[发明专利]一种既有隧道拓宽施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，具体涉及一种既有隧道拓宽施工方法。

背景技术

将既有隧道进行原位拓宽一般有三种方法：一种是向既有隧道的右侧拓宽，将既有隧道布置在拓宽隧道的左部；另一种是向既有隧道的左侧拓宽，即既有隧道位于拓宽隧道的右部；还有一种是向既有隧道的左右两侧拓宽，此时既有隧道位于拓宽隧道的中部。受既有隧道洞外建筑物分布、用地条件以及洞外接线条件等诸多因素的影响，既有隧道拓宽方法可能有多种组合，甚至可能在同一座隧道内出现三种拓宽方法，不同拓宽方法之间的工法转换的衔接比较复杂，其工期长，技术要求也比较高。

既有隧道拓宽后的隧道开挖总跨度和总高度以及开挖面积均比较大。现有的隧道拓宽施工技术一般是借鉴新建大跨隧道的施工技术，采用上下台阶法、CD法或CRD法等分步开挖的施工方法；由于没有充分利用既有隧道结构对围岩的支护作用，现有的隧道拓宽施工技术往往是将既有隧道结构和围岩一起进行开挖或拆除，其开挖跨度大，施工难度高。虽然，相对新建结构而言，既有隧道结构的力学性能可能存在不同程度的弱化，但是，既有隧道围岩和支护结构仍然是一个相对稳定的支护体系，在施工中仍然具有较好的空间支护的作用，可作为隧道拓宽施工中的临时支护结构予以充分利用。实际上，既有隧道的拓宽开挖范围仅仅局限于既有隧道结构的周边围岩，采用分步开挖后，其分步开挖宽度和高度均比较小，如果能够合理利用既有隧道结构对围岩的支护作用，可大大降低隧道拓宽施工的难度，减少或避免设置临时支护措施。因此，现有的隧道拓宽施工技术可进一步优化。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种既有隧道拓宽施工方法，其能够方便不同拓宽方法之间的工法转换衔接，施工中能够合理利用既有隧道结构对围岩的空间支护作用，可降低隧道拓宽施工的难度。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种既有隧道拓宽施工方法，包括以下施工步骤：

1）     利用开挖洞碴回填既有隧道内的下台阶部分，形成下台阶回填层，以便对既有隧道结构形成侧向防护的作用；

2）     开挖上台阶拱顶部分，包括开挖既有隧道拱顶圆心角范围内的拱顶部分围岩、拆除该范围内的拱顶既有结构，并利用拱顶部分开挖洞碴，对既有隧道内的上台阶进行回填，以对既有隧道结构形成具有侧向防护作用的上台阶回填层；同时，及时施作上台阶拱顶部分初期支护和锁脚锚杆；

3）     开挖上台阶左部围岩、拆除左部既有结构，并及时施作上台阶左部初期支护和锁脚锚杆；

4）     开挖上台阶右部围岩、拆除右部既有结构，并及时施作上台阶右部初期支护和锁脚锚杆；

5）     开挖下台阶左部围岩、拆除左部既有结构，并及时施作下台阶左部初期支护和锁脚锚杆；

6）     开挖下台阶右部围岩、拆除右部既有结构，并及时施作下台阶右部初期支护和锁脚锚杆；

7）     下台阶左部落底开挖，并及时施作下台阶左部落底初期支护和锁脚锚杆；

8）     下台阶右部落底开挖，并及时施作下台阶右部落底初期支护和锁脚锚杆；

9）     下台阶中部落底开挖，包括开挖下台阶中部落底围岩、拆除底部既有结构，并及时施作下台阶中部落底初期支护；

10） 浇筑施工仰拱、边墙和拱部二次衬砌，并同步铺设施工防水层结构。

进一步的，在步骤1）中，可根据既有隧道病害情况和工程需要，首先在既有隧道内对衬砌结构背后的病害进行注浆加固处理，以确保工程施工安全。

进一步的，在步骤2）、3）、4）中，可根据隧道围岩条件情况和工程需要，首先施作超前大管棚、超前小导管或超前锚杆等超前预支护措施。

进一步的，在步骤2）、3）、4）中，当上台阶左部或上台阶右部的开挖宽度比较小、难以形成施工工作面时，可将上台阶左部或上台阶右部开挖的施工顺序调整至与上台阶拱部部分开挖同步施工，即将步骤2）和步骤3）同步实施，或者将步骤2）和步骤4）同步实施。

进一步的，在步骤2）中，可根据具体工程情况和施工要求，调整既有隧道拱顶圆心角的大小，上台阶拱顶部分开挖洞碴量应满足上台阶回填层的回填量要求，上台阶拱顶部分初期支护的左右侧拱脚处铅垂线应位于下台阶左右部既有结构的外侧。

进一步的，在步骤2）、3）、4）中，可根据隧道围岩条件情况和施工需要，设置临时仰拱支护措施。