本發(fā)明涉及一種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法，更具體的說(shuō)涉及一種軟弱圍巖大斷面隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑三臺(tái)階法開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在大斷面軟弱圍巖隧道施工過(guò)程中，傳統(tǒng)的開(kāi)挖方法是crd法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。這些傳統(tǒng)開(kāi)挖方法在保障開(kāi)挖安全、控制變形方面往往能取得不錯(cuò)的效果；但臨時(shí)支撐較多，且拆撐困難，施工風(fēng)險(xiǎn)大，作業(yè)空間狹小，施工進(jìn)度緩慢，施工成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有軟弱圍巖隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)在高地應(yīng)力的作用下存在的施工風(fēng)險(xiǎn)較大、后期襯砌質(zhì)量難以保障等問(wèn)題，提供一種擠壓型軟弱圍巖超大斷面短隧道開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種軟弱圍巖大斷面隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑三臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括由上而下的上部支護(hù)、中部支護(hù)和下部支護(hù)，所述的上部支護(hù)包括左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)、中隔墻支護(hù)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)，所述的中部支護(hù)包括左中臺(tái)階支護(hù)和右中臺(tái)階支護(hù)，所述的下部支護(hù)包括左下臺(tái)階支護(hù)和右下臺(tái)階支護(hù)，所述的左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)分別包括鋼拱架ⅰ及臨時(shí)支撐，所述的鋼拱架ⅰ設(shè)置有超前導(dǎo)管ⅰ和鋼筋網(wǎng)片ⅰ，鋼拱架ⅰ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅰ，所述的中隔墻支護(hù)包括鋼拱架ⅱ，所述的鋼拱架ⅱ上設(shè)置有超前導(dǎo)管ⅱ和鋼筋網(wǎng)片ⅱ，鋼拱架ⅱ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅱ，所述的左中臺(tái)階支護(hù)和右中臺(tái)階支護(hù)分別包括鋼拱架ⅲ，所述的鋼拱架ⅲ上設(shè)置有鋼筋網(wǎng)片ⅲ，鋼拱架ⅲ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅲ，所述的左下臺(tái)階支護(hù)和右下臺(tái)階支護(hù)分別包括鋼拱架ⅳ，鋼拱架ⅲ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅳ。

所述的左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)外側(cè)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)外側(cè)分別設(shè)置有初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索和側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索。

一種軟弱圍巖大斷面隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑三臺(tái)階法開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括下面的步驟：步驟一，左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)開(kāi)挖施工：首先采用微爆破開(kāi)挖左側(cè)壁導(dǎo)坑不超過(guò)2榀鋼架距離，然后安裝鋼拱架ⅰ與臨時(shí)支撐封閉成環(huán)；接著安裝鋼筋網(wǎng)片ⅰ及螺紋連接鋼筋，并焊接牢靠，再施作4m長(zhǎng)超前導(dǎo)管ⅰ和徑向注漿管ⅰ，并注漿飽滿；然后噴射30cm厚混凝土，使其均勻密實(shí)；接著及時(shí)按設(shè)計(jì)位置施工左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)外側(cè)的12m初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索和18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索鎖固，梅花形布置，并注漿、張拉、錨固到位，使該12m初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索逐級(jí)張拉至設(shè)計(jì)強(qiáng)度，18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索只張拉總強(qiáng)度的70%；步驟二，右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)開(kāi)挖施工：右側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑10m，其采用與步驟一中左側(cè)壁導(dǎo)坑相同的支護(hù)措施及步驟；步驟三，中隔墻支護(hù)開(kāi)挖施工：中隔墻開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑20m，開(kāi)挖前首先拆除開(kāi)挖范圍內(nèi)左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)外側(cè)的側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索的錨具、錨墊板，解除錨固，然后采用微爆破，開(kāi)挖中隔墻不超過(guò)2榀鋼架距離，并將因中隔墻開(kāi)挖暴露出來(lái)的左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)外側(cè)的側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索整理齊整，安裝鋼拱架ⅱ與左右側(cè)壁鋼拱架ⅰ對(duì)接牢靠，接著安裝鋼筋網(wǎng)片ⅱ及螺紋連接鋼筋，并焊接牢靠，然后施作4m長(zhǎng)超前導(dǎo)管ⅱ和徑向注漿管ⅱ，并注漿飽滿，再噴射30cm厚混凝土，使其均勻密實(shí)；接著割除中隔壁鋼拱架ⅱ外側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索多余長(zhǎng)度，并及時(shí)對(duì)18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索進(jìn)行補(bǔ)漿、二次張拉，張拉18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索長(zhǎng)度的全部強(qiáng)度，最后拆除本段左右側(cè)壁臨時(shí)側(cè)壁及臨時(shí)仰拱；步驟四，中部支護(hù)開(kāi)挖施工：中臺(tái)階開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑25m，中臺(tái)階核心土開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑30m，采用微爆破，左中臺(tái)階支護(hù)和右中臺(tái)階支護(hù)錯(cuò)開(kāi)兩榀與中臺(tái)階核心土同時(shí)向前掘進(jìn)不超過(guò)2榀鋼架距離，然后安裝鋼拱架ⅲ與上臺(tái)階鋼拱架ⅰ對(duì)接牢靠，接著安裝鋼筋網(wǎng)片ⅲ及螺紋連接鋼筋，并焊接牢靠，然后施作4m長(zhǎng)徑向注漿管ⅲ，并注漿飽滿，再噴射30cm厚混凝土，使其均勻密實(shí)；步驟五，下部支護(hù)開(kāi)挖施工：下臺(tái)階開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑30m，下臺(tái)階核心土開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑35m，其采用與步驟四中中臺(tái)階相同的支護(hù)措施及步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是：

1、施工空間大，有利于人員機(jī)械設(shè)備展開(kāi)，可多作業(yè)面平行施工，施工工效高。

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大量減少了臨時(shí)支護(hù)數(shù)量，相應(yīng)減少了臨時(shí)支護(hù)拆除數(shù)量，節(jié)約了工程成本，提高了施工效率，經(jīng)濟(jì)效益高。

3、側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索對(duì)中隔墻支護(hù)交叉鎖固，既控制了左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)的變形，又保障了中隔墻支護(hù)開(kāi)挖的安全。

4、利用中隔墻交叉鎖固側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索在拱部初支上二次張拉，迅速提高了拱部支護(hù)的強(qiáng)度，有力抵抗了拱部圍巖的下沉，保障了施工的安全，同時(shí)縮短了錨索施作時(shí)間，節(jié)省了工程材料。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1，中隔墻支護(hù)3，右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2，左中臺(tái)階支護(hù)4，右中臺(tái)階支護(hù)5，左下臺(tái)階支護(hù)6，右下臺(tái)階支護(hù)7，初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索8，側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9，臨時(shí)側(cè)壁10，臨時(shí)仰拱11，中臺(tái)階核心土12，下臺(tái)階核心土13。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

參見(jiàn)圖1，一種軟弱圍巖大斷面隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑三臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于軟弱圍巖大斷面快速施工，其包括由上而下的上部支護(hù)、中部支護(hù)和下部支護(hù)。

參見(jiàn)圖1，所述的上部支護(hù)包括左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1、中隔墻支護(hù)3和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2，所述的中部支護(hù)包括左中臺(tái)階支護(hù)4和右中臺(tái)階支護(hù)5，所述的下部支護(hù)包括左下臺(tái)階支護(hù)6和右下臺(tái)階支護(hù)7。所述的左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2分別包括鋼拱架ⅰ及臨時(shí)支撐，所述的鋼拱架ⅰ設(shè)置有超前導(dǎo)管ⅰ和鋼筋網(wǎng)片ⅰ，鋼拱架ⅰ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅰ，且左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2上噴射有混凝土。所述的中隔墻支護(hù)3包括鋼拱架ⅱ，所述的鋼拱架ⅱ上設(shè)置有超前導(dǎo)管ⅱ和鋼筋網(wǎng)片ⅱ，鋼拱架ⅱ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅱ，且中隔墻支護(hù)3上噴射有混凝土。所述的左中臺(tái)階支護(hù)4和右中臺(tái)階支護(hù)5分別包括鋼拱架ⅲ，所述的鋼拱架ⅲ上設(shè)置有鋼筋網(wǎng)片ⅲ，鋼拱架ⅲ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅲ；且左中臺(tái)階支護(hù)4和右中臺(tái)階支護(hù)5上噴射有混凝土。所述的左下臺(tái)階支護(hù)6和右下臺(tái)階支護(hù)7分別包括鋼拱架ⅳ，鋼拱架ⅲ之間設(shè)置有徑向注漿管ⅳ；且左下臺(tái)階支護(hù)6和右下臺(tái)階支護(hù)7上噴射有混凝土。

參見(jiàn)圖1，進(jìn)一步的，所述的左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1外側(cè)和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2外側(cè)分別設(shè)置有初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索8和側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9。

參見(jiàn)圖1，一種軟弱圍巖大斷面隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑三臺(tái)階法開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括下面的步驟：

步驟一，左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1開(kāi)挖施工：首先采用微爆破開(kāi)挖左側(cè)壁導(dǎo)坑；控制開(kāi)挖進(jìn)尺不超過(guò)2榀鋼架距離。然后安裝鋼拱架ⅰ與臨時(shí)支撐封閉成環(huán)。接著安裝ф8鋼筋網(wǎng)片ⅰ及ф22螺紋連接鋼筋，并焊接牢靠。再施作4m長(zhǎng)超前導(dǎo)管ⅰ和徑向注漿管ⅰ，并注漿飽滿。然后噴射30cm厚c25混凝土，使其均勻密實(shí)。接著及時(shí)按設(shè)計(jì)位置施工左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1外側(cè)的12m初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索8和18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9鎖固，梅花形布置，并注漿、張拉、錨固到位；使該12m初支預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索8逐級(jí)張拉至設(shè)計(jì)強(qiáng)度，18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9只張拉總強(qiáng)度的70%。

步驟二，右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2開(kāi)挖施工：右側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑10m，其采用與步驟一中左側(cè)壁導(dǎo)坑相同的支護(hù)措施及步驟。

步驟三，中隔墻支護(hù)3開(kāi)挖施工：中隔墻開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑20m，開(kāi)挖前首先拆除開(kāi)挖范圍內(nèi)左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2外側(cè)的側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9的錨具、錨墊板，解除錨固。然后采用微爆破開(kāi)挖中隔墻，控制開(kāi)挖進(jìn)尺不超過(guò)2榀鋼架距離，并將因中隔墻開(kāi)挖暴露出來(lái)的左側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)1和右側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)2外側(cè)的側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9整理齊整，安裝鋼拱架ⅱ與左右側(cè)壁鋼拱架ⅰ對(duì)接牢靠。接著安裝ф8鋼筋網(wǎng)片ⅱ及ф22螺紋連接鋼筋，并焊接牢靠。然后施作4m長(zhǎng)超前導(dǎo)管ⅱ和徑向注漿管ⅱ，并注漿飽滿。再噴射30cm厚c25混凝土，使其均勻密實(shí)。接著割除中隔壁鋼拱架ⅱ外側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9多余長(zhǎng)度。并及時(shí)對(duì)18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9進(jìn)行補(bǔ)漿、二次張拉，張拉18m側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9長(zhǎng)度的全部強(qiáng)度。最后拆除本段左右側(cè)壁臨時(shí)側(cè)壁及臨時(shí)仰拱。

步驟四，中部支護(hù)開(kāi)挖施工：中臺(tái)階開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑25m，中臺(tái)階核心土12開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑30m，采用微爆破，左中臺(tái)階支護(hù)4和右中臺(tái)階支護(hù)5）錯(cuò)開(kāi)兩榀與中臺(tái)階核心土12同時(shí)向前掘進(jìn)，控制開(kāi)挖進(jìn)尺不超過(guò)2榀鋼架距離。然后安裝鋼拱架ⅲ與上臺(tái)階鋼拱架ⅰ對(duì)接牢靠。接著安裝ф8鋼筋網(wǎng)片ⅲ及ф22螺紋連接鋼筋，并焊接牢靠。然后施作4m長(zhǎng)徑向注漿管ⅲ，并注漿飽滿；再噴射30cm厚c25混凝土，使其均勻密實(shí)。

步驟五，下部支護(hù)開(kāi)挖施工：下臺(tái)階開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑30m，下臺(tái)階核心土13開(kāi)挖滯后左側(cè)壁導(dǎo)坑35m，其采用與步驟四中中臺(tái)階相同的支護(hù)措施及步驟。

本一種擠壓型軟弱圍巖超大斷面短隧道開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法與傳統(tǒng)crd法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等分部施工方法相比，充分發(fā)揮了側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9強(qiáng)有力的鎖固作用，對(duì)側(cè)壁預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨索9進(jìn)行分段、二次張拉，靈活、快速施工，加固支護(hù)體，保障施工的安全。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，上述結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。