[发明专利]一种公路隧道的洞口结构及隧道的单向出洞方法

说明书

本发明公开了一种公路隧道的单向出洞方法，采用台阶法分层对隧道的掌子面进行开挖，降低了每一次开挖的尺寸，减少了对隧道围岩的扰动，同时使隧道在每层开挖时均进行封闭成环，能够控制隧道变形，降低隧道施工风险；其次，上台阶以较小的尺寸先行出洞，为隧道出口洞外防护工程提供了施工通道，方便施工所需的风、水、电等的使用；另外，二次衬砌及时施做，能够控制隧道初期支护变形，降低围岩塑性区范围，增加施工稳定性。

技术领域

本发明涉及公路隧道建设技术领域，具体为一种公路隧道的洞口结构及隧道的单向出洞方法。

背景技术

目前隧道进洞方式通常以明洞进洞为主，其进洞时需要先进行隧道洞口边仰坡的施做，当仰坡处覆盖层高度具备暗洞进洞条件时，在此桩号位置施做套拱，进行管棚施做，在管棚支护下进行隧道暗洞开挖。待进洞后，再施做明洞、洞门，最后进行明洞回填。明洞进洞时，会造成大量挖方，当地形较为陡峻时会产生高大边坡及仰坡，对环境造成很大破坏。

针对现有的方法对环境破坏较大的问题，有必要推广一种新型隧道进出洞方法，减小隧道洞口开挖对环境的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种公路隧道的洞口结构及隧道的单向出洞方法，隧道施工采用单向出洞方法，使用三台阶法开挖，该方法能够控制隧道变形，降低隧道施工风险，减少隧道开挖土方，降低隧道施工对环境的破坏，缩短施工工期，具有较好的经济效益与社会效益。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种公路隧道单向出洞方法，包括以下步骤：

步骤1、在隧道掌子面距离隧道出洞预定距离时，采用台阶施工法沿隧道掌子面至洞口方向进行施工；

步骤2、分段开挖上部台阶，在上台阶待开挖段的顶部施工超前支护；

步骤3、沿隧道掘进方向开挖超前支护对应段的上台阶部分，并对开挖的上台阶部分施工上台阶初期支护；

步骤4、重复步骤2至步骤3，直至隧道的上台阶贯通；

步骤5、按照挖掘进度分段拆除上台阶初期支护的仰拱，每拆除一段上台阶初期支护的仰拱，然后开挖该拆除段对应的下层台阶；

步骤6、对开挖后的下层台阶段进行下层台阶初期支护，使下层台阶初期支护和对应位置的上台阶初期支护环向封闭，形成初期支护；

步骤7、重复步骤5和步骤6，直至隧道的挖掘长度满足二次衬砌施做条件时，在初期支护的表面进行隧道的二次衬砌的施工；

步骤8、重复步骤5至步骤7，直至隧道的下层台阶贯通出洞。

优选的，所述步骤1中隧道掌子面采用三台阶法进行施工，自上而下分别为上台阶、中台阶和下台阶。

优选的，所述步骤3中上台阶初期支护包括拱顶和上台阶临时仰拱，拱顶设置在隧道的顶部，上台阶临时仰拱设置在下层台阶的顶面，使拱顶和上台阶临时仰拱封闭成环。

优选的，所述中台阶和下台阶的掘进方法具体如下：

按照掘进进度拆除对应长度的上台阶临时仰拱，然后对该部分对应位置的中台阶进行开挖，并对开挖后的中台阶部分做中台阶初期支护，并使中台阶初期支护与上台阶初期支护环形封闭，中台阶初期支护包括设置在隧道供腰上的边墙和下台阶顶面的中台阶临时仰拱；

开挖下台阶前，按照掘进进度拆除对应长度的中台阶临时仰拱，开挖拆除的中台阶临时仰拱对应位置的下台阶部分，开挖结束后，在下台阶开挖段的表面进行仰拱施工，使仰拱、边墙和拱顶封闭成环，完成该段的初期支护。

优选的，所述步骤2的超前支护的施工方法具体为，采用多个超前小导管倾斜插入隧道拱顶的围岩中。