[发明专利]一种岩质超大断面隧道钢架岩墙组合竖撑分部开挖方法

说明书

本发明提供了一种岩质超大断面隧道钢架岩墙组合竖撑分部开挖方法，具体为：设定隧道的开挖断面为：左上导洞为第一开挖部，右上导洞为第二开挖部，左上导洞和右上导洞组成上开挖部；左下导洞为第三开挖部，右下导洞为第四开挖部，岩墙为第五开挖部，左下导洞、右下导洞和岩墙组成下开挖部；还包括第一支护部、第二支护部、第三支护部、第四支护部和第五支护部；对各开挖部依次开挖，并对相应支护部进行初期支护；在整个开挖过程中，保持第二开挖部滞后于第一开挖部，第三开挖部滞后于第二开挖部，第四开挖部滞后于第三开挖部。本发明在超大断面隧道情况下便于大型机械施作，开挖速度快，经济效益明显。

技术领域

发明涉及隧道及地下结构中岩质超大断面爆破法开挖领域，特别是一种岩质超大断面隧道钢架岩墙组合竖撑分部开挖方法。

背景技术

据资料显示，随着我国交通运输行业的进一步发展，大量的大断面隧道工程出现。目前的浅埋大断面隧道施工，国内外主要采用台阶法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法等分步施工方法。主要思路是化大断面为小断面，减小隧道单次开挖的跨度，这样有利于随道的施工的稳定性和安全性。

1)台阶法和台阶分部法，由于传统的施工方法的影响，我国大多数隧道都采用了这种方法，这种施工方法使用设备简单、费用较低、工序简单。但由于隧道开挖跨度大、高跨比小，开挖时初期支护不能及时封闭，造成较大的风险。

2)CD法(中隔壁法)，它将开挖断面分成左右两部分，使开挖掌子面减小，变大跨度为小跨度开挖，促进掌子面和顶板稳定，抑制拱顶沉降和地表下沉。

3)CRD法(交叉中壁工法)，是中隔壁法和台阶法的综合。

4)双侧壁导坑法，变大跨度为小跨度开挖、变大断面为小断面开挖，有助于确认地质条件，对地表的影响较小，比较适用于围岩稳定性差、大跨度隧道的施工，在国内外这种开挖方法运用比较广泛。日本的港南隧道、我国的中山门隧道、真武山隧道等均采用了这种开挖方法。

以上这些方法存在一些问题，比如施工工序复杂，对围岩的多次扰动和各种工法间转换困难、工期长、造价高、施工质量差等。

在IV级围岩、III级浅埋及偏压段等，往往设计采用CD法进行开挖，存在临时支撑体系拆除慢、工期长、成本高等特点。如采用中隔壁台阶法施工，则又存在上台阶中隔壁和下台阶一次开挖面积过大，容易引起围岩失稳的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种岩质超大断面隧道钢架岩墙组合竖撑分部开挖方法，利用硬质围岩自身地基承载力高的特点，开挖过程中预留部分下半断面中部岩体作为岩墙和上半断面的钢架组合形成临时竖撑，达到减少临时支护的施作和拆除、加快施工进度及降低工程造价的作用，经济效益明显。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种岩质超大断面隧道钢架岩墙组合竖撑分部开挖方法，包括以下步骤：

步骤1：设定隧道的开挖断面为：左上导洞为第一开挖部，右上导洞为第二开挖部，所述左上导洞和右上导洞组成上开挖部；左下导洞为第三开挖部，右下导洞为第四开挖部，岩墙为第五开挖部，所述左下导洞、右下导洞和岩墙组成下开挖部；

还包括第一支护部、第二支护部、第三支护部、第四支护部和第五支护部，其中，第一支护部为第一开挖部所对应的左侧拱部初期支护及竖向支撑，第二支护部为第二开挖部的右侧拱部初期支护，第三支护部为第三开挖部所对应的左侧边墙初期支护，第四支护部为第四支护部所对应的右侧边墙初期支护，第五支护部为第五开挖部对应的下部仰拱部位初期支护；

步骤2：对第一开挖部进行开挖，再对第一支护部进行支护，以及对第二支护部进行竖向支撑；

步骤3：对第二开挖部进行开挖，再对第二支护部进行初期支护；