一种既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法
【专利摘要】本发明公开了一种既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，包括以下步骤：1）回填既有隧道至其拱腰处；2）开挖扩建隧道左侧上导坑；3）开挖扩建隧道左侧下导坑；4）开挖扩建隧道右侧上导坑；5）开挖扩建隧道右侧下导坑；6）施工扩建隧道仰拱第二层初期支护和仰拱二次衬砌；7）拆除左侧上导坑和左侧下导坑的侧壁临时支护，以及左侧上导坑和右侧上导坑的临时仰拱；8）施工扩建隧道拱墙第二层初期支护，铺设环向盲沟及防水板，整体浇筑拱墙部二次衬砌。该开挖方法通过回填既有隧道实现围岩压力的临时平衡，利用既有隧道的临空面进行先行导坑的开挖，有效减少围岩的扰动范围，提高特大跨度隧道扩建施工的安全性。
【专利说明】一种既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济建设的迅速发展，交通隧道的建设也迅猛增长，对公路隧道日交通量的要求也越来越高。在一些经济发达地区，既有公路隧道已不能适应交通量日益增长的需求，在既有公路隧道基础上扩建成为更大跨度公路隧道的建设显得尤为迫切。
[0003]既有隧道扩建工程因技术复杂，施工难度大，国内类似工程较少，特别是既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的工程实践更是接近空白。在既有隧道的开挖形成小断面隧道到拆除既有隧道衬砌结构扩建成大断面隧道的过程中，隧道围岩经过的应力状态错综复杂，合理的开挖方法对围岩扰动和隧道变形影响较大，直接影响扩建施工的安全性。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于解决上述技术问题，提供一种减少围岩扰动范围和提高施工安全性的既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，包括以下步骤:
[0007]I)回填既有隧道至其拱腰处，并压实；
[0008]2)开挖扩建隧道左侧上导坑，具体包括:拆除既有隧道拱腰以上的支护结构，施工左侧上导坑第一层初期支护、侧壁临时支护、临时仰拱和锁脚小导管；
[0009]3)开挖扩建隧道左侧下导坑，具体包括:拆除既有隧道拱腰以下的支护结构和路面，施工左侧下导坑第一层初期支护和侧壁临时支护；
[0010]4)开挖扩建隧道右侧上导坑，具体包括:施工右侧上导坑第一层初期支护、临时仰拱和锁脚小导管；
[0011]5)开挖扩建隧道右侧下导坑，具体包括:施工右侧下导坑第一层初期支护、右侧下导坑和右侧上导坑；
[0012]6)施工扩建隧道仰拱第二层初期支护和仰拱二次衬砌；
[0013]7)拆除左侧上导坑和左侧下导坑的侧壁临时支护，以及左侧上导坑和右侧上导坑的临时仰拱；
[0014]8)施工扩建隧道拱墙第二层初期支护，铺设环向盲沟及防水板，整体浇筑拱墙部二次衬砌。
[0015]其中，步骤I)中回填采用回填土分层回填，并分层压实。
[0016]其中，步骤2)中上导坑侧壁临时支护设置在靠近既有隧道支护结构的右侧位置，锁脚小导管为每脚两根，与垂直线交角小于或等于30°。
[0017]其中，步骤3)中下导坑侧壁临时支护设置在靠近既有隧道支护结构的右侧位置，并与上导坑侧壁临时支护顺接。
[0018]其中，左侧下导坑和左侧上导坑纵向间距小于5m，并及时封闭成环。
[0019]其中，步骤5)中右侧下导坑和右侧上导坑纵向间距小于5m，右侧下导坑和左侧下导坑纵向间距大于15m。
[0020]本发明的有益效果为:该开挖方法通过回填既有隧道实现围岩压力的临时平衡，利用既有隧道的临空面进行先行导坑的开挖，有效减少围岩的扰动范围，提高特大跨度隧道扩建施工的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例中的施工结构示意图。
[0022]1:回填土 ；2:既有隧道支护结构；3:左侧上导坑；4:第一层初期支护；5:上导坑侧壁临时支护；6:左侧上导坑临时仰拱；7:锁脚小导管；8:左侧下导坑；9:下导坑侧壁临时支护；10:右侧上导坑；11:右侧上导坑临时仰拱；12:右侧下导坑；13:第二层初期支护；14: 二次衬砌。
【具体实施方式】
[0023]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0024]请一并参阅图1，如图所示，本发明既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，包括以下步骤:
[0025]I)回填既有隧道至拱腰，采用回填土 1，并分层压实；
[0026]2)先行开挖扩建隧道左侧上导坑3，包括拆除拱腰以上既有隧道支护结构2，施工左侧上导坑第一层初期支护4、上导坑侧壁临时支护5、左侧上导坑临时仰拱6和锁脚小导管7。上导坑侧壁临时支护5设置在靠近既有隧道支护结构2的右侧位置。锁脚小导管7为每脚2根，与垂直线交角不宜大于30°，以确保锁脚效果。
[0027]3)开挖扩建隧道左侧下导坑8，包括拆除拱腰以下既有隧道支护结构2和路面，施工左侧下导坑第一层初期支护4和下导坑侧壁临时支护9。下导坑侧壁临时支护9设置在靠近既有隧道支护结构2的右侧位置，并与上导坑侧壁临时支护5顺接。左侧下导坑8和左侧上导坑3纵向间距不应大于5m，并及时封闭成环。
[0028]4)开挖扩建隧道右侧上导坑10，施工右侧上导坑第一层初期支护4、右侧上导坑临时仰拱11和锁脚小导管7。
[0029]5)开挖扩建隧道右侧下导坑12，施工右侧下导坑第一层初期支护4 ;右侧下导坑12和右侧上导坑10纵向间距不应大于5m，右侧下导坑12和左侧下导坑8纵向间距不应小于15米。
[0030]6)施工扩建隧道仰拱第二层初期支护13和仰拱二次衬砌14 ；
[0031]7)拆除左侧上导坑和左侧下导坑的侧壁临时支护，以及左侧上导坑和右侧上导坑的临时仰拱。临时支护和临时仰拱拆除时须加强监控量测，及时掌握围岩和初期支护4变形情况，并根据量测结果调整一次拆除的长度，一次拆除纵向长度宜小于lm。必要时可采取措施对初期支护4进行局部加强，以策安全。[0032]8)施工扩建隧道拱墙第二层初期支护13，铺设环向盲沟及防水板，整体浇筑拱墙部二次衬砌14。
[0033]扩建隧道各导坑开挖前采用超前管棚、超前小导管注浆和侧壁超前锚杆等施工辅助措施，开挖时采用光面爆破、微震爆破、预裂爆破等控制爆破技术，并通过爆破震动监测等监控手段严格控制爆破震动对隧道围岩的不利影响，一次开挖长度应小于lm。
[0034]既有隧道支护结构2拆除中的钢筋混凝土拱墙衬砌采用耦合装药结构和足够的装药长度，从而形成良好的临空面，造成应力波多次反射，使钢筋与混凝土脱开，并将混凝土充分破碎。
[0035]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)回填既有隧道至其拱腰处，并压实； 2)开挖扩建隧道左侧上导坑，具体包括:拆除既有隧道拱腰以上的支护结构，施工左侧上导坑第一层初期支护、侧壁临时支护、临时仰拱和锁脚小导管； 3)开挖扩建隧道左侧下导坑，具体包括:拆除既有隧道拱腰以下的支护结构和路面，施工左侧下导坑第一层初期支护和侧壁临时支护； 4)开挖扩建隧道右侧上导坑，具体包括:施工右侧上导坑第一层初期支护、临时仰拱和锁脚小导管； 5)开挖扩建隧道右侧下导坑，具体包括:施工右侧下导坑第一层初期支护、右侧下导坑和右侧上导坑； 6)施工扩建隧道仰拱第二层初期支护和仰拱二次衬砌； 7)拆除左侧上导坑和左侧下导坑的侧壁临时支护，以及左侧上导坑和右侧上导坑的临时仰拱； 8)施工扩建隧道拱墙第二层初期支护，铺设环向盲沟及防水板，整体浇筑拱墙部二次衬砌。
2.根据权利要求1所述的既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，其特征在于，步骤I)中回填采用回填土分层回填，并分层压实。
3.根据权利要求1所述的既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，其特征在于，步骤2)中上导坑侧壁临时支护设置在靠近既有隧道支护结构的右侧位置，锁脚小导管为每脚两根，与垂直线交角小于或等于30°。
4.根据权利要求1所述的既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，其特征在于，步骤3)中下导坑侧壁临时支护设置在靠近既有隧道支护结构的右侧位置，并与上导坑侧壁临时支护顺接。
5.根据权利要求4所述的既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，其特征在于，左侧下导坑和左侧上导坑纵向间距小于5m，并及时封闭成环。
6.根据权利要求1所述的既有单洞两车道隧道扩建为四车道隧道的开挖方法，其特征在于，步骤5)中右侧下导坑和右侧上导坑纵向间距小于5m，右侧下导坑和左侧下导坑纵向间距大于15m。
【文档编号】E21D9/00GK103821523SQ201410044970
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2014年2月7日
【发明者】陈阵, 唐颖, 高登, 吴超凡, 陈晓钜, 缪圆冰, 陈友贤, 何以群, 吴启勇, 冯希林 申请人:福建省交通规划设计院