的三分之一，所述左侧仰拱部分和右侧仰拱部分开挖宽度各占隧道宽度的二分之一。

所述预留核心土截面呈方形结构，该预留核心土的左侧为所述1号坑，右侧和上方均为所述2号坑，如此，能够在较短的时间内使各支护封闭成环，达到可靠的支护作用。

有益效果：本发明采用侧壁临时支护和预留核心土，相比CD法开挖更能确保掌子面的稳定；相比双侧壁导坑法开挖少了一半的侧壁支护，但有预留核心土的存在，隧道围岩的稳定性较少甚微，节省了大量成本，提高了工效；隧道开挖遵循“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”新奥法施工原理，严格控制开挖步距和仰拱、二衬的安全距离，能够有效保障隧道施工安全。

附图说明

图1是本发明开挖部分示意图；

图2为本发明隧道开挖支护结构示意图；

图3为本发明隧道开挖步距示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

请参见图1～图3：一种隧道开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）开挖时，将隧道断面分成五个部分进行开挖，包括隧道路面标高位置上方的左侧的1号坑1、右侧的2号坑2和位于所述1号坑1和2号坑2之间的预留核心土3，隧道路面标高位置下方的左侧仰拱部分4和右侧仰拱部分5，上述隧道上部的1号坑1、右侧的2号坑2和预留核心土3以及隧道下部的左侧仰拱部分4和右侧仰拱部分5的开挖分界线为隧道路面标高位置；