[发明专利]穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖方法

说明书

本发明公开了一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖方法，所施工隧道洞由上至下分为上部洞体、中部洞体和下部洞体，上部洞体分为左侧导洞和右侧导洞；隧道洞的初期支护结构为双层初期支护结构；对所施工隧道进行开挖时，由后向前分多个隧道节段进行开挖；对任一个隧道节段进行开挖时，包括步骤：一、上部洞体开挖及初期支护；二、中部洞体开挖及外层初期支护；三、下部洞体开挖及外层初期支护；四、内层初期支护；五、多次重复步骤一至四，完成隧道开挖过程。本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用三台阶法对隧道洞进行开挖，并且开挖后采用双层初期支护结构对隧道洞进行全断面支护，能确保后期隧道结构安全。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖方法。

背景技术

断层破碎带是指断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，简称断裂带。在国内，断面倾角大于45°或30°的高角度逆断层称为逆冲断层，穿越高角度逆冲断层的隧道施工难度非常大，上述高角度逆冲断层指断面倾角大于60°的逆冲断层。尤其是当所处地层为富水富砂地层时，施工难度更大。富水富砂地层也称为富水砂地层，是指地层中富含地下水且含有砂层，该地层既为富水地层，也为富砂地层。在富水富砂地层中，岩体破碎为地下水的赋存与富集提供了更有利条件，施工难度非常大，加上地层中含有砂层，施工中极易发生涌水涌砂，再加上断层断面倾角大于60°，易造成灾难性后果，严重影响到施工安全与效益。因而，当隧道穿越断层内富含地下水，岩体多为碎屑岩，并且富含沙土、砂石的高角度逆冲富水富砂断层时，所存在的施工风险非常大，待开挖至高角度富水逆冲断层时，在高水压作用下，掌子面极易突发涌水、涌砂等地质灾害，施工风险高，施工难度大且施工进度慢。

对穿越高角度逆冲富水富砂断层的隧道进行开挖时，需采用台阶法进行开挖。台阶法是指先开挖隧道上部断面(上台阶)，上台阶超前一定距离后开始开挖下部断面(下台阶，也称隧道上部洞体)，上下台阶同时并进的施工方法。其中，三台阶开挖法(也称为三台阶法)是指将所开挖隧道分为上、中、下三个台阶进行开挖。采用三台阶法对穿越高角度富水逆冲断层的隧道进行开挖时，由于开挖断面分块多，施工难度大且施工风险高，必须采用合理的开挖和支护方法，才能确保施工安全，并保证施工工期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用三台阶法对隧道洞进行开挖，并且开挖后采用双层初期支护结构对隧道洞进行全断面支护，能确保后期隧道结构安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖方法，其特征在于：所施工隧道的隧道洞由上至下分为上部洞体、中部洞体和下部洞体，所述上部洞体分为左侧导洞和位于左侧导洞右侧的右侧导洞；