一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法与流程

本发明属于隧道施工，具体涉及一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法。

背景技术：

1、随着我国铁路建设特别是高速铁路的快速发展，受到山区地形、使用功能等限制，同区段不同截面隧道交替修建的情况也必将越来越多，安全且高效的过渡到不同断面隧道进行施工是变截面隧道工程建设的重点和难点，尤其是针对隧道交界断面跨度差过大的工况，如超大跨截面隧道与普通单线隧道，合理的工法选择对于保障隧道安全建设至关重要。现有技术在遇到小断面至大断面的施工工况时，大多直接采用挑顶施工进行隧道扩挖，该种施工方式的安全系数较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，确保了变截面隧道交界面处施工安全，避免断面骤变所带来的安全隐患。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，包括以下步骤：

4、s1，开挖第一渐变扩挖段，具体包括：

5、s1.1，按预设的环向间距施作超前小导管支护；

6、s1.2，开挖第一渐变扩挖段的上台阶及扩挖部分，并施作对应截面一次初支；

7、s2，开挖第二渐变扩挖段至大断面与小断面交界处，具体包括：

8、s2.1，按预设的环向间距施作超前小导管支护；

9、s2.2，开挖第二渐变扩挖段的上台阶及扩挖部分，并施作对应截面一次初支；

10、s2.3，测量数据并矫正支护参数；

11、s2.4，依照开挖步距设置，重复以上开挖步骤至大断面与小断面交界处；

12、s3，开挖第三渐变扩挖段，具体包括：

13、s3.1，按预设的环向间距施作超前小导管支护；

14、s3.2，开挖第三渐变扩挖段的上台阶及扩挖部分，并施作对应截面一次初支；

15、s3.3，测量数据并矫正支护参数；

16、s3.4，爬坡施工后进入大断面隧道标准断面施工；

17、s4，下台阶施工，具体包括：

18、s4.1，根据二次初支的施作里程来控制下台阶开挖步距，错距开挖下台阶；

19、s4.2，施作下台阶周边初期支护。

20、进一步，步骤s2.3和步骤s3.3中的测量数据并矫正支护参数包括，对已施作一次初支处的钢架变形及钢架与围岩之间的接触压力进行测量，对后续施工安全性进行判断，并指导已施作一次初支处的二次初支参数取值，及后续扩挖断面一次初支支护参数。

21、进一步，步骤s3.4中，爬坡施工的坡度为13%。

22、进一步，步骤s4.1中，下台阶开挖面距离二次初支的里程不小于10m。

23、进一步，在对三个渐变扩挖段进行扩挖时，按步距实时监测隧道顶部各纵向位置的土压力，并为后一步距超前小导管支护的支护参数做指导。

24、进一步，具体在监测隧道顶部各纵向位置的土压力时，首先按爬坡施工的坡度相同的角度施工监测孔并进行清孔，然后沿着监测孔插入监测管，监测管上按照步距安装有压力监测点，调节压力监测点的位置使其与监测孔的内壁贴合，然后将压力监测点的数值归零。

25、进一步，监测管上开设有气孔，气孔通过气囊封闭，气囊的表面安装有压力监测点，具体在调节压力监测点的位置时，通过向监测管内通气，使得气囊膨胀，从而让压力监测点与监测孔的内壁贴合，随后将监测孔的外端密封。

26、进一步，渐变扩挖段开挖结束后，不断往监测孔后注浆直至气囊破裂，将浆液注满监测孔内后封孔。

27、本发明的有益效果在于：

28、1、本发明采方法采用拱部阶梯式扩挖，对比传统的过渡的挑顶施工，避免了“倒三角”危险块的产生，并配合钢拱架支护施工，施工可操作性与适用性强。钢架规格和形式易调整，配工配套技术成熟。可适用于各类断面形式，具有布置形式灵活，应用范围广等特点。

29、2、本发明采用双层初期支护，安全性高。具体的，通过钻机钻孔，跟进安装钢管注浆，开挖后针对该阶段渐变断面进行一次初期支护，保证后续扩挖安全。待开挖至大断面隧道后，安装二次衬砌钢架并进行喷砼，形成标准断面，此时一次初支与二次初支可形成一个稳定的整体加固区。

30、3、本发明中，通过对已施作一次初支处的钢架变形及钢架与围岩之间的接触压力进行测量，可在扩挖过程中根据压力值调整后续扩挖断面一次及二次初支参数，从而保证了支护的稳定性和施工的安全性。

31、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，步骤s3.4中，爬坡施工的坡度为13%。

4.根据权利要求3所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，步骤s4.1中，下台阶开挖面距离二次初支的里程不小于10m。

5.根据权利要求4所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，在对三个渐变扩挖段进行扩挖时，按步距实时监测隧道顶部各纵向位置的土压力，并为后一步距超前小导管支护的支护参数做指导。

6.根据权利要求5所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，具体在监测隧道顶部各纵向位置的土压力时，首先按爬坡施工的坡度相同的角度施工监测孔并进行清孔，然后沿着监测孔插入监测管，监测管上按照步距安装有压力监测点，调节压力监测点的位置使其与监测孔的内壁贴合，然后将压力监测点的数值归零。

7.根据权利要求6所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，监测管上开设有气孔，气孔通过气囊封闭，气囊的表面安装有压力监测点，具体在调节压力监测点的位置时，通过向监测管内通气，使得气囊膨胀，从而让压力监测点与监测孔的内壁贴合，随后将监测孔的外端密封。

8.根据权利要求7所述的一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，其特征在于，渐变扩挖段开挖结束后，不断往监测孔后注浆直至气囊破裂，将浆液注满监测孔内后封孔。

技术总结
本发明公开了一种由小断面渐变到大断面的分岔隧道施工方法，属于隧道施工技术领域，方法具体包括以下步骤，首先对小断面截面轮廓进行扩挖规划，并形成渐在变断面时施加一次初支，在保证后续断面扩挖施工作业空间的前提下，对前段扩挖扩挖断面施作二次初支，二次初支轮廓与小隧道原设计轮廓保持一致。然后进行大断面隧道下台阶施工，最后施作仰拱和二次衬砌。采用本发明的施工方法确保了变截面隧道交界面处施工安全，避免断面骤变所带来的安全隐患，采用拱部阶梯式扩挖，并配合钢拱架支护施工，施工可操作性与适用性强。钢架规格和形式易调整，施工配套技术成熟。

技术研发人员：徐辉,王朝振,江明峰,章慧健,王脉,苗增润,付柏毅,白文良,龚伦,刘超
受保护的技术使用者：中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10