[发明专利]一种黄土地层条件下隧道全断面机械开挖CRD施工方法

权利要求书

1.一种黄土地层条件下隧道全断面机械开挖CRD施工方法，所述隧道的横通道包括上台阶左侧的第一导洞(1)、上台阶右侧的第三导洞(3)、设置在第一导洞(1)下方的第二导洞(2)和设置在第三导洞(3)下方的第四导洞(4)，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、人工开挖第一导洞并支护：沿着隧道的延伸方向人工开挖第一导洞(1)，第一导洞(1)每开挖第一掘进长度，利用第一临时仰拱支撑(20)支撑在第一导洞(1)外的隧道壁，在所述第一导洞(1)的侧壁上架设上侧边墙支撑(21)，在位于同一隧道横断面内的所述第一临时仰拱支撑(20)的底部和所述上侧边墙支撑(21)的底部之间架设左侧边墙支撑(22)，同一隧道横断面内的所述第一临时仰拱支撑(20)的顶部和所述上侧边墙支撑(21)的顶部连接，并在第一临时仰拱支撑(20)、所述上侧边墙支撑(21)和左侧边墙支撑(22)上喷射混凝土；

步骤二、开挖第二导洞并支护：当所述第一导洞(1)的掌子面与所述第二导洞(2)的掌子面之间的水平距离相距5m时，沿着隧道的延伸方向人工配合下方微型挖掘机(5)开挖第二导洞(2)，所述第二导洞(2)每开挖第二掘进长度，利用第二临时仰拱支撑(6)支撑在第二导洞(2)外的隧道壁，使位于同一隧道横断面内的所述第一临时仰拱支撑(20)的端部和所述第二临时仰拱支撑(6)的端部连接，在位于同一隧道横断面内的所述第二临时仰拱支撑(6)的底部和所述左侧边墙支撑(22)靠近隧道中心的端部之间架设下侧边墙支撑(7)，使同一隧道横断面内的所述下侧边墙支撑(7)的底部和所述第二临时仰拱支撑(6)的底部连接，使所述上侧边墙支撑(21)的底部和所述下侧边墙支撑(7)的顶部连接，并在第二临时仰拱支撑(6)、左侧边墙支撑(22)和下侧边墙支撑(7)上喷射混凝土；

步骤三、人工开挖第三导洞并支护：当所述第一导洞(1)的掌子面与所述第三导洞(3)的掌子面之间的水平距离相距15m时，沿着隧道的延伸方向人工开挖第三导洞(3)，第三导洞(3)每开挖第三掘进长度，利用第三临时仰拱支撑(8)支撑在第三导洞(3)外的隧道壁，使位于同一隧道横断面内的所述第一临时仰拱支撑(20)的端部和所述第三临时仰拱支撑(8)的端部连接，在位于同一隧道横断面内的所述第三临时仰拱支撑(8)的底部和所述上侧边墙支撑(21)的底部之间架设右侧边墙支撑(9)，使所述左侧边墙支撑(22)的端部和所述右侧边墙支撑(9)的端部连接，同一隧道横断面内的所述右侧边墙支撑(9)的端部和所述第三临时仰拱支撑(8)连接，并在第三临时仰拱支撑(8)、上侧边墙支撑(21)和所述右侧边墙支撑(9)上喷射混凝土；

步骤四、开挖并加固第一溜土口：所述第一导洞(1)开挖20m后，在所述左侧边墙支撑(22)上距离所述第一导洞(1)掌子面的水平距离为10m的地方确定第一溜土口(11)的挖设位置，破除选定区域上的混凝土并将选定区域上的钢架拆除，选定区域四周拆除钢架后的端头通过型钢焊接；沿着第一导洞(1)的延伸方向施工过程中，每间隔10m均设置一个第一溜土口(11)；

步骤五、开挖并加固临时通道：所述第三导洞(3)开挖10m后在所述上侧边墙支撑(21)上距离所述第一导洞(1)掌子面的水平距离为10m的位置处确定临时通道(12)的挖设位置，破除选定区域上的混凝土并将选定区域上的钢架拆除，在选定区域的顶部通过支设横梁(12-1)进行支撑，并在所述横梁(12-1)的底部设置斜支撑进行加固；沿着隧道的延伸方向施工过程中，每间隔10m均设置一个临时通道(12)；

步骤六、开挖第四导洞并支护：当所述第三导洞(3)的掌子面与所述第四导洞(4)的掌子面之间的水平距离相距5m时，沿着隧道的延伸方向人工配合下方微型挖掘机(5)开挖第四导洞(4)，所述第四导洞(4)每开挖第四掘进长度，利用第四临时仰拱支撑(10)支撑在第四导洞(4)外的隧道壁，使位于同一隧道横断面内的所述第一临时仰拱支撑(20)的端部、所述第二临时仰拱支撑(6)的端部、第三临时仰拱支撑(8)的端部、以及第四临时仰拱支撑(10)的端部依次首尾连接组成封闭的环形结构，并在第四临时仰拱支撑(10)、右侧边墙支撑(9)和下侧边墙支撑(7)上喷射混凝土；

步骤七、开挖并加固第二溜土口：所述第三导洞(3)开挖10m后，在所述右侧边墙支撑(9)距离所述第三导洞(3)掌子面的水平距离为10m的地方确定第二溜土口(18)的挖设位置，破除选定区域上的混凝土并将选定区域上的钢架拆除，选定区域四周拆除钢架后的端头通过型钢焊接；沿着第三导洞(3)的延伸方向施工过程中，每间隔10m均设置一个第二溜土口(18)；

步骤八、吊装挖掘机器人和上方微型挖掘机：所述第一导洞(1)开挖25m后，通过吊车将挖掘机器人(13)和上方微型挖掘机(14)吊装至所述第一导洞(1)内的左侧边墙支撑(22)上；

步骤九、同时开挖四个导洞，过程如下：

在第一导洞(1)的掌子面上通过挖掘机器人(13)掘进，在第三导洞(3)进行人工掘进，每次掘进长度为0.5m，第一导洞(1)内挖出的土体采用上方微型挖掘机(14)装载至上方运输车(15)内，所述上方运输车(15)将装载的土体运输至所述左侧边墙支撑(22)上的第一溜土口(11)，装载的土体从第一溜土口(11)倾到至所述第二导洞(2)内，然后通过所述第二导洞(2)内的下方运输车(16)将土体运送至竖井(19)内的弃土坑(17)中；第三导洞(3)内挖出的土体采用上方微型挖掘机(14)装载至上方运输车(15)内，所述上方运输车(15)将装载的土体运输至所述右侧边墙支撑(9)上的第二溜土口(18)，装载的土体从第二溜土口(18)倾到至所述第四导洞(4)内，然后通过所述第四导洞(4)内的下方运输车(16)将土体运送至竖井(19)内的弃土坑(17)中；

在第一导洞(1)内完成0.5m的掘进长度时，施工人员对第一导洞(1)内掘进的0.5m进行支护和喷射，所述第三导洞(3)内的掘进长度还未完成，挖掘机器人(13)通过临时通道(12)进入所述第三导洞(3)，代替人工对剩余的掘进长度进行掘进，掘进完成后施工人员对第三导洞(3)内掘进的0.5m进行支护和喷射，挖掘机器人(13)再由临时通道(12)进入第一导洞(1)代替人工继续掘进；

同时，在第二导洞(2)和第四导洞(4)均通过下方微型挖掘机(5)进行掘进，每次掘进长度为0.5m，挖出的土体装载至下方运输车(16)内，所述下方运输车(16)将土体运送至竖井(19)内的弃土坑(17)中；对第二导洞(2)和第四导洞(4)内掘进0.5m进行支护和喷射，直至完成所述第一导洞(1)、第二导洞(2)、第三导洞(3)和第四导洞(4)内全部的掘进、支护和喷射工作；

步骤十、吊出挖掘机器人和上方微型挖掘机：所述第一导洞(1)和第三导洞(3)施工完成后，利用吊车将挖掘机器人(13)和上方微型挖掘机(14)从竖井(19)井口吊出；

步骤十一、拆除边墙支撑：破除架设在隧道内的上侧边墙支撑(21)、下侧边墙支撑(7)、左侧边墙支撑(22)和右侧边墙支撑(9)上的混凝土，将架设在隧道内的上侧边墙支撑(21)、下侧边墙支撑(7)、左侧边墙支撑(22)和右侧边墙支撑(9)依次拆除。