[发明专利]高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法

说明书

本发明公开了高地应力软岩大变形超小净距并行隧道替换中岩柱施工方法，包括S1：开挖第一分修隧道台阶；S2：开挖第二分修隧道上台阶和中台阶；S3：在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道中台阶边墙处的预应力钢管内压入混凝土；S4：开挖第二分修隧道下台阶；S5：于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道仰拱部位预应力钢管端头内压入混凝土。上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，操作方便快捷。

技术领域

本发明涉及铁路隧道领域，特别是高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法。

背景技术

铁路工程按正线数目可分为单线铁路和双线铁路，双线铁路在隧道内的平面布置通常有合修为一座双线隧道布置，也有分修为两座单线隧道的情况。但由于各方面原因，有时需要在隧道内由一座双线隧道变化为两座单线隧道，须在隧道内设置合修大跨段和分修小净距段。目前，在建或已投入运营的铁路隧道中合分修过渡段一般选取在围岩地质条件较好的区段，主要考虑到超小净距隧道结构在施工过程中受力复杂，左右线施工中相互影响大，结构受力须经多次转换，形成复杂的三维受力状态。如果隧道围岩坚硬完整，其良好的自承载能力可以分担较多的围岩荷载，则支护结构稳定，其施工难度和施工风险相对较低。

但是，随着我国铁路建设的不断发展，铁路路网规划不断完善，在复杂艰险山区修建的隧道越来越多，建设中遇到的复杂地质问题也层出不穷，其中高地应力软岩大变形情况屡屡发生。在加上线路展线受曲线半径大、地形地质条件复杂等多种因素的制约，使得隧道合分修过渡段不得不设置在高地应力软岩大变形隧道内。

高地应力软岩大变形隧道本身处理难度大、施工风险高，当合分修过渡段超小净距隧道设置在高地应力软岩大变形地段时，两隧道结构受力十分复杂。在净距小于5m的超小净距隧道施工中，中岩柱是位于超小净距隧道中间部位的岩体，对保持两隧道稳定具有极其重要作用。高地应力软岩大变形地段超小净距隧道施工过程中，中岩柱出现应力集中和二次应力场叠加而不能自稳，极易引起隧道发生坍塌事故。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的高地应力软岩大变形地段超小净距隧道施工过程中，中岩柱出现应力集中和二次应力场叠加而不能自稳，极易引起隧道发生坍塌事故的问题，提供高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

高地应力软岩大变形超小净距并行隧道替换中岩柱施工方法，包括以下步骤：

S1：开挖第一分修隧道台阶，施工第一初支并喷混凝土；

S2：开挖第二分修隧道上台阶和中台阶，施工隧道第二上部初支和第二中部初支并喷混凝土；

S3：在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道中台阶边墙处的预应力钢管内压入混凝土；

S4：开挖第二分修隧道下台阶，施工第二下部初支并喷混凝土；

S5：于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道仰拱部位预应力钢管端头内压入混凝土。

通过上述方法，在隧道中依次设置预应力钢管和混凝土，达到替换中岩柱的目的，该替换中岩柱结构强度大且受力性能好，能够和第一分修隧道和第二分修隧道共同承受高地应力软岩大变形地段的围岩压力，上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，保证了第一分修隧道和第二分修隧道在施工过程中及运营中支护结构的安全性和稳定性，操作方便快捷。