[发明专利]一种隧道断面突变大跨度断面时快速扩挖转换的施工方法

说明书

本发明属于隧道工程领域，更具体地，涉及一种隧道断面突变大跨度断面时快速扩挖转换的施工方法。在隧道断面进入突变大跨度断面的过渡段，先依次开挖纵向先行导坑和纵向后行导坑，开挖后行导坑的同时向突变大跨度断面拱部扩挖；然后向该边墙方向进行90°直拐扩挖，开挖预留台阶，纵向长度范围内环向接长拱架，拱脚支立在纵向边墙预留的台阶上；接着顺着该正洞纵向开挖预留台阶，安全、快速完成过渡段中上部初期支护，保障施工安全，同时为后续大跨度断面右侧上导坑施工提供作业空间，克服变断面处工法转换时，设备难以展开、施工速度慢、安全风险高的缺点。

技术领域

本发明属于隧道工程领域，涉及一种隧道断面突变大跨度断面时快速扩挖转换的施工方法，更具体地，涉及一种隧道断面突变大跨度断面时横向快速扩挖转换的开挖、支护施工方法。

背景技术

近年来，我国铁路全面贯彻新发展理念，更加重视地下空间的集约化利用，大断面隧道和地下空间工程建造技术不断取得新突破，大断面隧道变径突变设计越来越常见。樵坪山隧道是重庆铁路枢纽东环线重庆东站站位调整Ⅰ类变更新增隧道，隧道位于重庆巴南区和南岸区，该隧道内有引出联络线段大跨段施工。断面为A，大跨度断面B，断面变化处向引出线侧突变，见图1。

突变断面处不同开挖工法转换过渡工序复杂，作业空间狭小，限制了设备施工困难，开挖支护无序极易导致坍塌，安全风险高，从台阶工法安全快速过渡转换到大跨度的三台阶临时仰拱工法，尚无较好的方法。

所以急需探索一种隧道断面突变大跨度断面时快速扩挖过渡转换的施工方法，提高工效，确保施工安全。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种确保施工安全、提高施工效率且施工空间足够大、方便作业的隧道断面突变大跨度断面时的施工方法。以克服变断面处工法转换时，在围岩较完整的工况下隧道断面突变大跨度断面且向一侧扩大距离在3m以上的开挖施工，提供一种隧道断面突变大跨度断面时横向快速扩挖转换的施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种隧道断面突变大跨度断面时横向快速扩挖转换的施工方法，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°而进行直拐导坑的扩挖，直拐导坑扩挖时在纵向边墙预留台阶；然后纵向开挖直拐导坑边墙部位预留台阶，直至上部初期支护拱架全部接长落底，以此完成该过渡段上台阶的施工；

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，最终完成隧道在突变大跨度断面时横向快速扩挖施工转换。

优选地，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，逐榀拆除后期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，且边墙预留台阶；所述直拐门洞为向大跨度断面需要扩挖的方向直拐90°的门洞，所述直拐导坑为向大跨度断面需要扩挖的方向直拐90°的导坑，采用类似正洞台阶施工方法进行施工，及时施做该直拐导坑的初期支护，该初期支护拱架一端与所述后行导坑初期支护拱架连接牢固，另一端拱脚支立在所述预留台阶上；