[发明专利]软弱围岩小净距段隧道中岩柱置换体系及施工方法

说明书

本发明公开了软弱围岩小净距段隧道中岩柱置换体系及施工方法，包括分修隧道和置换体，置换体包括骨架和混凝土，分修隧道包括第一分修隧道和第二分修隧道，置换体固定设置在第一分修隧道和第二分修隧道之间，骨架的数量为至少两个，至少两个骨架沿竖直方向设置在置换体内，混凝土浇筑在置换体内，置换体顶部设有多个永久支护。通过上述结构，在第一分修隧道和第二分修隧道中间设置由骨架和混凝土浇筑而成的置换体，永久支护能够增加置换体的承载能力，由骨架和混凝土浇筑而成的置换体构成的中岩柱替换体系具有强度高的特性，能够防止软弱围岩产生大变形，确保中岩柱结构的承载能力，从而保证相邻隧道结构的安全性和稳定性。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是软弱围岩小净距段隧道中岩柱置换体系及施工方法。

背景技术

在修建长大山岭隧道时，受地形、地质以及施工安全、建设工期、工程投资、运营条件、防灾救援条件等影响，会出现由合修隧道过渡到分修隧道或者由分修隧道合并为合修隧道这类情况。

在分岔过渡段相邻隧道之间的岩体被称为中岩柱，其厚度极小，但它的自稳性能对分修隧道塌落拱高度影响极大，故当中岩柱失稳后导致分修隧道结构破坏的案例时有发生。

以往隧道修建时，为避免中岩柱失效，一般将分岔段置于岩性较好的段落，或是在软弱围岩段通过注浆加固、设置对拉锚杆(索)等方法改善中岩柱物理力学指标来提高中岩柱的承载能力。

但是无论是通过注浆加固或是设置对拉锚杆(索)等方法都是被动的处理方法，对围岩承载能力提升有限。加之在软弱围岩段落过密的钻孔使得围岩更加破碎，注浆时浆液又有软化围岩的可能，这些不恰当的措施都会加大变形的风险。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的提高中岩柱承载能力的措施会加大变形的风险的问题，提供软弱围岩小净距段隧道中岩柱置换体系及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

软弱围岩小净距段隧道中岩柱置换体系，包括分修隧道和置换体，置换体包括骨架和混凝土；

分修隧道包括第一分修隧道和第二分修隧道，置换体固定设置在第一分修隧道和第二分修隧道之间；

骨架的数量为至少两个，至少两个骨架沿竖直方向设置在置换体内；

混凝土浇筑在置换体内，置换体顶部固定设有多个永久支护。

通过上述结构，在第一分修隧道和第二分修隧道中间设置由骨架和混凝土浇筑而成的置换体，永久支护能够增加置换体的承载能力，由骨架和混凝土浇筑而成的置换体构成的中岩柱替换体系具有强度高的特性，能够防止软弱围岩产生大变形，确保中岩柱结构的承载能力，从而保证相邻隧道结构的安全性和稳定性。

本发明所述的小净距段是指中岩柱厚度小于规范规定的最小值。

作为本发明的优选方案，第一分修隧道设有第一初支支架，第二分修隧道设有第二初支支架，第一初支支架和第二初支支架分别埋设在置换体内。通过上述结构，能够增强中岩柱替换体系与分修隧道初支之间的整体性。

作为本发明的优选方案，第一初支支架的两端设有第一垫板，第二初支支架的两端设有第二垫板，第一垫板为接头垫板，用于后续连接第一初支支架与第一分修隧道，第二垫板为接头垫板，用于后续连接第二初支支架与第二分修隧道，骨架包括钢筋。通过上述结构，第一垫板和第二垫板用于后续第一初支支架和第二初支支架与第一分修隧道和第二分修隧道的连接。

软弱围岩小净距段隧道中岩柱置换体系施工方法，当由合修隧道段向分修隧道段施工时，包括以下步骤：

S1：由合修隧道开挖支护至合分修掌子面处，在合分修掌子面放线确定中导洞开挖范围；

S2：开挖中导洞至中岩柱置换终点里程；