本發(fā)明涉及隧道工程，特別涉及一種高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造及擴(kuò)能改造為復(fù)線隧道的施工方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)交通事業(yè)的跨越式發(fā)展，鐵路、公路等交通路網(wǎng)在穿越地形困難山區(qū)時(shí)會(huì)涌現(xiàn)大量的特長(zhǎng)隧道，隧道越長(zhǎng)，其通過(guò)的地質(zhì)單元越復(fù)雜，則施工難度也越大。為解決特長(zhǎng)隧道建設(shè)工期、兼顧洞內(nèi)施工通風(fēng)、排水、棄碴、運(yùn)營(yíng)通風(fēng)及防災(zāi)疏散等要求，結(jié)合地形、地質(zhì)條件，以及后期擴(kuò)能增建復(fù)線工程的需要，特長(zhǎng)隧道適宜設(shè)置平行導(dǎo)坑作為輔助坑道，平行導(dǎo)坑一般位于i線隧道左側(cè)或右側(cè)30～50m處，其坑底面大多低于隧道內(nèi)軌頂面1.2～2.0m，以利于疏排隧道內(nèi)出水。隧道i線工程竣工后，可利用既有平行導(dǎo)坑適時(shí)擴(kuò)建為復(fù)線或ii線隧道。

平行導(dǎo)坑凈空斷面根據(jù)運(yùn)輸方式、通行設(shè)備的外形尺寸、人行安全距離、管路布置及排水溝布置等因素確定，無(wú)軌運(yùn)輸單車(chē)道平行導(dǎo)坑斷面凈空尺寸一般為5.0m(寬)×6.0m(高)，無(wú)軌運(yùn)輸雙車(chē)道平行導(dǎo)坑斷面凈空尺寸一般為7.5m(寬)×6.2m(高)。平行導(dǎo)坑采用錨噴襯砌為主，軟弱圍巖及地下水發(fā)育段可于錨噴襯砌之洞內(nèi)側(cè)增設(shè)套襯，洞口段及通過(guò)的斷層破碎帶等不良地質(zhì)段采用模筑襯砌。由于平行導(dǎo)坑與需擴(kuò)建后的隧道斷面內(nèi)輪廓存在較大差異，以往的做法是先拆除既有平行導(dǎo)坑的混凝土襯砌結(jié)構(gòu)及錨噴支護(hù)，并利用既有平行導(dǎo)坑向上挑頂、邊墻擴(kuò)挖和向下落底開(kāi)挖，采用鉆爆法擴(kuò)建施工為隧道的襯砌斷面輪廓，并施作初期支護(hù)、防水層和二次襯砌?，F(xiàn)有的擴(kuò)建方法存在以下不足：特長(zhǎng)隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，在軟弱圍巖、裂隙極為發(fā)育的節(jié)理密集帶、巖溶富水地層、斷層破碎帶等不良地質(zhì)地段，拆除既有平行導(dǎo)坑的模筑襯砌或錨噴支護(hù)易引發(fā)坍方或突水、突泥等重大安全事故，嚴(yán)重危害作業(yè)人員及施工設(shè)備的安全，存在極高的施工安全風(fēng)險(xiǎn)；拆除后的襯砌混凝土作為棄碴處理，鋼筋和鋼架均難以在工程中再次獲得利用，存在嚴(yán)重的廢棄工程，經(jīng)濟(jì)性很差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造，以有效避免擴(kuò)能改造施工產(chǎn)生大量的廢棄工程，最大程度地降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，且大幅降低工程投資。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造，包括位于既有隧道左側(cè)或右側(cè)30～50m處的平行導(dǎo)坑，其特征是：所述平行導(dǎo)坑的中線與后期復(fù)線隧道中線相重合，其坑底面位于后期復(fù)線隧道內(nèi)軌頂面以上，其斷面內(nèi)輪廓形狀與后期復(fù)線隧道上部斷面相適應(yīng)；所述平行導(dǎo)坑拱墻范圍采用錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)，作為后期復(fù)線隧道上部拱墻范圍的永久支護(hù)體系；所述平行導(dǎo)坑底面設(shè)置模筑混凝土底板，坑底排水溝設(shè)置于平行導(dǎo)坑一側(cè)。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造擴(kuò)能改造為復(fù)線隧道的施工方法，該方法包括如下步驟：①利用平行導(dǎo)坑的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)作為后期復(fù)線隧道的永久初期支護(hù)體系，在落底開(kāi)挖前對(duì)錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)表面局部出現(xiàn)剝落之處采用噴射混凝土補(bǔ)噴平順，并于平行導(dǎo)坑坑底及拱腳處對(duì)稱(chēng)布置一排注漿錨管進(jìn)行局部注漿加固圍巖；②后期隧道下部落底開(kāi)挖，采用左側(cè)、右側(cè)分幅施工，先開(kāi)挖遠(yuǎn)離既有隧道一側(cè)下部巖體，及時(shí)施作該側(cè)新開(kāi)挖面之下邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)、仰拱初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及鎖腳系統(tǒng)；滯后3～5m再開(kāi)挖另一側(cè)下部巖體，及時(shí)施作該側(cè)新開(kāi)挖面之下邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)、仰拱初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及鎖腳系統(tǒng)裝置；③依次澆筑矮邊墻、仰拱及仰拱填充層，鋪設(shè)防水層，并及時(shí)施作拱墻二次襯砌。

本發(fā)明的有益效果是，先期實(shí)施的高位平行導(dǎo)坑本著永臨結(jié)合的原則設(shè)置，按后期需擴(kuò)能改造為的復(fù)線隧道上部初期支護(hù)之?dāng)嗝孑喞獢M定，并按后期隧道初期支護(hù)內(nèi)輪廓的拱頂標(biāo)高確定高位平行導(dǎo)坑的高程，平行導(dǎo)坑拱墻范圍的錨噴支護(hù)作為后期隧道的永久支護(hù)，擴(kuò)能改造施工僅需在高位平行導(dǎo)坑的基礎(chǔ)上分部落底開(kāi)挖、分部施作下部新開(kāi)挖面的支護(hù)；徹底規(guī)避拆除既有平行導(dǎo)坑的拱墻支護(hù)和挑頂施工所帶來(lái)的極高安全風(fēng)險(xiǎn)，而且避免擴(kuò)能改造施工產(chǎn)生大量的廢棄工程，可大幅節(jié)省施工成本；施工方法安全風(fēng)險(xiǎn)低、可實(shí)施性強(qiáng)、工序簡(jiǎn)單、作業(yè)效率高、工期短，并可大幅降低工程投資。

附圖說(shuō)明

本說(shuō)明書(shū)包括如下四幅附圖：

圖1是本發(fā)明高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造的斷面圖；

圖2是本發(fā)明高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造擴(kuò)能改造為復(fù)線隧道的施工前支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)加固斷面示意圖；

圖3是本發(fā)明高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造擴(kuò)能改造為復(fù)線隧道的施工方法中導(dǎo)坑落底開(kāi)挖及初期支護(hù)施作工序斷面圖；

圖4是本發(fā)明高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造擴(kuò)能改造為復(fù)線隧道的施工方法中隧道二次襯砌施作工序斷面示意圖；

圖中示出構(gòu)件和對(duì)應(yīng)的標(biāo)記：后期復(fù)線隧道內(nèi)軌頂面a，平行導(dǎo)坑中線b，復(fù)線隧道中線c，后期復(fù)線隧道下部開(kāi)挖輪廓線d，平行導(dǎo)坑10、錨噴支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)11、鋼架11a，系統(tǒng)錨桿11b，噴射混凝土層11c，模筑混凝土底板12，坑底排水溝13，注漿錨管14，左下側(cè)邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)21，仰拱初期支護(hù)結(jié)構(gòu)22，右下側(cè)邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)23，鎖腳系統(tǒng)裝置25，矮邊墻31，仰拱32，防水層33，拱墻二次襯砌34，仰拱填充層35。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明的高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造，包括位于既有隧道左側(cè)或右側(cè)30～50m處的平行導(dǎo)坑10。本發(fā)明打破常規(guī)，平行導(dǎo)坑10按永臨結(jié)合的理念設(shè)置，所述平行導(dǎo)坑10的中線b與后期復(fù)線隧道中線c相重合，其底部結(jié)構(gòu)位于后期復(fù)線隧道內(nèi)軌頂面a之上，其斷面內(nèi)輪廓形狀與后期復(fù)線隧道上部斷面相適應(yīng)。即平行導(dǎo)坑10凈空除滿足施工期間運(yùn)輸車(chē)輛、人員通行和管路、排水溝的布設(shè)要求外，平行導(dǎo)坑10按復(fù)線隧道上部斷面之初期支護(hù)內(nèi)輪廓設(shè)置并預(yù)留支護(hù)變形量、二次襯砌施作的凈空要求。平行導(dǎo)坑10的標(biāo)高打破按其坑底與隧道內(nèi)軌頂面或路基面確定高程關(guān)系的常規(guī)，而按平行導(dǎo)坑10支護(hù)結(jié)構(gòu)拱頂與復(fù)線隧道初期支護(hù)拱頂平齊等高為原則進(jìn)行確定，避免后期增建復(fù)線隧道對(duì)平行導(dǎo)坑挑頂施工。

參照?qǐng)D1和圖2，所述平行導(dǎo)坑10拱墻范圍采用錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11，作為后期復(fù)線隧道上部拱墻范圍的永久支護(hù)體系。所述平行導(dǎo)坑10底面設(shè)置模筑混凝土底板12，主要作為平行導(dǎo)坑施工期間運(yùn)輸車(chē)輛及人員進(jìn)出的通道使用，厚度一般為20cm?？拥着潘疁?3設(shè)置于平行導(dǎo)坑10一側(cè)，可結(jié)合i線隧道施工排水需要相應(yīng)加深。所述錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11由噴射混凝土層11c、鋼筋網(wǎng)、鋼架11a和系統(tǒng)錨桿11b構(gòu)成，噴射混凝土層11c附著于圍巖上，鋼筋網(wǎng)和鋼架架11a埋設(shè)于噴射混凝土層11c內(nèi)，系統(tǒng)錨桿11b沿圍巖呈梅花型布設(shè)，其外端與鋼架11a錨固連接。

本發(fā)明的高位平行導(dǎo)坑構(gòu)造本著永臨結(jié)合的原則設(shè)置，按后期需擴(kuò)能改造后的復(fù)線隧道上部初期支護(hù)之?dāng)嗝孑喞獢M定，并按后期隧道初期支護(hù)內(nèi)輪廓的拱頂標(biāo)高確定高位平行導(dǎo)坑的高程，平行導(dǎo)坑10拱墻范圍的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11作為后期隧道的永久支護(hù)，擴(kuò)能改造施工僅需在高位平行導(dǎo)坑的基礎(chǔ)上分部落底開(kāi)挖、分部施作下部新開(kāi)挖面的支護(hù)。徹底規(guī)避拆除既有平行導(dǎo)坑的拱墻支護(hù)和挑頂擴(kuò)挖施工所帶來(lái)的極高安全風(fēng)險(xiǎn)，而且避免擴(kuò)能改造施工產(chǎn)生大量的廢棄工程，可大幅節(jié)省施工成本。

參照?qǐng)D2、圖3和圖4，所述高位平行導(dǎo)坑擴(kuò)能改造為復(fù)線隧道的施工方法，包括如下步驟：

①利用平行導(dǎo)坑10的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11作為后期復(fù)線隧道的永久初期支護(hù)體系，在落底開(kāi)挖前對(duì)錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11表面局部出現(xiàn)剝落之處采用噴射混凝土補(bǔ)噴平順，并于平行導(dǎo)坑10坑底及拱腳處對(duì)稱(chēng)布置一排注漿錨管14進(jìn)行局部注漿加固圍巖，以防止落底開(kāi)挖時(shí)引起既有錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11出現(xiàn)沉降變位。注漿錨管14通過(guò)鉆孔布設(shè)，可結(jié)合鋼架11a縱向間距設(shè)置；

②后期隧道下部落底開(kāi)挖，采用左側(cè)、右側(cè)分幅施工，先開(kāi)挖遠(yuǎn)離既有隧道一側(cè)下部巖體，及時(shí)施作該側(cè)新開(kāi)挖面之下邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)、仰拱初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及鎖腳系統(tǒng)裝置25；滯后3～5m再開(kāi)挖另一側(cè)下部巖體，及時(shí)施作該側(cè)新開(kāi)挖面之下邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)、仰拱初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及鎖腳系統(tǒng)裝置25；

③依次澆矮邊墻(31)、仰拱32及仰拱填充層35，鋪設(shè)防水層33，及時(shí)施作拱墻二次襯砌34。

所述步驟②完成后，隧道兩側(cè)新實(shí)施的下部左側(cè)邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)21、右側(cè)邊墻初期支護(hù)結(jié)構(gòu)23與上部錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)11良好銜接，且與仰拱初期支護(hù)結(jié)構(gòu)22及時(shí)封閉成環(huán)，共同形成后期復(fù)線隧道的承載支護(hù)體系。

本發(fā)明的施工方法安全風(fēng)險(xiǎn)低、可實(shí)施性強(qiáng)、工序簡(jiǎn)單、作業(yè)效率高、工期短，并可大幅降低工程投資。