[实用新型]隧道开挖结构

说明书

本实用新型公开了隧道开挖结构。该隧道开挖结构包括由上至下依次设置的上台阶以及上台阶掌子面、核心土台阶以及核心土台阶掌子面、中台阶以及中台阶掌子面、下台阶以及下台阶掌子面和仰拱台阶以及仰拱台阶掌子面，所述上台阶掌子面后方的隧道墙体上设有第一支护结构；所述核心土台阶设于上台阶内，所述核心土台阶呈拱形；在中台阶掌子面后方的隧道墙体上设有第二支护结构；在下台阶掌子面后方的隧道墙体上设有第三支护结构；上台阶导坑为弧形，可以在确保拥有足够空间安装支护的同时，方便人员机械在上台阶移动。拱形的核心土台阶可以抑制上台阶掌子面变形。左右两部分开挖，可以减小一次开挖断面，有效控制掌子面变形。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工的技术领域，具体而言，涉及隧道开挖结构。

背景技术

目前，软弱围岩隧道的开挖一般使用CRD法、台阶法等开挖方法。但这些开挖方法在施工中工序繁琐，需拆除临时支撑，存在多次应力转换，对工序衔接、施工人员技术素养要求较高，不利于及时有效地形成稳定的支护体系，施工效率低。据统计近年来国内外部分隧道施工过程中发生多起坍塌事故，主要可能是隧道开挖台阶长度过长、开挖步骤繁琐造成拱顶下沉和初期支护未及时封闭成环导致围岩失稳造成。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供隧道开挖结构，以解决现有技术中隧道开挖存在的工序繁琐、施工效率低、稳定性差的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了隧道开挖结构。该隧道开挖结构包括由上至下依次设置的：

上台阶以及上台阶掌子面，所述上台阶掌子面后方的隧道墙体上设有第一支护结构；

核心土台阶以及核心土台阶掌子面，所述核心土台阶设于上台阶内，所述核心土台阶呈拱形；

中台阶以及中台阶掌子面，所述中台阶包括第一左侧台阶和第一右侧台阶，所述中台阶掌子面包括第一左侧掌子面和第一右侧掌子面；在中台阶掌子面后方的隧道墙体上设有第二支护结构；

下台阶以及下台阶掌子面，所述下台阶包括第二左侧台阶和第二右侧台阶，所述下台阶掌子面包括第二左侧掌子面和第二右侧掌子面；在下台阶掌子面后方的隧道墙体上设有第三支护结构；

仰拱台阶以及仰拱台阶掌子面；

所述上台阶掌子面、核心土台阶掌子面、中台阶掌子面、下台阶掌子面和仰拱台阶掌子面不共面。

首先，核心土台阶为拱形，因此上台阶导坑为弧形，可以在确保拥有足够空间安装支护的同时，方便人员机械在上台阶移动。其次，拱形的核心土台阶可以抑制上台阶掌子面变形。再者，将中台阶和下台阶分为左右两部分开挖，可以减小一次开挖断面，能够有效控制掌子面变形。可见，本实用新型可以在保证施工安全的同时能够提供足够大的施工空间，可以使用大型机械，加快施工进度。本实用新型的尤其适合应用于具有软弱围岩的隧道开挖施工。

进一步地是，所述上台阶和核心土台阶的长度为3～5m；所述核心土台阶的厚度≥1.5m。由此，大大缩短台阶长度，能够保证支护及时封闭成环，可以有效控制围岩变形，确保施工安全。所述的核心土台阶的厚度是指核心土台阶拱部的最高点与核心土台阶底部的距离。

进一步地是，所述第一左侧台阶和第一右侧台阶的长度为2～3m。由此，大大缩短台阶长度，能够保证支护及时封闭成环，可以有效控制围岩变形，确保施工安全。

进一步地是，所述第一左侧掌子面和第一右侧掌子面不共面且距离为0.5～1.5m。由此，减小一次开挖断面，能够有效控制掌子面变形。

进一步地是，所述第二左侧台阶和第二右侧台阶的长度为3～4m。由此，大大缩短台阶长度，能够保证支护及时封闭成环，可以有效控制围岩变形，确保施工安全。

进一步地是，所述第二左侧掌子面和第二右侧掌子面不共面且距离为0.5～1.5m。由此，减小一次开挖断面，能够有效控制掌子面变形。