[发明专利]基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法

权利要求书

1.基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，采用台阶法对隧道进行开挖和支护，沿所述隧道的纵向延伸方向由后向前对所述隧道进行施工，所述隧道的横通道包括上台阶(1)、布设在所述上台阶(1)下方的中台阶(2)、以及布设在所述隧道底部且设置在所述中台阶(2)下方的下台阶(3)；对所述隧道的横通道进行开挖时，先对上台阶(1)进行开挖并支护，然后对中台阶(2)进行开挖并支护，最后对下台阶(3)进行开挖并支护，各台阶的支护结构组成对所述隧道进行支撑的初期支护结构；

其特征在于，各台阶的支护方法均相同，对任一台阶进行支护的方法包括以下步骤：

步骤一、安装定位钢拱架：沿所述隧道的纵向延伸方向架设多组定位钢拱架，多组所述定位钢拱架沿所述隧道的纵向延伸方向均匀布设；

其中，所述定位钢拱架包括架设在该台阶内侧面的钢拱架(4)和两组斜向设置在所述钢拱架(4)底部的定向导管管组，所述钢拱架(4)和两组所述定向导管管组一体成型；所述钢拱架(4)的纵截面形状和该台阶的纵截面形状相适应；其中，所述上台阶(1)的钢拱架(4)为拱形结构，所述中台阶(2)和所述下台阶(3)的钢拱架(4)为拱架段；

所述定向导管管组包括两个对称设置在所述钢拱架(4)同一侧的定向导管(9)，两个所述定向导管(9)斜向布设在所述钢拱架(4)底部的前后两侧，所述定向导管(9)通过多个限位钢筋(10)固定在所述钢拱架(4)上，所述定向导管(9)为空心结构，所述定向导管(9)沿远离所述隧道中轴线的方向逐渐向下倾斜；

步骤二、安装锁脚锚杆并注浆：在所述定向导管(9)内插装锁脚锚杆(6)，所述锁脚锚杆(6)伸入所述定向导管(9)内的端部穿过所述定向导管(9)后延伸至所述围岩(20)内，所述锁脚锚杆(6)的另一端延伸至该台阶的内侧；

在位于所述隧道内侧的锁脚锚杆(6)的端部上安装注浆机构，利用所述注浆机构向所述锁脚锚杆(6)中注浆，在位于所述围岩(20)内的锁脚锚杆(6)的端部形成加固块(5)；

注浆完毕后将所述注浆机构拆除；

步骤三、扩挖：人工在该台阶的底部外侧进行扩挖，在该台阶的底部形成纵截面为直角梯形的加固腔，所述加固腔沿所述隧道的纵向延伸方向布设；所述加固腔的底面与该台阶内所述钢拱架(4)的底面布设在同一水平面内；

步骤四、安装并固定连接垫板：在所述加固腔的底面上水平安装连接垫板(11)，所述连接垫板(11)布设在所述钢拱架(4)的底部，所述连接垫板(11)的横截面积大于所述钢拱架(4)的横截面面积，所述连接垫板(11)通过多个固定件(13)固定在所述加固腔的底部；

步骤五、搭设加固层支撑模板体系并浇筑：在加固腔内搭设加固层支撑模板体系，搭设完成后利用混凝土在所述加固层支撑模板体系内进行浇筑，待混凝土凝固后，形成加固层结构(21)。

2.根据权利要求1所述的基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，其特征在于：步骤一中，所述定向导管(9)延伸至所述围岩(20)内的端部与该台阶的底部平齐；所述定向导管(9)的内径大于所述锁脚锚杆(6)外径。

3.根据权利要求1所述的基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，其特征在于：步骤一中，所述限位钢筋(10)的数量为两个，两个所述定向导管(9)均套设在所述限位钢筋(10)内，一个所述限位钢筋(10)布设在所述隧道内侧且其固定在所述定向导管(9)和所述钢拱架(4)的连接处；另一个所述限位钢筋(10)布设在所述钢拱架(4)远离所述隧道的一侧且其固定在所述定向导管(9)和所述钢拱架(4)的连接处。

4.根据权利要求1所述的基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，其特征在于：步骤五中，所述加固层支撑模板体系包括设置在所述加固腔内的加固层模板结构和竖向设置在所述加固层模板结构内的加固层支撑结构；

所述加固层模板结构包括多个均水平设置在所述加固腔底部的加固底板(14)和竖向设置在所述加固底板(14)的一侧且布设在所述隧道内侧的加固侧板(12)，所述加固底板(14)和加固侧板(12)一体成型；所述加固底板(14)、加固侧板(12)、以及所述隧道内壁围成纵截面为直角梯形的混凝土成型腔。