[发明专利]浅埋偏压倾倒变形散体及强卸荷岩石结构中的隧道开挖法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浅埋偏压倾倒变形散体及强卸荷岩石结构中的隧道开挖法，特别是一种应用于隧道施工领域的浅埋偏压倾倒变形散体及强卸荷岩石结构中的隧道开挖法。

背景技术

在深山峡谷中修筑隧道，尤其在陡峭的岸坡修筑隧道，主要存在的问题为如何解决隧道浅埋偏压的问题，例如隧道一侧周边围岩相对较好，隧道拱部及隧道另一侧围岩差，无自稳能力，这种情况下，如果在施工过程中施工方法不当，则会出现隧道过大变形、隧道塌方及塌方冒顶，甚至诱发边坡滑塌，形成高边坡的问题，这使工程安全、质量、进度及经济均受到不同程度的影响和损失。现技术中的隧道开挖方法没有充分利用岩土体的自稳能力对隧道内分部开挖的临时开挖坡面放坡开挖，为了确保施工安全，开挖后需要对隧道内的临时开挖坡面进行临时支护，在下一循环的开挖施工中需要挖除上循环的临时支护，开挖后再进行临时支护，再挖除，如此反复支护-开挖-支护施工，施工过程中浪费大量的施工时间，施工进度慢，并浪费大量的财力和物力，现施工技术不适合于隧道存在严重浅埋偏压洞段地质条件的隧道开挖方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可开挖量小，可以有效减少临时支护工程量，并可以防止隧道开挖诱发山体侧滑坡及隧道过大变形的浅埋偏压倾倒变形散体及强卸荷岩石结构中的隧道开挖法。

为解决上述技术问题，本发明采用的浅埋偏压倾倒变形散体及强卸荷岩石结构中的隧道开挖法，包括以下几个步骤：

a、以钢架接头为界，将待挖的隧道划分成上台阶、中台阶、下台阶和仰拱四个部分；

b、开挖上台阶，并在开挖过程中对开挖部分进行支护；

c、开挖中台阶，并在开挖过程中对开挖部分进行支护；

d、开挖下台阶，并在开挖过程中对开挖部分进行支护；

e、开挖仰拱部分，并在开挖过程中对开挖部分进行支护。

进一步的是，在b步骤中，先挖除上台阶中除预留核心土外的环形部分，并对开挖部分隧道进行初期支护后，再挖除中间的预留核心土部分。

进一步的是，在c步骤中，先挖除中台阶弱土质结构半侧，然后对开挖部分隧道进行初期支护，再挖除中台阶剩余半侧，然后对开挖部分隧道进行初期支护。

进一步的是，在d步骤中，先挖除下台阶弱土质结构半侧，然后对开挖部分隧道进行初期支护，再挖除下台阶剩余半侧，然后对开挖部分隧道进行初期支护。

进一步的是，在e步骤中，先挖除仰拱部分的一个半侧，并进行初期支护后，然后再挖除剩下的半侧，并完成初期支护。

进一步的是，仰拱部分开挖完成500cm后，及时进行全幅仰拱的砼回填。

进一步的是，在挖除上台阶中的环形部分时，在预留核心土的两侧和正面设置坡面。

进一步的是，在开挖中台阶时，在中台阶剩余半侧的正面设置坡面。

进一步的是，单次开挖的长度小于等于100m。

进一步的是，弱土质结构半侧开挖落底长度小于或者等于100m,剩下的半侧开挖落底长度小于或者等于200m。

本发明的有益效果是：本发明将隧道分成上、中、下三个台阶以及仰拱四个部分分层开挖，这样在开挖过程中可以充分利用尚未挖除部分围岩的自稳能力，在保证结构安全稳定的前提下减少了临时支护。在开挖上层台阶的过程中先保留核心土，这样可以利用预留核心土发压掌子面前方未开挖部分的岩土体，利用预留核心土约束掌子面的过大挤出变形及掌子面前方没有开挖岩土体的超前变形，有效的预防了隧道掌子面的失稳滑塌和隧道过大变形及隧道塌方，并节约了掌子面的临时支护措施费，确保了施工安全。在开挖中台阶和下台阶的过程中，先开挖弱土质结构半侧，并对预留部分放坡开挖，这样可以利用剩余半侧围岩的自稳能力来保证结构的稳固，并节约了临时支护措施费用，确保了施工安全。在预留核心土以及围岩自稳能力较好的半侧设置坡面，以进一步增强其自身的自稳能力，这样充分利用了岩土的自承能力，减少临时支护，节约投资，确保安全施工。

附图说明

图1是本发明的隧道横断面图；

图2是本发明的三维结构示意图；

图中零部件、部位及编号：环形部分1、预留核心土部分2、中台阶弱土质结构半侧3、中台阶剩余半侧4、下台阶弱土质结构半侧5、下台阶剩余半侧6、仰拱部分7、坡面8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，为解决上述技术问题，本发明采用的浅埋偏压倾倒变形散体及强卸荷岩石结构中的隧道开挖法，包括以下几个步骤：