[发明专利]穿越断层破碎带大断面隧道开挖及支护方法

说明书

本发明公开了一种穿越断层破碎带大断面隧道开挖及支护方法，隧道洞初期支护结构包括全断面支护体系和隧道锚网喷支护结构，左侧导洞与右侧导洞之间设置有中隔墙临时支护结构；实际施工时，包括步骤：一、隧道上部洞体开挖；二、隧道拱墙初期支护变形侵限判断及换拱施工；三、隧道下部洞体开挖。本发明设计合理且施工简便、使用效果好，仅隧道上半断面采用中隔壁法开挖，缩小了开挖断面，保证了拱顶的稳定性，全断面支护体系和中隔墙临时支护结构均通过下垫梁支撑并连接为一体形成结构稳固的整体性支护体系，能避免初期支护拱架下沉并有效保证初期支护的稳定性；并且换拱施工只在隧道上半断面进行，在节约施工成本的同时，能进一步确保施工安全。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种穿越断层破碎带大断面隧道开挖及支护方法。

背景技术

随着公路运输量加大以及基建工程的发展，单洞双线多车道公路大断面隧道越来越常见。大断面隧道施工相较于单线小断面隧道施工，在开挖过程中更容易引起拱顶大面积下沉。尤其大断面隧道在穿越断层破碎带施工过程中，往往具有开挖后拱顶变形速率快，短时间内下沉量过大、边墙片帮、拱架扭曲变形侵限，严重情况下导致隧洞垮塌等特点，此种情况下，若采用常规施工方法及支护体系，如台阶法、三台阶法、双侧壁导坑法、CD法、CRD法等，一方面很控制变形，另一方面施工过程复杂，复杂的工法导致工序施工时间过长，围岩长期暴露，容易造成围岩大面积侵限、喷射混凝土剥落掉块、钢架扭曲变形等情形，进一步增加坍塌风险，安全质量无法保证得同时，也严重制约工期。断层破碎带是指断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，简称断裂带。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种穿越断层破碎带大断面隧道开挖及支护方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，仅隧道上半断面采用中隔壁法开挖，缩小了开挖断面，保证了拱顶的稳定性，全断面支护体系和中隔墙临时支护结构均通过下垫梁进行支撑并连接为一体形成结构稳固的整体性支护体系，能避免初期支护拱架下沉并有效保证初期支护的稳定性；并且换拱施工只在隧道上半断面进行，在节约施工成本的同时，能进一步确保施工安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种穿越断层破碎带大断面隧道开挖及支护方法，其特征在于：所施工大断面隧道的隧道洞包括隧道上部洞体和位于隧道上部洞体下方的隧道下部洞体，所述隧道上部洞体包括左侧导洞和位于左侧导洞右侧的右侧导洞；

所述隧道洞的初期支护结构包括对所述隧道洞进行全断面支护的全断面支护体系和对所述隧道洞的拱墙进行初期支护的隧道锚网喷支护结构，所述左侧导洞与右侧导洞之间设置有中隔墙临时支护结构，所述中隔墙临时支护结构位于隧道上部洞体内且其位于所述全断面支护体系内侧，所述全断面支护体系和所述中隔墙临时支护结构均沿隧道纵向延伸方向进行布设；

所述全断面支护体系包括多榀沿隧道纵向延伸方向由后向前布设且对所述隧道洞进行全断面支护的全断面支撑结构和将多榀所述全断面支撑结构紧固连接为一体的全断面支撑连接结构，多榀所述全断面支撑结构的结构均相同且其形状与所述隧道洞的横断面形状相同；每榀所述全断面支撑结构均包括一榀对所述隧道洞的拱墙进行支护的拱墙钢拱架和一个布设于所述隧道洞内侧底部的隧道仰拱支架，所述隧道仰拱支架位于所述拱墙钢拱架的正下方且二者均位于同一隧道横断面上，所述隧道仰拱支架的左端与所述拱墙钢拱架的左侧底部紧固连接，所述隧道仰拱支架的右端与所述拱墙钢拱架的右侧底部紧固连接，所述隧道仰拱支架与所述拱墙钢拱架形成一个封闭式全断面支架；所述拱墙钢拱架包括一榀位于隧道上部洞体内的上部钢拱架和两个对称布设于上部钢拱架左右两侧底部下方的侧部支架，两个所述侧部支架均位于所述隧道下部洞体内；