[发明专利]一种隧道无中导洞支护结构及其施工方法

说明书

本发明为一种隧道无中导洞支护结构，其初支由先行洞初支、后行洞初支及中部现浇异形中隔墙组成，为确保施工期间初支系统稳定性，异形中隔墙结构采用现浇施工，后做洞室初支型钢支承于异形中隔墙，通过预埋的支座系统固定，左右洞室根据常规山岭隧道开挖工艺先后形成二衬结构。本发明支护方法的特点在于，在无中导洞开挖的同时，改进异形中隔墙做法，提高异形中隔墙横向刚度和稳定性。本发明支护方法在受力机理上更加可靠合理，尤为适用于大断面、不良地质环境的连拱隧道建设。

技术领域

本发明涉及山岭隧道设计中的开挖及支护方法，具体的讲是一种隧道无中导洞支护结构及其施工方法。

背景技术

在隧道工程设计领域，连拱隧道由于其接线难度低、占地较少、对环境影响小，且能满足上、下行线分离等优势而被广泛采用。连拱隧道通常断面和跨度较大，结构复杂。目前常用的连拱隧道按有无中导洞划分，主要存在两种。

有中导洞施工方法存在施工工序多、施工难度大、施工效率低的难题。且多次开挖爆破对围岩扰动相对较多，中导洞中墙处防排水问题突出。少数无中导洞的施工方法在隧道断面较大、地质情况复杂时存在中墙刚度及稳定性不足，先行洞、后行洞依次开挖可能引起中墙偏压而造成开裂或变形等问题。一种解决大断面、复杂地质条件下的开挖及支护方法亟待提出。

经专利和文献检索，对于此类工程目前常采用无中导洞或隐式中墙的施工方法，专利公布开号分别为：CN106761836A、CN204152527U和CN108266191A。对比文件中有中导洞或隐式中墙的技术，其中墙采用钢架形式，刚度薄弱，施工条件严苛。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道无中导洞支护结构，能够在保证受力及安全的前提下，简化施工工序，降低施工难度，提升施工效率。相比于有中导洞施工的初支形式，本发明在简化施工步骤的同时，克服了连拱隧道中墙防排水的施工质量，中墙、拱部、侧墙绝对沉降及相对不均匀沉降等难题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种隧道无中导洞支护结构，包括先行洞、后行洞，先行洞设初支型钢拱架，其特征在于在先行洞初支型钢拱架内侧靠后行洞一侧设置现浇异形中隔墙，异形中隔墙内埋设有预埋支座系统，后行洞初支型钢拱架支承于异形中隔墙，并通过预埋支座系统固定。

进一步地，所述异形中隔墙的轮廓线由四部分组成：分别为依次连接的第一异形区域轮廓线、第二异形区域轮廓线、第三异形区域轮廓线和第四异形区域轮廓线，其中第一异形区域轮廓线为隧道外轮廓线；第二异形区域轮廓线为半径为R1的第一弧线，且该第一弧线相切于隧道预留变形外轮廓线，其中隧道预留变形外轮廓线相对于隧道外轮廓线外放50～100mm；第三异形区域轮廓线为长度为s的水平直线；第四异形区域轮廓线为半径为R2的第二弧线，第二弧线相切于隧道预留变形外轮廓线，且交于第三异形区域轮廓线。

进一步地，根据后行洞初支型型钢拱架位置，预埋支座系统设置于第二异形区域轮廓线上，预埋支座系统包括型钢预留接头，型钢预留接头由锚垫板与钢模板焊接而成，锚垫板内预留有锚栓，锚垫板底部与先行洞初支型钢拱架焊接，预埋支座系统通过螺栓锚固在异形中隔墙中，后行洞型钢拱架的端部与锚垫板上部焊接，锚栓锚固长度不小于1m。预埋支座系统通过螺栓锚固在异形中隔墙中，为后行洞型钢拱架的搭设提供可靠支座。

现浇异形中隔墙配筋区域须满足：0.25m≤t_h≤1.2m，t_v≤0.25m；

t_h——第二异形区域轮廓线距隧道边线的侧向水平距离；

t_v——第四异形区域轮廓线距异形区域轮廓线1的底部竖向距离。

本发明的另一目的在于提供一种隧道无中导洞支护结构的施工方法，能够在保证受力及安全的前提下，简化施工工序，降低施工难度，提升施工效率。