[发明专利]一种单线隧道软弱围岩快速封闭成环的施工方法

说明书

本发明提供一种单线隧道软弱围岩快速封闭成环的施工方法，采用三台阶发开挖，不设置核心土，上台阶、中台阶及下台阶同步开挖，同时要求中台阶左右侧和下台阶左右侧错开同步开挖，施工形成三台阶工况后及时开挖、支护仰拱及回填仰拱初支。循环开挖各台阶及支护仰拱初支一定长度后再开挖已经回填的初支，利用栈桥施工仰拱衬砌，待仰拱衬砌达到一定长度后通过观测满足要求则进行拱墙衬砌施工。该施工方式采用三台阶法开挖支护，快速封闭仰拱初支，其后仰拱衬砌及时跟进，有效的抑制软弱围岩大变形的情况。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，具体涉及地质缝合带软岩大变形单线隧道快速封闭成环的施工方法。

背景技术

目前我国基础设施建设快发发展，在水利、铁路、公路和地铁等建设中不可避免的设计有大量的隧道工程。隧道工程施工难度较大、安全风险较高，经济投入不可控，尤其是软弱围岩、复杂地应力等不良地质隧道工程的施工技术难题还是处于摸索阶段，是世界性难题，没有成熟配套的施工方法有效解决。目前对于存在复杂地应力软弱围岩的隧道施工，主要是通过在加强支护措施的前提下调整隧道断面形式、施作超前小洞释放地应力、更换初期支护和加大预留沉降量等措施解决，但是这些施工方式存在的问题主要成本较高、安全风险较大、施工工序繁琐等，达不到控制效果。

发明内容

针对上述问题，本发明一种单线隧道软弱围岩快速封闭成环的施工方法，该施工方式采用3台阶法开挖支护，快速封闭仰拱初支，其后仰拱衬砌及时跟进，有效的抑制软弱围岩大变形的情况。

本发明采用的技术方案如下：

一种单线隧道软弱围岩快速封闭成环的施工方法，需要开挖的横截面由上到下依次包括上台阶，中台阶和下台阶，所述中台阶包括中台阶左侧和中台阶右侧，所述下台阶分别包括下台阶左侧和下台阶右侧，包括如下步骤：

步骤一：采用三台阶法开挖，不设置核心土，包括如下步骤：

1)上台阶开挖：上台阶开挖m个循环，每循环进尺N米，上台阶进尺长度为mN米，用挖机挖出渣，形成上台阶；

2)中台阶左侧开挖：上台阶进尺1个循环N米，中台阶左侧进尺1个循环N米；

3)中台阶右侧开挖：上台阶进尺1个循环N米，中台阶左侧进尺1个循环N米，中台阶右侧进尺1个循环N米，中台阶左侧和中台阶右侧左右错开一个循环，形成中台阶；

4)重复步骤3)，直至中台阶右侧进尺为mN米；)

5)下台阶左侧开挖：上台阶进尺1个循环N米，中台阶左侧进尺1个循环N米，中台阶右侧进尺1个循环N米，同时下台阶左侧进尺1个循环N米，在下台阶左侧开挖时同时进行对已开挖的上台阶和中台阶进行安装钢架，以及施作拱顶系统锚杆；

6)下台阶右侧开挖：上台阶进尺1个循环N米，中台阶左侧进尺1个循环N米，中台阶右侧进尺1个循环N米，下台阶左侧进尺1个循环N米，下台阶右侧进尺1个循环N米，下台阶左侧和下台阶右侧左右错开一个循环，形成下台阶，在下台阶左侧和下台阶右侧开挖时继续进行对已开挖的上台阶和中台阶进行安装钢架，以及施做拱顶系统锚杆；

7)重复步骤6)，直至下台阶右侧进尺为mN米，随后进行安装下台阶钢架，同时进行上台阶和中台阶施作锁脚和超前支护，最后施作下台阶锁脚，然后进行喷浆作业；

步骤二：开挖仰拱进尺mN米，随后进行仰拱初支；将已经初支的仰拱采用上台阶和中台阶挖出的围岩回填；在此期间，控制仰拱初支距掌子面距离为15.2-21.2米；随后在下台阶施作边墙长锚杆；

步骤三：循环施工步骤一和步骤二，当已经施工的总的仰拱初支进尺3mN-4mN米，开挖2mN米的仰拱初支回填围岩，施工仰拱衬砌，施工仰拱衬砌期间，利用栈桥，掌子面正常施工；