[发明专利]适用于软弱围岩隧道斜井与正洞交汇处的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及适用于软弱围岩隧道斜井与正洞交汇处的施工方法。 

背景技术

目前，单线长大隧道因施工工期要求，常通过加设斜井作为辅助坑道进入正洞段隧道施工，从而增加隧道开挖工作面，缩短施工工期。由于斜井与正洞的结构、尺寸和掘进方向的不同，使得从斜井进入正洞进行挑顶、开挖和支护工作的作业面狭小、支护量大。 

黄土隧道属软弱围岩隧道，围岩强度低，隧道开挖后的应力重分布，施工中围岩易受拉或受压产生塑性区，围岩和支护易发生变形，容易造成支护侵陷、塌方等工程事故。传统的适用于软弱围岩隧道斜井与正洞交汇处的施工方法采用三台阶法施工，对上导坑的开挖需要在正洞横截面中线位置设置临时支护，使得该施工方法存在如下问题：（1）、工序多；（2）、支护量大，施工成本高；（3）、施工进度慢、地层暴露时间长，正洞不能及时封闭成环，增大围岩变形量，安全性较差。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的工序多、支护量大、施工成本高的问题，提供工艺简单、支护量小、施工成本低的适用于软弱围岩隧道斜井与正洞交汇处的施工方法。 

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案： 

适用于软弱围岩隧道斜井与正洞交汇处的施工方法，包括如下步骤： 

（1）开挖斜井：开挖斜井并支护，在斜井与正洞交汇处掌子面上从斜井拱顶向下3.5m处开始向斜井进口方向回填洞渣，铺设成坡度为10～15%的斜道； 

（2）施作超前小导管：在斜井与正洞交汇处掌子面拱部，以斜井与正洞交汇处的掌子面竖直中线为中心的2/3斜井宽度范围内施作5～8m长的超前小导管，相邻超前小导管的环向间距为35～50cm，外插角为30～35°； 

（3）以斜井与正洞交汇处掌子面竖直中心线为分界线，先开挖分界线一侧正洞段，每侧采用分部开挖： 

①开挖Ⅰ部：正洞拱顶及两侧正洞边墙与斜井的斜道坡面延长面所围成的区域为Ⅰ部；沿斜道开挖所述Ⅰ部，每循环进尺1～1.5m，支护正洞拱顶及正洞边墙； 

②开挖Ⅱ部：斜道坡面在斜井开挖面的交汇线水平面及两侧正洞边墙与斜井的斜道坡面延长面所围成的区域为Ⅱ部，开挖Ⅱ部，每循环进尺1～1.5m，支护正洞边墙； 

③开挖Ⅲ部：斜道坡面在斜井开挖面的交汇线水平面及两侧正洞边墙与正洞底部所围成的区域为Ⅲ部，开挖Ⅲ部，每循环进尺1～1.5m，支护正洞边墙； 

④重复步骤①～③，分部开挖另一侧正洞段； 

（4）、支护、加固：对已开挖的正洞段进行初期支护，在斜井与正洞交汇 处两侧设置加密钢架，然后挂钢筋网、喷射混凝土封闭钢架； 

（5）、仰拱、衬砌施工。 

当斜井与主洞以斜交方式交汇时，为了使交汇处更稳固，安全性佳，上述步骤（1）中的支护操作，包括从斜井与正洞交汇处的掌子面往斜井依次架立成扇形分布的1～5号拱架。 

为了使斜井与主洞交汇处正洞部分更稳固，安全性更佳，上述1号钢架为双排结构拱架。 

为了使上述双排拱架支护性能更佳，上述双排结构拱架优选在斜井拱部采用两榀I16型钢钢架并排组成，两侧边墙钢架分别采用两榀H125型钢钢架并排组成。 

为了使上述步骤（1）中的支护效果更佳，上述2～5号拱架优选采用H125型钢。 

为了进一步使上述步骤（1）中的支护效果更佳，使斜井与主洞交汇处更稳固，安全性更佳，上述步骤（1）中的支护操作还包括在上述1～5号拱架安装后施做锁脚锚杆，拱架与拱架之间采用Φ22纵向连接钢筋，环向间距1m连接；在拱墙上设Φ6钢筋网片，所述钢筋网片的网格为25×25cm。所述锁脚锚杆优选采用长度为3m的Φ22砂浆锁脚锚杆。 

为了使上述步骤（2）中对斜井段拱部支护效果更佳，上述步骤（2）所述超前小导管，优选采用壁厚3.5mm的Φ42冷轧无缝钢花管，所述冷轧无缝钢花管距离管口小于或等于0.8m的管体前部为锥形，管体中部设有以间距15cm成梅花型布置的注浆孔，所述注浆孔孔径为6～8mm，距离管体尾部30～50cm 的部分为止浆段。 

在上述步骤（3）分部开挖过程中，优选在每一部开挖完成后通过喷射5～10cm厚C20混凝土封闭施工面。