本發(fā)明涉及隧道施工技術領域，具體地指一種偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法。

背景技術：

隨著西部地區(qū)公路建設向山區(qū)延伸，道路舒適度要求提升，修建大量的公路山嶺隧道成為不可避免的趨勢。在遇到圍巖地質條件較差的隧道時，一般采取cd法、crd法等施工方法。cd法和crd法對圍巖的整體斷面施工比較有利，尤其對拱頂?shù)某两盗康目刂戚^為合理。但是在遇到偏壓、淺埋、軟弱圍巖的超大斷面隧道時，由于隧道斷面太大，采用cd法和crd法進行整體斷面施工時，導致進度緩慢，嚴重影響了隧道貫通時間，提高了項目投入成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種施工方便、進度快、能對隧道的偏壓、淺埋和軟弱圍巖進行有效控制的一種偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法，其特征在于：它包括以下步驟：

1)、采用crd法進行隧道初始開挖，設置臨時中隔墻；

2)、以臨時中隔墻為界將隧道施工的掌子面分為左右兩側，將掌子面的左右兩側分別由人工分為上中下三層開挖部和隧底開挖部；

3)、施作拱部超前支護后，同時開挖掌子面左右兩側的上開挖部，預留上部核心土，同時開挖掌子面左右兩側的中開挖部，預留中部核心土，使中部核心土位于上部核心土前方(以與開挖方向相反的方向為前方)并使中部核心土左右兩側的未開挖土層與上開挖部左右兩側的已開挖土層形成臺階，同時開挖掌子面左右兩側的下開挖部，預留下部核心土，使下部核心土位于中部核心土前方(以與開挖方向相反的方向為前方)并使中部核心土左右兩側的未開挖土層與上開挖部左右兩側的已開挖土層形成臺階；掌子面左右側的上中下三層開挖部開挖后立即在隧道壁上進行初噴砼操作，在初噴砼上進行噴、錨、網(wǎng)支護施工并在噴、錨、網(wǎng)支護上架設鋼架，在鋼架的拱腳以上緊貼鋼架兩側搭設鎖腳錨管，拱腳錨管和鋼架焊接牢固后，在鋼架上進行復噴砼操作至設計厚度；

4)、在復噴砼上進行施作仰拱初期支護和二次襯砌的施做，同時對掌子面左右兩側的隧底開挖部進行開挖；

5)、掌子面沿隧道方向向前推進施工，并施作臨時中隔墻，重復步驟2～4，直至完成隧道整體的開挖和仰拱初期支護后，拆除臨時中隔墻，施作仰拱。

進一步的，所述步驟2中上中下三層開挖部的高度比為1：2：3，所述隧底開挖部的頂面與下開挖部的底面共面。

進一步的，所述步驟2中掌子面左右兩側的上開挖部所形成的整體開挖部的失跨比不大于0.3。

進一步的，所述步驟2中掌子面左右兩側的中開挖部的開挖高度為3—3.5米，所述掌子面左右兩側的下開挖部的開挖高度為3—4米。

進一步的，所述步驟3中鋼架為工字鋼拱架，所述掌子面左右兩側的上中下三層開挖部的開挖循環(huán)進尺均根據(jù)相鄰兩根工字鋼拱架之間的間距確定，最大不得超過1.5米。

進一步的，所述步驟3中在鋼架的拱腳以上30厘米高度處，緊貼鋼架兩側搭設鎖腳錨管，鎖腳錨管與圍巖節(jié)理面的角度為90°。

更進一步的，所述步驟3中掌子面左右兩側的中開挖部靠近隧道壁的一側比靠近臨時中隔墻的一側開挖進度快2—3米；所述掌子面左右側的下開挖部靠近隧道壁的一側比靠近臨時中隔墻的一側開挖進度快2—3米。開挖進度指沿隧道的施工方向開挖的深度。

優(yōu)選的，所述步驟4中仰拱初期支護的施作進尺長度為2—3米。

優(yōu)選的，所述步驟5中仰拱的分段長度為4—6米。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所設計的中隔壁的三臺階五步開挖法在地質條件發(fā)生變化時，可靈活、及時地轉換施工工序，調整施工方法，減少了施工工期。開挖方法步驟簡單、開挖可靠，尤其為偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面隧道的開挖提供了重要保障，故障率低，提升了項目盈利水平。采用鎖腳錨管代替了傳統(tǒng)的鎖腳錨桿，也提高了結構的穩(wěn)定性，同時采用鋼管對鋼架進行固定的方式使得各鋼架之間通過鋼管連接形成一個整體，提高了系統(tǒng)承受荷載，對鋼架的固定效果更好，對控制隧道變形十分有利。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中超大斷面隧道的開挖平面圖；

圖2為本發(fā)明中超大斷面隧道的開挖立體圖；

圖3為本發(fā)明中完成隧道開挖、圍巖加固和仰拱鋪設操作后的隧道斷面結構平面圖；

其中，1—臨時中隔墻，2—上部弧形導坑開挖部分，3—上部核心土，4—中部核心土，5—下部核心土，6—噴、錨、網(wǎng)支護，7—鎖腳錨管，8—仰拱初期支護，9—二次襯砌，10—仰拱，11—隧底開挖部，12—中臺階左側開挖部分，13—中臺階右側開挖部分，14—下臺階左側開挖部分，15—下臺階右側開挖部分，16—復噴砼層，17—初噴砼層，18—鋼架。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1—3所示，偏壓淺埋軟弱圍巖的超大斷面的開挖施工方法，包括以下步驟：

1)、采用crd法進行隧道初始開挖，設置臨時中隔墻1；

2)、以臨時中隔墻1為界將隧道施工的掌子面分為左右兩側，將掌子面的左右兩側分別由人工分為上中下三個開挖部和隧底開挖部11；

3)、施作拱部超前支護后，同時開挖掌子面左右兩側的上開挖部，預留上部核心土3，同時開挖掌子面左右兩側的中開挖部，預留中部核心土4，使中部核心土4位于上部核心土3前方，同時開挖掌子面左右兩側的下開挖部，預留下部核心土5，使下部核心土5位于中部核心土4前方；掌子面左右側的上中下三個開挖部開挖后立即進行初噴砼操作，并及時進行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護施工和架設鋼架施工，在鋼架18的拱腳以上緊貼鋼架18兩側搭設鎖腳錨管7，拱腳錨管7和鋼架18焊接牢固后，進行復噴砼操作至設計厚度；

各開挖部開挖循環(huán)進尺根據(jù)初期支護鋼架間距確定，最大不得超過1.5米，上開挖部的開挖失跨比不大于0.3，在鋼架拱腳以上30厘米高度處，緊貼鋼架18兩側搭設鎖腳錨管7，鎖腳錨管7與圍巖節(jié)理面為90°，中開挖部的開挖高度為3—3.5米，下開挖部的開挖高度為3—4米，掌子面左右兩側的中開挖部靠近隧道壁的一側比靠近臨時中隔墻1的一側開挖進度快2—3米；掌子面左右兩側的下開挖部靠近隧道壁的一側比靠近臨時中隔墻1的一側開挖進度快2—3米。

4)、施作仰拱初期支護8和二次襯砌9，同時對掌子面左右兩側的隧底開挖部11進行開挖；仰拱初期支護8的施作進尺長度為2—3米。

5)、掌子面沿隧道方向向前推進施工，并施作臨時中隔墻1，重復步驟2～4，直至完成隧道整體的開挖和仰拱初期支護8后，拆除臨時中隔墻1，施作仰拱10。仰拱10的分段長度為4—6米。

本發(fā)明的超大斷面開挖是指對具有偏壓、淺埋、軟弱圍巖且開挖斷面在300㎡以上的超大斷面隧道進行的施工，充分發(fā)揮了圍巖的自穩(wěn)能力，在洞口處采用雙層大管棚進行初期支護，在洞身開挖處采用雙側的超前小導管進行支護，保證了施工的安全。通過設置臨時中隔墻1，將隧道斷面分成兩個三臺階開挖部和兩個隧底開挖部11，一個開挖部進尺開挖完成后，形成隧道的初期支護和永久支護。各開挖部的開挖方式靈活，施工效率高，避免了整體斷面施工存在的施工復雜、施工周期長的缺點，具有很高的經(jīng)濟效益。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結構做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內(nèi)。