[发明专利]一种隧道斜井挑顶专项施工方法

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，公开了一种隧道斜井挑顶专项施工方法，将交叉进正洞段分解成小洞室，然后分别向两侧分段开挖，以辅助坑道复合衬砌结构为基点，对小洞室内正洞初期支护结构进行支撑，形成稳定的三角结构，快速完成小洞室向两侧正洞实施台阶法开挖的施工转换；斜井近接正洞相交里程时，于相交界面起，采用开挖小导坑进入正洞洞身开挖，在导洞内架立正洞初支钢架，并架立点作用于斜井5榀拼接门梁上部，实施螺栓连接，完成早期闭环支撑的稳固体系，然后按三台阶法向两侧开挖成正洞标准断面，施工导坑时需预留正洞初支厚度和预留40cm变形沉落量。本发明能够将正洞挑顶施工过程中的安全隐患降至最低，时间影响缩至最短。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道斜井挑顶 专项施工方法。

背景技术

在隧道施工领域，斜井进正洞施工技术成熟，多以“斜井延长并平行掘进一段距离至正洞工作面后，再逐段扩挖、立即支护形成正洞初期支护结构”或“斜井开挖接近正洞相交里程10m段落，逐渐抬高斜井拱顶高程，斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施作加强环，在斜井与正洞相交处，采用棚洞进入主洞进行开挖，棚洞内正洞钢架落脚在加强环上和对侧正洞上台阶拱脚处”的工法进行，在国内其他类似隧道工程中应用比较广泛。

第一种方法在大跨黄土隧道应用中由于其掉头拆除延长斜井段钢架支护时，极易引起围岩沉降变形，甚至塌方致使斜井进正洞失败，从技术角度不易对围岩变形加以控制。

第二种方法，虽采用了爬坡挑顶施作棚洞的理念，但是其在斜井近接正洞处采用抬高斜井拱顶高程以及在交叉处设置加强环的做法存在较大弊端，一是，斜井高跨比加大，对初期支护结构要求严格(须加密钢架，强化支护措施)，衬砌施作后背后易形成大面积拱部脱空现象，对控制沉降变形情况不利；二是，斜井与正洞交叉口的加强环与斜井衬砌结构的衔接(或落底)刚度及稳定性并不足，受力条件不均匀，可能导致正洞支护体的拉裂。三是，棚洞(或导洞) 在大跨黄土隧道施工中，其结构受力异向性复杂多变，棚洞受力情况最大，棚洞钢架间距设置，超前支护、锁脚措施等应重点考虑。

为确保上阁村隧道2#斜井浅埋下穿村庄段，斜井进正洞施工安全，降低隧道与正洞交叉段坍塌风险，全面响应建设指挥部“突出重点、统筹兼顾、科学安排、均衡施工、遵守规章、组织连续”的原则，为迅速完成斜井、正洞交叉段支护体系闭合，特别对2#斜井进正洞施工方案进行了研究：类比下穿隧道的超前支护、加强支护、监控量测技术进行补充优化设计，类比跨既有线桥梁结构的门型棚架技术补充了交叉口段正洞钢架落脚门型梁设计。考虑黄土隧道自身结构不稳定，自稳性差，应力重分布快的特点，设计小导洞开挖净空轮廓扩大40cm 考虑。

发明内容

针对国内类似隧道现有技术存在的问题，本发明提供了一种隧道斜井挑顶 专项施工方法。

本发明是这样实现的：

斜井与正洞平面交角92°，在斜井接近与正洞相交里程时，正洞与斜井相交里程起，采用小导坑进入正洞洞身开挖；

在导洞内架立正洞初支钢架，按三台阶法向两侧开挖成正洞标准断面，施工导洞时需预留正洞初支厚度和预留变形沉落量。

进一步，所述隧道斜井挑顶 专项施工方法具体包括以下步骤：

(1)斜井进正洞交叉口段原设计为黄土隧道Ⅴ级模筑衬砌支护类型。考虑斜井进正洞特殊地段施工、围岩应力条件，对斜井支护参数进行加强，并加大预留变形量至15cm，斜井衬砌加强段长度为20m(斜井加强段示意图见下图3)。抗压衬砌段支护参数：拱墙架立I20a型钢钢架，间距0.6m，共计33榀，曲墙带仰拱抗压衬砌采用C40混凝土，结构钢筋采用双层HRB400Ф20mm钢筋，主筋间距20cm，净保护层厚度5cm；仰拱采用C40混凝土，最厚115cm，钢筋采用HRB400Ф20mm钢筋，主筋间距20cm，净保护层厚度5cm，分布筋采用 HRB400Ф14钢筋，间距25cm，勾筋采用HPB300Φ8钢筋，纵环向间距20cm×25cm；