本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法。

背景技術(shù)：

在單線隧道施工過程中，常常因?yàn)樾枰鲈O(shè)會(huì)讓站或中間站，需要在部分路段將單線隧道擴(kuò)為雙線隧道。

目前在隧道斷面擴(kuò)挖時(shí)，通常采用直接將單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道，但由于隧道埋深大、地應(yīng)力高及斷面易發(fā)生突變，而在施工過程中極易引起圍巖變形大，因此，導(dǎo)致初支侵入二襯，甚至塌方，存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

因此，有必要采取合理的施工方法以保證單線隧道擴(kuò)為雙線隧道的施工過程中的施工安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，在單線隧道向雙線過渡時(shí)，通過設(shè)置臨時(shí)過渡段，將過渡段初支臨時(shí)封閉成環(huán)，逐榀將單線斷面擴(kuò)大至雙線斷面，并及時(shí)架設(shè)臨時(shí)型鋼鋼架，再將隧道邊墻封閉，然后反向?qū)⑦^渡段逐榀擴(kuò)挖至雙線段，保證施工安全。

具體的，主要通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，包括以下步驟：

在單線隧道中設(shè)置一段臨時(shí)過渡段，并通過架設(shè)鋼架將所述臨時(shí)過渡段的隧道邊墻進(jìn)行封閉，所述臨時(shí)過渡段為需要將單線隧道擴(kuò)挖至雙線隧道的施工段；在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面；反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段，反向?yàn)殡p線斷面至單線斷面的方向。

優(yōu)選地，在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面之前，還包括：在距離單線斷面第一預(yù)設(shè)距離處以第一預(yù)設(shè)外插角施工第一排超前小導(dǎo)管；在所述臨時(shí)過渡段的第二榀鋼架處以第二預(yù)設(shè)外插角施工第二排超前小導(dǎo)管。

優(yōu)選地，所述第一排超前小導(dǎo)管與第二排超前小導(dǎo)管縱向間距為1.8m，位于同排的每相鄰兩個(gè)超前小導(dǎo)管的環(huán)向間距為0.4m，每根超前小導(dǎo)管的長度為3.5m。

優(yōu)選地，在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面，具體包括：在所述臨時(shí)過渡段中逐榀開挖至雙線隧道開挖輪廓線，并施作開挖周邊初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，重復(fù)開挖步驟，直至將單線斷面擴(kuò)挖至雙線斷面。

優(yōu)選地，所述初期支護(hù)包括初噴混凝土、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、施工系統(tǒng)錨桿、架設(shè)鋼架以及復(fù)噴混凝土，其中所述系統(tǒng)錨桿與鋼架固定連接；所述臨時(shí)支護(hù)包括架設(shè)臨時(shí)支護(hù)鋼架，所述臨時(shí)支護(hù)鋼架與焊接在所述初期支護(hù)的鋼架翼緣板上的連接鋼板相連，形成閉合支護(hù)。

優(yōu)選地，在反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段之前，還包括：在所述臨時(shí)過渡段架設(shè)的最后一榀鋼架處以第一預(yù)設(shè)傾角施工第一排反向超前小導(dǎo)管；在距離所述第一排反向超前小導(dǎo)管的縱向預(yù)設(shè)間距處以第二預(yù)設(shè)傾角施工第二排反向超前小導(dǎo)管。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)間距為1.8m，所述第一預(yù)設(shè)傾角為10°～12°，第二預(yù)設(shè)傾角為10°～12°。

優(yōu)選地，反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段，具體包括：在所述臨時(shí)過渡段中逐榀反向開挖至雙線隧道開挖輪廓線，并施作反向開挖的周邊初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，重復(fù)反向開挖步驟，直至將所述臨時(shí)過渡段擴(kuò)挖至雙線段。

優(yōu)選地，所述反向開挖的初期支護(hù)包括初噴混凝土、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、施工系統(tǒng)錨桿、架設(shè)鋼架以及復(fù)噴混凝土，其中所述系統(tǒng)錨桿與鋼架固定連接。

優(yōu)選地，還包括：軟巖大變形時(shí)，在所述臨時(shí)過渡段設(shè)置臨時(shí)仰拱。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

在單線隧道中設(shè)置臨時(shí)過渡段，并將過渡段初支臨時(shí)封閉成環(huán)，在臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面，然后再反向?qū)⑴R時(shí)過渡段逐榀反挖為雙線段，由單線隧道向雙線過渡。解決了傳統(tǒng)單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道施工過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)問題，提高了施工安全性。

附圖說明

1、圖1為本發(fā)明提供的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法流程示意圖；

2、圖2為本發(fā)明提供的擴(kuò)挖段橫斷面示意圖；

3、圖3為本發(fā)明提供的擴(kuò)挖段縱斷面示意圖；

4、圖4為本發(fā)明提供的擴(kuò)挖段平面示意圖；

5、圖5為本發(fā)明提供的反挖段橫斷面示意圖；

6、圖6為本發(fā)明提供的反挖段縱斷面示意圖；

7、圖7為本發(fā)明提供的反挖段平面示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚的理解本發(fā)明的核心思想，下面將結(jié)合附圖對其進(jìn)行詳細(xì)的說明。

實(shí)施例一

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，包括以下步驟：

步驟10，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是施工中的重要環(huán)節(jié)，通常采用地震波地質(zhì)探測儀法、地震反射波法、紅外探水法、超前水平探孔法、加深炮孔法及地質(zhì)調(diào)查法相結(jié)合的方法，通過綜合判斷，得出待施工段的水文地質(zhì)情況。通過超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可進(jìn)一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，指導(dǎo)工程施工，降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率和危害程度，為施工方案提供依據(jù)。

如圖2-4所示：

步驟20，在單線隧道中設(shè)置一段臨時(shí)過渡段，并通過架設(shè)鋼架將所述臨時(shí)過渡段的隧道邊墻進(jìn)行封閉，所述臨時(shí)過渡段為需要將單線隧道擴(kuò)挖至雙線隧道的施工段。

步驟30，超前支護(hù)。

在開挖之前，即，在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面之前，在距離單線斷面前50cm處以50°外插角施工第一排超前小導(dǎo)管；如步驟20，在臨時(shí)過渡段架設(shè)有用于封閉隧道邊墻的鋼架，包括la、lb、lc、ld、le、lf、lg、lh，la為第一榀鋼架，lh為最后一榀鋼架，在第二榀鋼架處以40°外插角施工第二排超前小導(dǎo)管。第一排超前小導(dǎo)管與第二排超前小導(dǎo)管之間的縱向間距為1.8m，位于同排的每相鄰兩個(gè)超前小導(dǎo)管的環(huán)向間距0.4m，長度為3.5m/根，需要說明的是，在施工超前小導(dǎo)管過程中，需及時(shí)注漿加固巖體，避免巖體變形，保證施工的安全。

步驟40，在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面。

超前小導(dǎo)管施工完成后隧道進(jìn)行擴(kuò)挖，由la至lh逐榀擴(kuò)挖，每次開挖長度為1榀，鋼架間距為0.6m，每個(gè)開挖循環(huán)隧道跨度擴(kuò)大約1m，同時(shí)結(jié)合雙線隧道開挖凈空向上挑頂至雙線隧道開挖輪廓線。

開挖后及時(shí)施作周邊初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)：初噴混凝土(厚度為10cm)、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、施工系統(tǒng)錨桿、架立鋼架(設(shè)鎖腳錨管)以及復(fù)噴混凝土，其中系統(tǒng)錨桿與鋼架固定連接。臨時(shí)支護(hù)鋼架通過與焊接在雙線隧道開挖輪廓線的初期支護(hù)鋼架翼緣板上的連接鋼板相連，形成閉合支護(hù)。

重復(fù)上述施工步驟，直至將單線斷面擴(kuò)挖至雙線斷面。同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，加密監(jiān)控量測頻次，如遇圍巖變形大時(shí)，可在過渡段設(shè)置臨時(shí)橫撐(臨時(shí)仰拱)。

完成雙線斷面的擴(kuò)挖，開始反向擴(kuò)挖雙線段，如圖5-7所示。

步驟50，反向擴(kuò)挖前的超前支護(hù)。

在反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段之前，在lh鋼架處(即，臨時(shí)過渡段架設(shè)的用于封閉隧道邊墻的鋼架中的最后一榀鋼架處)以傾角為10°～12°施工第一排反向超前小導(dǎo)管進(jìn)行反向擴(kuò)挖前的超前支護(hù)，在距離第一排反向超前小導(dǎo)管的縱向間距1.8m處，施工第二排反向超前小導(dǎo)管進(jìn)行反向擴(kuò)挖前的超前支護(hù)。

步驟60，反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段。

需要說明的是，為隧道反挖提供施工空間，在將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面后繼續(xù)施工一段距離，該距離根據(jù)實(shí)際施工場景而定，只要能滿足反向開挖的施工空間即可。

反向開挖，由lh至la逐榀反挖，每次開挖長度為1榀，鋼架間距為0.6m，逐榀開挖至雙線開挖輪廓線。開挖后，及時(shí)施作周邊初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)：初噴混凝土、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、施工系統(tǒng)錨桿、架立鋼架(設(shè)φ42鎖腳錨管)以及復(fù)噴混凝土，其中，系統(tǒng)錨桿與鋼架固定連接。最終形成“臺階+臨時(shí)仰拱”法的上臺階。

重復(fù)上述施工步驟，直至將臨時(shí)過渡段擴(kuò)挖至雙線斷面“臺階+臨時(shí)仰拱”法的上臺階。端墻處采用錨網(wǎng)噴防護(hù)，錨網(wǎng)噴參數(shù)采用：噴c25混凝土，厚度10cm，φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距25cm×25cm，并設(shè)置φ32水平向錨桿，每根長度8m，間距1.0m×1.0m，梅花形布置。同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，加密監(jiān)控量測頻次，如遇圍巖變形大時(shí)，可在過渡段設(shè)置臨時(shí)橫撐(臨時(shí)仰拱)。

步驟70，下臺階及隧底施工。

臨時(shí)過渡段上臺階施工完成后，進(jìn)行下臺階及隧道施工，具體的，及時(shí)將初期支護(hù)封閉成環(huán)，下臺階端墻采用錨網(wǎng)噴防護(hù)，參數(shù)同上臺階的施工參數(shù)，可參考，此處不再贅述。斷面突變處端墻設(shè)置1.0m厚的c30混凝土擋頭墻防護(hù)。

以上對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。

技術(shù)特征：

1.一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，包括：

在單線隧道中設(shè)置一段臨時(shí)過渡段，并通過架設(shè)鋼架將所述臨時(shí)過渡段的隧道邊墻進(jìn)行封閉，所述臨時(shí)過渡段為需要將單線隧道擴(kuò)挖至雙線隧道的施工段；

在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面；

反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段，反向?yàn)殡p線斷面至單線斷面的方向。

2.如權(quán)利要求1所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面之前，還包括：

在距離單線斷面第一預(yù)設(shè)距離處以第一預(yù)設(shè)外插角施工第一排超前小導(dǎo)管；

在所述臨時(shí)過渡段的第二榀鋼架處以第二預(yù)設(shè)外插角施工第二排超前小導(dǎo)管。

3.如權(quán)利要求2所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，所述第一排超前小導(dǎo)管與第二排超前小導(dǎo)管縱向間距為1.8m，位于同排的每相鄰兩個(gè)超前小導(dǎo)管的環(huán)向間距為0.4m，每根超前小導(dǎo)管的長度為3.5m。

4.如權(quán)利要求3所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，在所述臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面，具體包括：在所述臨時(shí)過渡段中逐榀開挖至雙線隧道開挖輪廓線，并施作開挖周邊初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，重復(fù)開挖步驟，直至將單線斷面擴(kuò)挖至雙線斷面。

5.如權(quán)利要求4所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，所述初期支護(hù)包括初噴混凝土、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、施工系統(tǒng)錨桿、架設(shè)鋼架以及復(fù)噴混凝土，其中所述系統(tǒng)錨桿與鋼架固定連接；所述臨時(shí)支護(hù)包括架設(shè)臨時(shí)支護(hù)鋼架，所述臨時(shí)支護(hù)鋼架與焊接在所述初期支護(hù)的鋼架翼緣板上的連接鋼板相連，形成閉合支護(hù)。

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，在反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段之前，還包括：

在所述臨時(shí)過渡段架設(shè)的最后一榀鋼架處以第一預(yù)設(shè)傾角施工第一排反向超前小導(dǎo)管；

在距離所述第一排反向超前小導(dǎo)管的縱向預(yù)設(shè)間距處以第二預(yù)設(shè)傾角施工第二排反向超前小導(dǎo)管。

7.如權(quán)利要求6所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)間距為1.8m，所述第一預(yù)設(shè)傾角為10°～12°，第二預(yù)設(shè)傾角為10°～12°。

8.如權(quán)利要求7所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，反向?qū)⑺雠R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段，具體包括：

在所述臨時(shí)過渡段中逐榀反向開挖至雙線隧道開挖輪廓線，并施作反向開挖的周邊初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，重復(fù)反向開挖步驟，直至將所述臨時(shí)過渡段擴(kuò)挖至雙線段。

9.如權(quán)利要求8所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，所述反向開挖的初期支護(hù)包括初噴混凝土、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、施工系統(tǒng)錨桿、架設(shè)鋼架以及復(fù)噴混凝土，其中所述系統(tǒng)錨桿與鋼架固定連接。

10.如權(quán)利要求9所述的一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，其特征在于，還包括：軟巖大變形時(shí)，在所述臨時(shí)過渡段設(shè)置臨時(shí)仰拱。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種單線隧道擴(kuò)挖為雙線隧道的施工方法，在單線隧道中設(shè)置一段臨時(shí)過渡段，并通過架設(shè)鋼架將臨時(shí)過渡段的隧道邊墻進(jìn)行封閉，在臨時(shí)過渡段中逐榀將單線隧道的單線斷面擴(kuò)挖為雙線斷面；然后反向?qū)⑴R時(shí)過渡段逐榀擴(kuò)挖為雙線段，保證施工安全。

技術(shù)研發(fā)人員：林克;田偉權(quán);李鴻恩;吳量;劉棟棟;趙新武;陳德強(qiáng);黃楊;李云清;吳萌

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.01.07

技術(shù)公布日：2021.05.25