[发明专利]内部开口增加作业面的特大断面隧道原位扩建施工结构及施工方法

权利要求书

1.一种特大断面隧道钻爆法原位扩建施工方法，其特征在于：施工方法包括三个步骤，依次是1）围岩注浆加固与洞内套拱加固；2）特大断面隧道右上部扩挖与初期支护；3）特大断面隧道左上部扩挖与初期支护；其中具体工艺：

1）围岩注浆加固与洞内套拱加固：

沿既有隧道纵向上选取一小段区间（区间长度B=4m）作为内部开口段，其前后一定里程内的区间（区间长度B1=10m）作为延展段；首先对开口段和延展段范围内的围岩进行壁后注浆加固，所形成的围岩注浆加固体（32）的强度与稳定性，应相当于IV级以上岩体的标准；

在前后延展段的既有隧道衬砌内侧施作临时钢套拱（31），临时钢套拱（31）由10榀I22钢拱架通过4道U16槽钢系梁焊接而成，每榀钢拱架的拱脚处通过螺栓与既有隧道衬砌结构可靠连接；

2）特大断面隧道右上部扩挖与初期支护：

从右侧边墙开始依次向上，分段破除既有隧道衬砌结构，同时扩挖围岩至设定轮廓线，及时施作初期支护（41）、锁脚锚杆(4)和径向系统锚杆(43)，其中初期支护(41)包括5榀I22钢拱架和覆盖其上表面的25cm厚喷射混凝土，锁脚锚杆(42)包括2根长度l=6m、直径ϕ=32mm的中空注浆锚杆，径向系统锚杆(43)由长度l=3m、直径ϕ=22mm的水泥砂浆锚杆，按间距d=0.5m梅花形布置而成；

当扩挖至既有隧道拱顶时，使用拱顶临时钢支撑(33)，将扩挖隧道初期支护(41)所承担的围岩压力，临时钢支撑(33)斜向地向两侧传递给钢套拱（31），当扩挖至既有隧道左边墙时，使用边墙临时钢支撑（34），将扩挖隧道初期支护（41）所承担的围岩压力，斜向地向两侧传递给钢套拱（31），通过临时钢支撑（33）和临时钢支撑（34）的支承作用，提高了初期支护（41）的竖向承载能力，保证了扩挖后隧道围岩的整体稳定性；

3）特大断面隧道左上部扩挖与初期支护：

从左侧拱腰开始依次向下，分段扩挖围岩至设定轮廓线，及时施作初期支护（4101）、径向系统锚杆（4301）和锁脚锚杆（4201），其支护参数与右侧相同；开挖形成的洞渣侧向排出，并堆填于既有隧道内，形成洞渣回填（23），有利于扩挖后隧道围岩的整体稳定性；

上述开挖与支护完毕后，施作2榀I22钢架竖向支撑(44)，其上端与初期支护(41)可靠焊接，下端直接支承在既有隧道的衬砌结构上，可显著提高初期支护(41)的竖向承载能力，完成竖向传力的转化后，可拆除临时钢支撑(33)和(34)，拆除临时钢套拱(31)。

2.根据权利要求1所述的特大断面隧道钻爆法原位扩建施工方法，其特征在于：

施工方法中还包括第四步骤，后续扩挖与出渣：

形成B=4m宽度的作业空间后，增加了2个掌子面，就可与普通隧道掘进类似，从中间向两侧掘进，但与普通隧道通过竖井出渣方式不同，新增掌子面上的爆破出渣，须经过B=4m的内部开口段侧向排出，由于出渣效率较低，新增作业面上仅扩挖特大断面隧道的右上部与左上部，其洞渣回填于既有隧道内，既可节约运距，又有利于扩挖后隧道围岩的整体稳定性。