一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法
2023-05-29 00:50:11 3
一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法
【專利摘要】本發明公開了一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，包括以下步驟：1）回填既有隧道至其拱腰處；2）開挖擴建隧道左側上導坑；3）開挖擴建隧道左側下導坑；4）開挖擴建隧道右側上導坑；5）開挖擴建隧道右側下導坑；6）施工擴建隧道仰拱第二層初期支護和仰拱二次襯砌；7）拆除左側上導坑和左側下導坑的側壁臨時支護，以及左側上導坑和右側上導坑的臨時仰拱；8）施工擴建隧道拱牆第二層初期支護，鋪設環向盲溝及防水板，整體澆築拱牆部二次襯砌。該開挖方法通過回填既有隧道實現圍巖壓力的臨時平衡，利用既有隧道的臨空面進行先行導坑的開挖，有效減少圍巖的擾動範圍，提高特大跨度隧道擴建施工的安全性。
【專利說明】一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及隧道工程領域，尤其涉及一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟建設的迅速發展，交通隧道的建設也迅猛增長，對公路隧道日交通量的要求也越來越高。在一些經濟發達地區，既有公路隧道已不能適應交通量日益增長的需求，在既有公路隧道基礎上擴建成為更大跨度公路隧道的建設顯得尤為迫切。
[0003]既有隧道擴建工程因技術複雜，施工難度大，國內類似工程較少，特別是既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的工程實踐更是接近空白。在既有隧道的開挖形成小斷面隧道到拆除既有隧道襯砌結構擴建成大斷面隧道的過程中，隧道圍巖經過的應力狀態錯綜複雜，合理的開挖方法對圍巖擾動和隧道變形影響較大，直接影響擴建施工的安全性。
【發明內容】
[0004]本發明的發明目的在於解決上述技術問題，提供一種減少圍巖擾動範圍和提高施工安全性的既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為:
[0006]一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，包括以下步驟:
[0007]I)回填既有隧道至其拱腰處，並壓實；
[0008]2)開挖擴建隧道左側上導坑，具體包括:拆除既有隧道拱腰以上的支護結構，施工左側上導坑第一層初期支護、側壁臨時支護、臨時仰拱和鎖腳小導管；
[0009]3)開挖擴建隧道左側下導坑，具體包括:拆除既有隧道拱腰以下的支護結構和路面，施工左側下導坑第一層初期支護和側壁臨時支護；
[0010]4)開挖擴建隧道右側上導坑，具體包括:施工右側上導坑第一層初期支護、臨時仰拱和鎖腳小導管；
[0011]5)開挖擴建隧道右側下導坑，具體包括:施工右側下導坑第一層初期支護、右側下導坑和右側上導坑；
[0012]6)施工擴建隧道仰拱第二層初期支護和仰拱二次襯砌；
[0013]7)拆除左側上導坑和左側下導坑的側壁臨時支護，以及左側上導坑和右側上導坑的臨時仰拱；
[0014]8)施工擴建隧道拱牆第二層初期支護，鋪設環向盲溝及防水板，整體澆築拱牆部二次襯砌。
[0015]其中，步驟I)中回填採用回填土分層回填，並分層壓實。
[0016]其中，步驟2)中上導坑側壁臨時支護設置在靠近既有隧道支護結構的右側位置，鎖腳小導管為每腳兩根，與垂直線交角小於或等於30°。
[0017]其中，步驟3)中下導坑側壁臨時支護設置在靠近既有隧道支護結構的右側位置，並與上導坑側壁臨時支護順接。
[0018]其中，左側下導坑和左側上導坑縱向間距小於5m，並及時封閉成環。
[0019]其中，步驟5)中右側下導坑和右側上導坑縱向間距小於5m，右側下導坑和左側下導坑縱向間距大於15m。
[0020]本發明的有益效果為:該開挖方法通過回填既有隧道實現圍巖壓力的臨時平衡，利用既有隧道的臨空面進行先行導坑的開挖，有效減少圍巖的擾動範圍，提高特大跨度隧道擴建施工的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明實施例中的施工結構示意圖。
[0022]1:回填土 ；2:既有隧道支護結構；3:左側上導坑；4:第一層初期支護；5:上導坑側壁臨時支護；6:左側上導坑臨時仰拱；7:鎖腳小導管；8:左側下導坑；9:下導坑側壁臨時支護；10:右側上導坑；11:右側上導坑臨時仰拱；12:右側下導坑；13:第二層初期支護；14: 二次襯砌。
【具體實施方式】
[0023]為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0024]請一併參閱圖1，如圖所示，本發明既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，包括以下步驟:
[0025]I)回填既有隧道至拱腰，採用回填土 1，並分層壓實；
[0026]2)先行開挖擴建隧道左側上導坑3，包括拆除拱腰以上既有隧道支護結構2，施工左側上導坑第一層初期支護4、上導坑側壁臨時支護5、左側上導坑臨時仰拱6和鎖腳小導管7。上導坑側壁臨時支護5設置在靠近既有隧道支護結構2的右側位置。鎖腳小導管7為每腳2根，與垂直線交角不宜大於30°，以確保鎖腳效果。
[0027]3)開挖擴建隧道左側下導坑8，包括拆除拱腰以下既有隧道支護結構2和路面，施工左側下導坑第一層初期支護4和下導坑側壁臨時支護9。下導坑側壁臨時支護9設置在靠近既有隧道支護結構2的右側位置，並與上導坑側壁臨時支護5順接。左側下導坑8和左側上導坑3縱向間距不應大於5m，並及時封閉成環。
[0028]4)開挖擴建隧道右側上導坑10，施工右側上導坑第一層初期支護4、右側上導坑臨時仰拱11和鎖腳小導管7。
[0029]5)開挖擴建隧道右側下導坑12，施工右側下導坑第一層初期支護4 ;右側下導坑12和右側上導坑10縱向間距不應大於5m，右側下導坑12和左側下導坑8縱向間距不應小於15米。
[0030]6)施工擴建隧道仰拱第二層初期支護13和仰拱二次襯砌14 ；
[0031]7)拆除左側上導坑和左側下導坑的側壁臨時支護，以及左側上導坑和右側上導坑的臨時仰拱。臨時支護和臨時仰拱拆除時須加強監控量測，及時掌握圍巖和初期支護4變形情況，並根據量測結果調整一次拆除的長度，一次拆除縱向長度宜小於lm。必要時可採取措施對初期支護4進行局部加強，以策安全。[0032]8)施工擴建隧道拱牆第二層初期支護13，鋪設環向盲溝及防水板，整體澆築拱牆部二次襯砌14。
[0033]擴建隧道各導坑開挖前採用超前管棚、超前小導管注漿和側壁超前錨杆等施工輔助措施，開挖時採用光面爆破、微震爆破、預裂爆破等控制爆破技術，並通過爆破震動監測等監控手段嚴格控制爆破震動對隧道圍巖的不利影響，一次開挖長度應小於lm。
[0034]既有隧道支護結構2拆除中的鋼筋混凝土拱牆襯砌採用耦合裝藥結構和足夠的裝藥長度，從而形成良好的臨空面，造成應力波多次反射，使鋼筋與混凝土脫開，並將混凝土充分破碎。
[0035]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)回填既有隧道至其拱腰處，並壓實； 2)開挖擴建隧道左側上導坑，具體包括:拆除既有隧道拱腰以上的支護結構，施工左側上導坑第一層初期支護、側壁臨時支護、臨時仰拱和鎖腳小導管； 3)開挖擴建隧道左側下導坑，具體包括:拆除既有隧道拱腰以下的支護結構和路面，施工左側下導坑第一層初期支護和側壁臨時支護； 4)開挖擴建隧道右側上導坑，具體包括:施工右側上導坑第一層初期支護、臨時仰拱和鎖腳小導管； 5)開挖擴建隧道右側下導坑，具體包括:施工右側下導坑第一層初期支護、右側下導坑和右側上導坑； 6)施工擴建隧道仰拱第二層初期支護和仰拱二次襯砌； 7)拆除左側上導坑和左側下導坑的側壁臨時支護，以及左側上導坑和右側上導坑的臨時仰拱； 8)施工擴建隧道拱牆第二層初期支護，鋪設環向盲溝及防水板，整體澆築拱牆部二次襯砌。
2.根據權利要求1所述的既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，其特徵在於，步驟I)中回填採用回填土分層回填，並分層壓實。
3.根據權利要求1所述的既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，其特徵在於，步驟2)中上導坑側壁臨時支護設置在靠近既有隧道支護結構的右側位置，鎖腳小導管為每腳兩根，與垂直線交角小於或等於30°。
4.根據權利要求1所述的既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，其特徵在於，步驟3)中下導坑側壁臨時支護設置在靠近既有隧道支護結構的右側位置，並與上導坑側壁臨時支護順接。
5.根據權利要求4所述的既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，其特徵在於，左側下導坑和左側上導坑縱向間距小於5m，並及時封閉成環。
6.根據權利要求1所述的既有單洞兩車道隧道擴建為四車道隧道的開挖方法，其特徵在於，步驟5)中右側下導坑和右側上導坑縱向間距小於5m，右側下導坑和左側下導坑縱向間距大於15m。
【文檔編號】E21D9/00GK103821523SQ201410044970
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月7日 優先權日:2014年2月7日
【發明者】陳陣, 唐穎, 高登, 吳超凡, 陳曉鉅, 繆圓冰, 陳友賢, 何以群, 吳啟勇, 馮希林 申請人:福建省交通規劃設計院