一种公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法与流程

本发明涉及公路隧道的施工方法，尤其是涉及一种公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法。

背景技术：

1、公知的，对于特长隧道或者工程地质条件复杂、工期要求紧张的公路隧道来说，通常会在靠近隧道中部适当位置设置斜井、横洞、平行导坑等辅助通道，通过辅助通道进入正洞，以达到化整为零，多开工作面，缩短独头掘进施工长度，降低正洞施工风险等目的，而辅助通道又分临时性和永久性的，根据不同的使用功能，断面大小不一，对于较大断面且缓抬挑顶进洞的辅助通道来说具有以下缺点：

2、（1）辅助通道断面宽度及高度均较大，与正洞几乎相差无几，按照同宽度直接挑顶进洞，交叉区域几乎呈t字形平角度相交，不利于开挖过程中的结构安全；

3、（2）同宽度挑顶进洞，在受力结构转换的过程中，初始的受力体系完全为水平状，且支护结构沿着宽度方向水平布置，长度过长，在拱部形成接头后，形成最不利的受力状态，容易引发变形塌方风险；

4、（3）交叉口工序转换的断面过大，工序作业时间长，开挖后不能快速封闭成环，支护体系不能及时发挥应有的支护作用。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法。

2、为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，具体包括以下操作步骤：

4、（1）辅助通道支护加强

5、辅助通道施工至距正洞开挖断面为15m～10m位置时，即考虑对后续辅助通道至正洞开挖断面轮廓线段的辅助通道初期支护进行加强；

6、（2）交界部位安装拱架

7、在靠近辅助通道内正洞开挖断面外连续安装2～3榀辅助通道的支撑拱架，用作交叉口范围内正洞拱架的支撑拱架，该部位连续安装的2～3榀支撑拱架不得侵入正洞初期支护断面内净空内，可向辅助通道的方向设置；

8、（3）支撑拱架超前支护施作

9、支撑拱架安装完成后，沿着支撑拱架拱部范围向正洞开挖断面方向施作超前支护；

10、（4）交叉口正洞开挖

11、支撑拱架及超前支护施工完成后，沿辅助通道中线垂直于正洞中线方向采用台阶法向前施工交叉口正洞扩大断面，每循环进尺v级围岩不大于1榀拱架，ⅳ级围岩不大于2榀拱架，交叉口正洞扩大断面的支护拱架全部采用门型拱架，门型拱架的门架立柱长度跟随交叉口正洞扩大断面的弧度变化，门型拱架顶部的门架横梁长度不变；

12、每榀门型拱架安装完成后，在左右两侧拱架接口部位斜向上45°打设锁顶锚杆，锁顶锚杆长度不小于3.5m，斜向下45°打入锁脚锚管，将门型拱架紧紧固定，同时在中间部位沿径向设置系统锚杆，施作结束后喷射混凝土完成初期支护；

13、（5）正洞拱架长度的确定及加工

14、在辅助通道与正洞开挖断面交叉口范围内的正洞拱架由正常段拱架及交叉口渐变段拱架两部分组成，交叉口渐变段拱架需要根据不同的位置按照不同的长度渐变加工，以辅助通道中线为起始，左右对称按照设计间间距布设交叉口范围内的正洞拱架，依次距离辅助通道中心线距离为l1、l2、l3……，将以上多个正洞拱架安装位置在支撑拱架上对应标记，确定每榀正洞拱架在支撑拱架上的安装位置，同步地按照一一对应，沿辅助通道方向在支撑拱架上量取正洞开挖断面内正洞拱架在支撑拱架上分布时的竖向长度a、b、c……，量取上述长度后，设计渐变拱架段；

15、（6）支撑钢架固定钢板焊接

16、支撑拱架的竖向标记a、b、c……完成后，根据渐变拱架在该位置切口断面形状及大小，加工相应的固定钢板，钢板厚度不小于12mm，加工完成后以a、b、c等标记点位为中心，将固定钢板均匀牢固地焊接在支撑拱架靠近正洞方向的一侧；

17、（7）正洞交叉口拱架安装

18、交叉口正洞扩大断面沿着横向施工至远离辅助通道一侧的正洞开挖断面边墙位置时不再继续施工扩挖，按照正常的正洞开挖断面向前继续开挖，直至整个正洞上台阶完全开挖完后，在已完成初期支护的交叉口正洞扩大断面内安装正洞拱架，正洞拱架内的渐变拱架段在靠近辅助通道位置时，将其牢固焊接固定在支撑拱架上的固定钢板上；

19、（8）拆除竖向门架立柱

20、交叉口范围内的正洞拱架全部安装完成后，喷射混凝土完成交叉口范围内的正洞初期支护，沿着正洞中线方向，解开交叉口正洞扩大断面内门架横梁与门架立柱间的连接钢板，人工配合机械拆除一侧交叉口正洞扩大断面的门架立柱，按照正常的正洞开挖断面沿正洞中线方向向前开挖；

21、（9）正洞断面施工

22、单侧的门架立柱拆除后，按照正常的正洞开挖断面向前组织施工，不再实施交叉口正洞扩大断面，直至交叉口范围内的正洞拱架全部安装完成，且已超出辅助通道宽度范围能正常安装为止，在正洞开挖断面跨过辅助通道接口部位连续安装两榀加强拱架，按上述方式，同理施工另一侧。

23、所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，步骤（1）中的加强方法为：在原辅助通道支护拱架的型号上提高一级，且拱架之间的间距统一按照不大于0.6m设置，直至施工至距辅助通道内正洞开挖断面为 0.5m的位置。

24、所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，步骤（3）中超前支护选择超前小导管或超前中管棚，超前小导管环向间距不大于0.4m，长度不小于3.5m，超前中管棚长度不小于9m，环向间距不大于0.4m；当围岩较坚硬，完整性好且节理不发育时，施作超前小导管加固，当围岩强度低，完整性差且节理发育时，施工超前中管棚加固，并根据情况适时增加小导管补强。

25、所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，步骤（4）中交叉口正洞扩大断面11的台阶高度满足机械设备操作即可，断面净宽控制在4—5m。

26、所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，步骤（5）中设计渐交叉口渐变段拱架的步骤为：沿支撑拱架3的竖向方向，自正洞初期支护断面内净空开始，依次向下标记a、b、c等长度，在偏离正洞中线适当位置设置连接钢板，以该位置的连接钢板为界，靠近辅助通道侧的正洞拱架加工为渐变拱架，远离侧加工为正常段拱架；将连接钢板的中线与固定钢板竖向标记的a、b、c……连接，调整连接线为弧形，确保渐变拱架与正常段拱架圆滑连接，调整后的连接线即为渐变拱中心线的加工长度，确定加工长度后，按照接口位置坡口加工渐变拱架。

27、所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，向前组织施工过程中，采用台阶法，每循环控制施工进尺，按照超前支护、洞身开挖、拱架安装、系统锚杆施作、喷射混凝土的工序组织实施。

28、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

29、1、本发明所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，辅助通道在接近与正洞交叉口位置即进行支护加强，在交叉口正洞拱架安装后，有助于提高该部位的受力能力，进而避免交叉口位置因应力集中而发生大范围的破坏，同时在辅助通道与正洞交界部位设置连续的支撑拱架，为正洞拱架在该部位的连接提供支撑，保证了受力体系的连续性；辅助通道向正洞方向采用小断面的门型拱架施工，将大断面切割为小断面，在小断面内完成辅助通道向正洞方向的挑顶转换，减小了大断面、平缓挑顶施工的风险。

30、2、本发明所述的公路隧道辅助通道缓抬挑顶进洞的施工方法，交叉口范围内的正洞拱架加工为固定拱架和渐变拱架，固定拱架部位尺寸及形状不变，仅渐变拱架部分变化，在支撑钢架上提前焊接固定连接钢板，渐变拱架部分直接与连接钢板焊接固定，有效规避了现场焊接质量无法满足要求的情况，保证了连接质量。