[发明专利]一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法

权利要求书

1.一种隧道断面突变大跨度断面时横向扩挖转换的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，对该过渡段上台阶依次开挖纵向先行导坑和纵向后行导坑，其中开挖后行导坑的同时向突变大跨度断面的拱部扩挖；

完成所述后行导坑以及突变大跨度断面的拱部扩挖后，向该突变大跨度断面需要扩挖的一侧直拐90°以进行直拐导坑的扩挖，开挖所述直拐导坑时采用门架作为临时支护，及时架立紧贴拱部围岩、掌子面侧围岩以及直立端面侧围岩的门架横梁和门架竖撑，且将所述门架横梁安装在所述大跨度断面轮廓线外部；

对所述直拐导坑开挖至大跨度断面边墙拱脚位置后，在所述门架横梁下侧一次性架立该大跨度断面的环向拱架，并与所述后行导坑的环向拱架接长至落底，以此完成该过渡段上台阶的施工；

在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，对该过渡段上台阶按照如下施工工序进行施工：

(1)开挖纵向先行导坑，施工先行导坑初期支护，施作先行导坑临时竖向支撑；

(2)开挖纵向后行导坑，同时向突变大跨度断面拱部扩挖，施工后行导坑初期支护并与所述先行导坑初期支护连接牢固，施作后行导坑临时竖向支撑；且确保所述先行导坑掌子面超前所述后行导坑掌子面；

(3)所述后行导坑掌子面封闭后，逐榀拆除后行导坑临时竖向支撑的中间部分，保留其两端临时竖向支撑并使其形成直拐门洞，通过该直拐门洞开挖直拐导坑，直拐导坑扩挖时其开挖轮廓半径比突变大跨度断面轮廓半径大，以保证门架横梁的架立不影响横梁下侧大跨度断面环向拱架的接长和架立；开挖后及时紧贴拱部、掌子面侧和直立端面侧的围岩架立门架的横梁和竖撑，并依次挂网、打设锚杆和喷射混凝土；

(4)对所述直拐导坑扩挖至大跨度断面边墙拱脚位置后，一次性架立所述直拐导坑内的环向拱架，并与所述后行导坑的环向拱架全部接长至落底，拱脚处打设锁脚锚管；

(5)初期支护达到一定强度后，在保证安全的条件下，逐榀拆除先行导坑临时竖向支撑以及直拐导坑除直立端面侧的竖撑；

所述过渡段后续的下部台阶按照先行导坑、后行导坑、拱部扩挖和直拐导坑的顺序进行开挖、初期支护及临时支护施工，最后随着掌子面方向施工推进，在保证安全的前提下，逐榀拆除过渡段临时支护，最终完成隧道断面突变大跨度断面时的横向扩挖施工转换；

该施工方法适用于隧道断面突变大跨度断面且向一侧扩大距离在3m以上，且围岩级别为IV级、V级或Ⅵ级的工况。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(1)具体为：首先打设先行导坑一侧管棚并注浆，然后开挖该先行导坑，循环进尺遵循规范要求；并在该先行导坑周边及时支护喷混，避免开挖后围岩长期裸露；其中该先行导坑的初期支护靠近拱架分节处通过型钢或槽钢纵连加强，焊接牢固；竖向临时支撑底部用钢垫板或混凝土垫块支衬，防止下沉。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(2)具体为：开挖纵向后行导坑的同时向突变大跨度断面拱部扩挖，每循环进尺1～3榀，及时接长架立后行导坑拱部初期支护拱架，该后行导坑拱部初期支护拱架一端与所述先行导坑初期支护拱架通过垫板、螺栓连接牢固，另一端分节处用型钢或槽钢纵连加强，对应每榀拱架立竖向临时支撑，底部支衬钢垫板或混凝土垫块，拱部每循环安装完拱架后打设锚杆，挂网喷混至设计厚度。

4.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于，步骤(2)确保所述先行导坑掌子面超前所述后行导坑掌子面3～5榀拱架间距。

5.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，步骤(3)逐榀拆除所述后行导坑线路方向临时竖向支撑的中间部分，保留其两端的临时竖向支撑，使之与所述后行导坑拱部初期支护拱架纵向连接的槽钢或型钢共同形成直拐门洞，该门洞宽度为5～6m。

6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(3)直拐导坑扩挖时其开挖轮廓半径比突变大跨度断面设计开挖轮廓半径至少大35cm。

7.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(3)除隧道掌子面侧门架竖撑外，该直拐导坑拱部和直立端面侧的门架竖撑拱脚处均打设锁脚锚管，以防止开挖该过渡段下部台阶时拱架下沉或掉拱。

8.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(5)逐榀拆除先行导坑纵向临时竖撑和直拐导坑掌子面侧的竖撑，保留直拐导坑直立端面侧的竖撑以及门架拱部横梁作为永久支护。