本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種特大斷面深埋隧道及附屬結(jié)構(gòu)的施工方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代城市的快速發(fā)展導(dǎo)致城市交通越發(fā)擁堵，所以現(xiàn)在大城市都在大力發(fā)展公共交通，特別是軌道交通，軌道交通已然成為大城市的必然需求。受地形特征和軌道交通所需地勢的限制，軌道交通在設(shè)計時就設(shè)計了較多的隧道；然而軌道交通工程的特點是工期短、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、對市政設(shè)施和居民生活的影響大。即在隧道施工過程中，不僅要在挖掘時產(chǎn)生的震動小，而且掘進(jìn)速度要快。

目前對隧道的挖掘方法有全斷面法、臺階法、中隔壁法（cd法）、交叉中壁法（crd法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。全斷面法的施工特點是充分使用機械、減少人力、開挖依次成型，適用于斷面較小且對爆破挖掘時產(chǎn)生的震動要求不嚴(yán)的礦山井下或野外作業(yè)中。臺階法適用于斷面較大、巖石結(jié)構(gòu)較軟或破碎的隧道的施工，但其圍巖較差、工序復(fù)雜。中隔壁法、交叉中壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，存在臨時支撐多、不經(jīng)濟(jì)，施工操作不便，降低施工自由度，拆除臨時支撐有受力體系轉(zhuǎn)換風(fēng)險，導(dǎo)致一次拆撐距離受限等問題。隨著高等級交通建設(shè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的兩車道斷面的普通隧道已經(jīng)逐漸不適應(yīng)交通運輸?shù)男枰瑔味慈嚨赖拇髷嗝嫠淼篮蛦味此能嚨赖奶卮髷嗝嫠淼拦こ倘找嬖黾?。對于軌道交通中的特大斷面隧道來說，以上方法都不能較好的適用，較難符合震動小、掘進(jìn)快，且使用于特大斷面隧道的掘進(jìn)。

另外對于隧道來說，通常設(shè)計有與之匹配的附屬結(jié)構(gòu)。對于深埋隧道來說，為了使隧道建成后通風(fēng)情況良好，其附屬結(jié)構(gòu)主要為風(fēng)道。對于特大斷面深埋隧道，一般是在起兩端設(shè)置兩個風(fēng)道；在掘進(jìn)隧道過程，也需要完成其附屬結(jié)構(gòu)風(fēng)道的施工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在提供一種特大斷面深埋隧道及附屬結(jié)構(gòu)的施工方法，以解決特大斷面隧道及附屬結(jié)構(gòu)掘進(jìn)慢、振動大的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案為：特大斷面深埋隧道及附屬結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

（1）將隧道的斷面橫向依次分為左區(qū)、主區(qū)和右區(qū)，左區(qū)和主區(qū)之間設(shè)有左隔斷層，主區(qū)和右區(qū)之間設(shè)有右隔斷層；左隔斷層的上端和右隔斷層的上端均位于隧道的頂部中心位置，左隔斷層的下端位于隧道底部左側(cè)，右隔斷層的下端位于隧道底部右側(cè)；

（2）從左區(qū)和右區(qū)開挖左洞和右洞，在挖出的左洞和右洞的底部使用混凝土澆筑，在左洞的右側(cè)壁和右洞的左側(cè)壁上做臨時支護(hù)，并在左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁上做支護(hù)結(jié)構(gòu)；所述支護(hù)結(jié)構(gòu)包括錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼筋架、混凝土，所述鋼筋架的縱截面為三角形；鋼筋網(wǎng)的一側(cè)緊貼左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁，另一側(cè)設(shè)置固定有多個鋼筋架，鋼筋架之間設(shè)有加強筋；錨桿一端固定在鋼筋架上，錨桿穿過鋼筋網(wǎng)將支護(hù)結(jié)構(gòu)固定在左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁；鋼筋網(wǎng)、鋼筋架和加強筋通過混凝土澆筑成一體；

（3）從主區(qū)開挖主洞，在主洞的左右兩側(cè)壁上設(shè)置臨時支護(hù)，在底部使用混凝土進(jìn)行澆筑，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

（4）拆除所有的臨時支護(hù)，挖掉左隔斷層和右隔斷層，在左隔斷層和右隔斷層挖掉的隧道底部位置使用混凝土澆筑并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在隧道頂部中心位置做相應(yīng)的所述支護(hù)結(jié)構(gòu)；

（5）反復(fù)進(jìn)行步驟（2）至（4），直到隧道挖掘至所需長度為止；

（6）在隧道挖掘至風(fēng)道位置時，使用中隔壁法掘進(jìn)風(fēng)道，并在風(fēng)道的內(nèi)壁做相應(yīng)的所述支護(hù)結(jié)構(gòu)。

本基礎(chǔ)方案的工作原理在于：對于特大斷面深埋隧道而言，隧道的斷面面積較大，將其區(qū)分為左區(qū)、主區(qū)、右區(qū)，再分區(qū)域進(jìn)行挖掘，可有效防止因隧斷面過大，挖掘而產(chǎn)生的各種問題。步驟（1）中將隧道的斷面分為左區(qū)、主區(qū)、右區(qū)，左區(qū)和主區(qū)之間設(shè)有左隔斷層，主區(qū)和右區(qū)之間設(shè)有右隔斷層；左隔斷層的上端和右隔斷層的上端均位于隧道的頂部中心位置，左隔斷層的下端位于隧道底部左側(cè)，右隔斷層的下端位于隧道底部右側(cè)。在隧道的斷面上，左隔斷層和右隔斷層形似一條支梁，與隧道的底面可圍成三角形，即在隧道的斷面中間位置設(shè)置一個三角形；左隔斷層和右隔斷層一是形成的三角形較為穩(wěn)固，可對隧道進(jìn)行支撐，防止隧道掘進(jìn)過程中塌陷；二是左隔斷層和右隔斷層可分割隧道的斷面，對隧道分區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)，避免隧道掘進(jìn)斷面過大而導(dǎo)致噪聲過大；三是左隔斷層和右隔斷層上端處于隧道的頂部中心位置處，左隔斷層和右隔斷層與隧道的拱形內(nèi)壁相交位置少，便于支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可快速推進(jìn)隧道的掘進(jìn)。

步驟（2）從左區(qū)和右區(qū)開挖左洞和右洞，可先對隧道的內(nèi)壁進(jìn)行掘進(jìn)并做支護(hù)結(jié)構(gòu)，由于左隔斷層和右隔斷層的設(shè)置，使得左區(qū)和右區(qū)在掘進(jìn)后，即可對隧道內(nèi)壁的絕大部分設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)；使得支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置較為快速，在對隧道分區(qū)進(jìn)行掘進(jìn)時，有效避免了將隧道區(qū)分較多塊，或者將隧道分塊位置不佳，而引起的不便于支護(hù)設(shè)置，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，從而影響隧道的掘進(jìn)速度。支護(hù)結(jié)構(gòu)中，錨桿可將支護(hù)結(jié)構(gòu)較好的嵌合到隧道的內(nèi)壁上；鋼筋架的縱截面為三角形，鋼筋架的一側(cè)固定在鋼筋網(wǎng)上，可使得鋼筋架的設(shè)置不影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的安裝，也能加固支護(hù)結(jié)構(gòu)。

本施工方法中在隧道挖掘到風(fēng)道處，使用中隔壁法掘進(jìn)風(fēng)道，風(fēng)道相對于隧道來說，其斷面面積小很多，使用中隔壁法進(jìn)行挖掘，可快速完成，且振動較小。風(fēng)道也使用支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，可使得風(fēng)道的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

本基礎(chǔ)方案的有益效果在于：本施工方法通過將特大斷面深埋隧道的斷面使用左隔斷層和右隔斷層進(jìn)行分區(qū)掘進(jìn)，一方面減少了隧道挖掘的振動，也保證了隧道挖掘的速度；同時由于左隔斷層和右隔斷層結(jié)構(gòu)的設(shè)置可對隧道進(jìn)行支撐，避免隧道在挖掘過程中產(chǎn)生塌方。本施工方法使用自制的支護(hù)結(jié)構(gòu)對特大斷面深埋隧道的斷面進(jìn)行支撐，可使得支護(hù)結(jié)構(gòu)固定速度加快，從而加快了隧道挖掘的速度；同時自制的支護(hù)結(jié)構(gòu)還可使保證其對隧道內(nèi)壁進(jìn)行牢固穩(wěn)定的支撐。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本施工方法可快速、且振動小的對特大斷面深埋隧道進(jìn)行挖掘。

優(yōu)選方案一：作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，步驟（1）中，所述左隔斷層的下端位于隧道底部左側(cè)的中心位置，所述右隔斷層的下端位于隧道底部右側(cè)的中心位置，左隔斷層和右隔斷層沿隧道的中心線對稱。此設(shè)置進(jìn)一步使左隔斷層和右隔斷層可對挖掘中的隧道進(jìn)行良好的支撐，同時且結(jié)構(gòu)對稱方便挖掘。

優(yōu)選方案二：作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，步驟（2）中鋼筋架在鋼筋網(wǎng)上分布均勻，錨桿伸入左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁的一端設(shè)有螺紋。鋼筋架均勻設(shè)置可使得支護(hù)結(jié)構(gòu)在使用過程后更好牢固和穩(wěn)定，錨桿的一端設(shè)置螺紋，可使錨桿在伸入巖層后與巖層之間摩擦更大，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)更容易設(shè)置。

優(yōu)選方案三：作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，步驟（2）中從左區(qū)和右區(qū)開挖左洞和右洞時，先挖左區(qū)或者右區(qū)的上半部，再挖左區(qū)或者右區(qū)的下半部。更適合于左洞和右洞的挖掘。

優(yōu)選方案四：作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，步驟（3）中從主區(qū)開挖主洞時，采用臺階法掘進(jìn)主洞。主洞的內(nèi)壁與隧道的內(nèi)壁關(guān)聯(lián)性小，僅主洞的底部內(nèi)壁與隧道的底部內(nèi)壁重合，因此使用臺階法可快速挖掘主洞，同時也使挖掘主洞的底部內(nèi)壁時，便于設(shè)置隧道的底部內(nèi)壁。

附圖說明

圖1是本發(fā)明特大斷面深埋隧道及附屬結(jié)構(gòu)的施工方法實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是通過本發(fā)明的施工方法完成的挖掘的隧道斷面。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：左區(qū)11、主區(qū)12、右區(qū)13、左隔斷層21、右隔斷層22、錨桿31、鋼筋網(wǎng)32、鋼筋架33、混凝土34、加強筋35、巖層40、隧道50。

如圖1、圖2所示，一種特大斷面深埋隧道及附屬結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

（1）將隧道50的斷面從左只有依次分為左區(qū)11、主區(qū)12和右區(qū)13，如圖1所示，左區(qū)11和主區(qū)12之間設(shè)有左隔斷層21，主區(qū)12和右區(qū)13之間設(shè)有右隔斷層22；左隔斷層21的上端和右隔斷層22的上端均位于隧道50的頂部中心位置，左隔斷層21的下端位于隧道50底部左側(cè)的中心位置，所述右隔斷層22的下端位于隧道50底部右側(cè)的中心位置，左隔斷層21和右隔斷層22沿隧道50的中心線對稱；

（2）從左區(qū)11開挖左洞，先挖左區(qū)11上半部，再挖左區(qū)11的下半部；同時可以從右區(qū)13開挖右洞，先挖右區(qū)13上半部，再挖右區(qū)13的下半部；在挖出的左洞和右洞的底部使用混凝土34澆筑，在左洞的右側(cè)壁和右洞的左側(cè)壁上做臨時支護(hù)，并在左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁上做支護(hù)結(jié)構(gòu)；

所述支護(hù)結(jié)構(gòu)包括錨桿31、鋼筋網(wǎng)32、鋼筋架33、混凝土34，鋼筋架33的縱截面為三角形；鋼筋網(wǎng)32的一側(cè)緊貼左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁，另一側(cè)設(shè)置均勻固定有多個鋼筋架33，鋼筋架33之間設(shè)有加強筋35；錨桿31一端固定在鋼筋架33上，錨桿31的另一端設(shè)置有螺紋，錨桿31穿過鋼筋網(wǎng)32將支護(hù)結(jié)構(gòu)固定在左洞的左側(cè)壁和右洞的右側(cè)壁；鋼筋網(wǎng)32、鋼筋架33和加強筋通過混凝土34澆筑成一體；

（3）從主區(qū)12開挖主洞，采用臺階法進(jìn)行挖掘，在主洞的左右兩側(cè)壁上設(shè)置臨時支護(hù)，在底部使用混凝土34進(jìn)行澆筑，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

（4）拆除所有的臨時支護(hù)，如圖2所示，挖掉左隔斷層21和右隔斷層，在隧道50底部左隔斷層21和右隔斷層22挖掉處使用混凝土34澆筑并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在隧道50頂部中心位置做相應(yīng)的所述支護(hù)結(jié)構(gòu)；

（5）反復(fù)進(jìn)行步驟（2）至（4），直到隧道50挖掘至所需長度為止；

（6）在隧道50挖掘至風(fēng)道位置時，使用中隔壁法掘進(jìn)風(fēng)道，并在風(fēng)道的內(nèi)壁做相應(yīng)的所述支護(hù)結(jié)構(gòu)。

使用上述步驟對特大斷面深埋隧道50進(jìn)行挖掘時，將隧道50的斷面分為左區(qū)11、主區(qū)12、右區(qū)13，左區(qū)11和主區(qū)12之間設(shè)有左隔斷層21，主區(qū)12和右區(qū)13之間設(shè)有右隔斷層22；左隔斷層21的上端和右隔斷層22的上端均位于隧道50的頂部中心位置，左隔斷層21的下端位于隧道50底部左側(cè)的中心位置，所述右隔斷層22的下端位于隧道50底部右側(cè)的中心位置，左隔斷層21和右隔斷層22沿隧道50的中心線對稱。在隧道50的斷面上，左隔斷層21和右隔斷層22形似一條支梁，與隧道50的底面可圍成三角形，即在隧道50的斷面中間位置設(shè)置一個三角形；一方面三角形較為穩(wěn)固，可對隧道50進(jìn)行支撐，防止隧道50掘進(jìn)過程中塌陷；另一方面左隔斷層21和右隔斷層22可分割隧道50的斷面，對隧道50分區(qū)域進(jìn)行掘進(jìn)，避免隧道50掘進(jìn)斷面過大而導(dǎo)致噪聲過大。同時左隔斷層21和右隔斷層22上端處于隧道50的頂部中心位置處，左隔斷層21和右隔斷層22與隧道50的拱形內(nèi)壁相交位置少，便于支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可快速推進(jìn)隧道50的掘進(jìn)。

在挖掘過程中，使用的支護(hù)結(jié)構(gòu)為自制的支護(hù)結(jié)構(gòu)，錨桿31可將支護(hù)結(jié)構(gòu)較好的嵌合到隧道50的內(nèi)壁上；鋼筋架33的縱截面為三角形，鋼筋架33的一側(cè)固定在鋼筋網(wǎng)32上，可使得鋼筋架33的設(shè)置不影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的安裝，也能加固支護(hù)結(jié)構(gòu)。同時上述支護(hù)結(jié)構(gòu)先對隧道50的內(nèi)壁進(jìn)行掘進(jìn)并做支護(hù)結(jié)構(gòu)，由于左隔斷層21和右隔斷層22的設(shè)置，使得左區(qū)11和右區(qū)13在掘進(jìn)后，即可對隧道50內(nèi)壁的絕大部分設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)；使得支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置較為快速，在對隧道50分區(qū)進(jìn)行掘進(jìn)時，有效避免了將隧道50區(qū)分較多塊，或者將隧道50分塊位置不佳，而引起的不便于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，從而影響隧道50的掘進(jìn)速度。

先對隧道50的內(nèi)壁進(jìn)行掘進(jìn)并做支護(hù)結(jié)構(gòu)，由于左隔斷層21和右隔斷層22的設(shè)置，使得左區(qū)11和右區(qū)13在掘進(jìn)后，即可對隧道50內(nèi)壁的絕大部分設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)；使得支護(hù)的設(shè)置較為快速，在對隧道50分區(qū)進(jìn)行掘進(jìn)時，有效避免了將隧道50區(qū)分較多塊，或者將隧道50分塊位置不佳，而引起的不便于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，從而影響隧道50的掘進(jìn)速度。

本施工方法中在隧道50挖掘到風(fēng)道處，使用中隔壁法掘進(jìn)風(fēng)道，風(fēng)道相對于隧道50來說，其斷面面積小很多，使用中隔壁法進(jìn)行挖掘，可快速完成，且振動較小。風(fēng)道也使用支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，可使得風(fēng)道的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體方法及特性等常識在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。