[实用新型]大断面隧道开挖支护结构

说明书

本实用新型提供一种大断面隧道开挖支护结构，包括第一导坑支护结构、第二导坑支护结构、第一侧墙结构、第二侧墙结构、主洞上部上台阶支护结构、主洞上部中台阶支护结构和主洞下部支护结构，沿隧道的纵向，第一导坑、第二导坑均与隧道断面部分重叠，第一侧墙结构设置于第一导坑内，第一侧墙结构位于隧道断面外，第二侧墙结构设置于第二导坑内，第二侧墙结构位于隧道断面外。该大断面隧道开挖支护结构具有能防止隧道侧向变形、底部隆起变形，保证隧道后期衬砌质量，且能够有效控制大跨段、大断面隧道施工中的安全风险的优点。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体地说，是涉及一种大断面隧道开挖支护结构。

背景技术

在隧道建设中，对于隧道所处高地应力、软弱破碎围岩等不良地质段常采用CRD法和双侧壁导坑法进行隧道施工，但是，传统的双侧壁工法对断层破碎带等高地应力软弱地层而言，其一次支护结构受力的合理形式、开挖工序分割的施工效率以及初支撤换的风险控制等方面存在较多的局限性，有待进一步改进和完善。

此外，对于埋深较大的山岭隧道在断层破碎带等软弱围岩而言，特别是水平应力较大的情况下，如何防止侧向变形、尤其是底部隆起变形等方面，目前的施工方法及支护结构均缺乏明确有效的针对措施，且可借鉴的施工经验也很有限，相应的施工技术措施也基本处于空白状态，尤其是涉及到地震带断裂影响的高地应力地质条件下的隧道施工方法几乎没有，施工和技术措施难度的极大。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种能防止隧道侧向变形、底部隆起变形，保证隧道后期衬砌质量，且能够有效控制大跨段、大断面隧道施工中的安全风险的大断面隧道开挖支护结构。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种大断面隧道开挖支护结构，其中，包括第一导坑支护结构、第二导坑支护结构、第一侧墙结构、第二侧墙结构、主洞上部上台阶支护结构、主洞上部中台阶支护结构和主洞下部支护结构，第一导坑支护结构包括第一超前小导管和第一初支单元，第一超前小导管设置于第一导坑的拱部，第一初支单元设置于第一导坑的内壁，沿隧道的纵向，第一导坑与隧道断面部分重叠，第二导坑支护结构包括第二超前小导管和第二初支单元，第二超前小导管设置于第二导坑的拱部，第二初支单元设置于第二导坑的内壁，沿隧道的纵向，第二导坑与隧道断面部分重叠，第一侧墙结构设置于第一导坑内，第一侧墙结构位于隧道断面外，第一侧墙结构与第一初支单元邻接，第二侧墙结构设置于第二导坑内，第二侧墙结构位于隧道断面外，第二侧墙结构与第二初支单元邻接，主洞上部上台阶支护结构包括中管棚、大插角小导管和第三初支单元，中管棚、大插角小导管均设置于主洞上部上台阶的拱部，第三初支单元设置于主洞上部上台阶的内壁，主洞上部中台阶支护结构包括第四初支单元和第五初支单元，第四初支单元设置于主洞上部中台阶的第一侧的内壁，第四初支单元的两端分别与第一侧墙结构的第一端、第三初支单元的第一端连接，第五初支单元设置于主洞上部中台阶的第二侧的内壁，第五初支单元的两端分别与第二侧墙结构的第一端、第三初支单元的第二端连接，主洞下部支护结构包括锚杆和第六初支单元，锚杆自主洞下部向外延伸设置，第六初支单元设置于主洞下部的内壁，第六初支单元的两端分别与第一侧墙结构的第二端、第二侧墙结构的第二端连接。

由上可见，在导坑内设置侧墙，并使侧墙与隧道断面的外轮廓贴合，使得侧墙能够接收隧道断面传递的应力荷载，使应力荷载向侧墙的墙体和基础转移，以保证隧道上部施工的安全，并达到抵抗水平高地应力的效果。此外，侧墙还能够与隧道开挖过程中的对导坑、主洞反压回填处理以及短台阶开挖施工相配合，使得能够快速将隧道断面拱部支护落在导坑和侧墙顶部，并与导坑、侧墙形成封闭式初期支护结构，实现应力荷载的传递和转移。再者，导坑及侧墙配合隧道主洞开挖过程中的反压回填还能够确保中隔墙开挖时应力向两侧导坑分散，使反压回填部分与中隔墙形成整体稳定结构，大大降低了导坑内侧立式支护钢架拆除时的安全风险。另外，导坑及侧墙配合主洞下部仰拱开挖短台阶施工，能够实现快速开挖、快速封闭，通过侧墙结构起到抑制仰拱发生隆起变形，解决隧道断面在不良地质中的技术难题。