【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道及地下工程，涉及一种软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法。
技术介绍
1、盾构以其机械化施工程度高、掘进速度快、对环境影响小等优点常用于城市隧道工程的建设中，随着盾构技术的不断突破，大直径盾构隧道的运用越来越广泛。而随着基础建设的不断完善，工程建设条件越来越复杂，对工程建设的要求也越来越高，可作为大直径盾构始发或接收竖井的场地越来越又少，于是大直径盾构隧道采取洞内始发或接收运用越来越广泛。
2、在隧道洞内进行大直径盾构的始发或接收时，为了满足盾构组装或拆解作业的空间要求，往往采取常规马蹄形或圆形断面，断面面积大，开挖影响范围广。同时为了创造作业面，常采用支洞方式进入盾构组装(拆卸)洞内部，当支洞用作后期运营通风风道或安全逃生通道时，也会采用大断面轮廓，而在软弱围岩条件下，由大断面支洞挑顶进入大断面盾构组装(拆卸)洞时，由于开挖轮廓大，不利于隧道围岩稳定，挑顶交叉口处应力集中程度大，存在软岩大变形甚至塌方风险。
3、隧道现行横洞1a进主洞3a的挑顶方式多采用如图1所示的挑顶方式，挑顶轮廓1b大于主洞3a，挑顶距离较长，范围较大，若将此工艺用于软弱围岩条件下大断面支洞转大直径盾构组装(拆卸)洞时，施工难度大、风险大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种施工风险低的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法。
2、本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
3、一种软弱
4、步骤一、施工大断面支洞，并施作大断面支洞的初支结构和二衬结构；大断面支洞施工到距规划的盾构组装洞一定距离时进行隧道变截面施工，缩小开挖范围，由大断面支洞转小断面支洞进盾构组装洞，并施作小断面支洞的初支结构；
5、小断面支洞开挖跨度、高度均小于大断面支洞，以减小开挖面积，降低施工风险，变截面施工处距离盾构组装洞为10～12m。
6、步骤二、小断面支洞施工到与规划的盾构组装洞拱部交汇位置时，架设门型钢架，并沿盾构组装洞洞顶弧线轮廓向其宽度方向爬坡挑顶，对挑顶部分进行临时支护；
7、门型钢架由横向支护与竖向支护组成，横向支护与竖向支护采用i 20b工字钢，两者通过钢垫板连接，以便于盾构组装洞施工时对竖向支护的拆除。
8、挑顶部分临时支护具有门型钢架，门型钢架布设间距为0.5～0.8m，门型钢架之间通过双层钢筋网连接，钢筋网直径为6.5mm，对门型钢架喷射c25混凝土，混凝土厚度为260mm。
9、步骤三、在进入盾构组装洞后的小断面支洞的两侧设置多榀密排钢拱架，并与门型钢架焊接，随后复喷混凝土，完成盾构组装洞拱顶挑顶部分的初期支护；
10、小断面支洞进入盾构组装洞后向左右两侧各扩挖0.6m，使扩挖范围内能够放下3榀密排钢拱架，密排钢拱架为盾构组装洞拱部初期支护的一部分，材料采用i 25b型工字钢，盾构组装洞拱部的初期支护采用喷锚支护形式，位于挑顶部分临时支护的下方。
11、密排钢拱架与门型钢架焊接成整体，用于支撑稳定门型钢架，由此可仅对挑顶部分的盾构组装洞拱部复喷混凝土作为此部分盾构组装洞拱部的初期支护，从而节省此部分钢拱架用料。
12、步骤四、拆除盾构组装洞挑顶部分临时支护中门型钢架的竖向支护，并采用单侧壁导坑法向盾构组装洞的大/小里程方向先后对盾构组装洞的左上台阶扩挖、左下台阶扩挖、右上台阶扩挖、右下台阶扩挖，及时施作对应主洞临时支护及初期支护；
13、仅拆除临时支护中门型钢架的竖向支护，将门型钢架的横向支护作为永久支护保护围岩，保证施工安全，同时节省主洞支护材料，节省工期和成本。
14、向盾构组装洞大/小里程方向循环进尺为1m，每一开挖循环后完成相应的主洞临时支护及初期支护，临时支护由双拼i 22a工字钢组成，初期支护采用锚喷支护。
15、步骤五、拆除盾构组装洞的主洞临时支护，施作盾构组装洞的拱部二衬结构和拱脚托梁；
16、盾构组装洞的拱部二衬结构和拱脚托梁共同组成盾构组装洞拱部衬砌结构，拱脚托梁位于盾构组装洞拱部二衬下方。
17、步骤六、回到大断面支洞转小断面支洞变截面位置，按照大断面支洞开挖轮廓对小断面支洞进行扩挖，扩挖部分挖完后破除小断面支洞的初支结构，并完成扩挖段大断面支洞的初支结构和二衬结构；
18、小断面支洞扩挖部分采用机械开挖，避免钻爆开挖对已施作的盾构组装洞拱部的初期支护、拱部二衬结构、拱脚托梁造成损伤。
19、步骤七、分步开挖盾构组装洞下部，先后完成盾构组装洞下部边墙两侧肋板式锚杆挡墙及边墙二次衬砌、底板二次衬砌。
20、采取分步台阶法开挖盾构组装洞下部，台阶高度不大于5m，盾构组装洞下部边墙两侧肋板式锚杆挡墙由钢筋混凝土压顶梁、面板、肋柱以及锚杆束组成。
21、钢筋混凝土压顶梁作用于面板、肋柱顶部，钢筋混凝土压顶梁与肋柱等宽，高度为0.5～1.5m，钢筋混凝土肋柱尺寸为0.3～1m厚，0.5～1.5m宽，纵向间距为2～5m，钢筋混凝土面板厚度为0.15～0.5m厚，宽度为肋柱间净宽，锚杆束作用在肋柱上，且沿高度方向间距为1.5～3m，顶部2m范围加密。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：相对于现有的施工工艺，采取变截面施工手段减小大断面支洞进主洞开挖面积，降低了施工对围岩的扰动，减小了围岩应力集中，大大降低了施工风险，可在软弱围岩地质条件下隧道支洞进主洞挑顶施工等领域广泛推广；挑顶部分的临时支护位于盾构组装洞初期支护的上方，对盾构组装洞进行施工时，只需将此部分临时支护的竖向支护拆除，横向支护作为永久支护保护围岩，一方面提高施工安全性，另一方面还可节省主洞此部分支护材料，节省施工成本和施工时间；竖向支护与横向支护采用钢垫板连接，便于向盾构组装洞大里程方向和小里程方向施工时对竖向工字钢的拆除。
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1.一种软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤二中，所述小断面支洞(2)的开挖跨度、高度分别小于大断面支洞(1)的开挖跨度、高度，变截面施工处距离盾构组装洞(3)为10～12m。
3.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤二中，门型钢架(402)由横向支护(402a)与竖向支护(402b)组成，横向支护(402a)与竖向支护(402b)采用I 20b工字钢，两者通过钢垫板连接。
4.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤二中，挑顶部分(4)临时支护(401)具有门型钢架(402)，门型钢架(402)布设间距为0.5～0.8m，门型钢架(402)之间通过双层钢筋网连接，钢筋网直径为6.5mm，对门型钢架喷射C25混凝土，混凝土厚度为260mm。
5.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特
6.根据权利要求1或5所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，在进入盾构组装洞(3)后的小断面支洞(2)的两侧均设置三榀密排钢拱架(304)。
7.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤四中，向盾构组装洞(3)大/小里程方向循环进尺为1m，每一开挖循环后完成相应的主洞临时支护(303)及初期支护(301)，主洞临时支护(303)由双拼I 22a工字钢组成，初期支护(301)采用锚喷支护。
8.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤五中，盾构组装洞(3)的拱部二衬结构(302)和拱脚托梁(305)共同组成盾构组装洞(3)拱部衬砌结构，拱脚托梁(305)位于盾构组装洞(3)拱部二衬(302)下方。
9.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤六中，小断面支洞(2)扩挖部分(202)采用机械开挖。
10.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤七中，盾构组装洞(3)下部边墙两侧肋板式锚杆挡墙(306)由钢筋混凝土压顶梁(306a)、面板(306b)、肋柱(306c)以及锚杆束(306d)组成；
...【技术特征摘要】
1.一种软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤二中，所述小断面支洞(2)的开挖跨度、高度分别小于大断面支洞(1)的开挖跨度、高度，变截面施工处距离盾构组装洞(3)为10～12m。
3.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤二中，门型钢架(402)由横向支护(402a)与竖向支护(402b)组成，横向支护(402a)与竖向支护(402b)采用i 20b工字钢，两者通过钢垫板连接。
4.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤二中，挑顶部分(4)临时支护(401)具有门型钢架(402)，门型钢架(402)布设间距为0.5～0.8m，门型钢架(402)之间通过双层钢筋网连接，钢筋网直径为6.5mm，对门型钢架喷射c25混凝土，混凝土厚度为260mm。
5.根据权利要求1所述的软弱围岩大断面支洞转大直径盾构组装洞的施工方法，其特征在于，步骤三中，小断面支洞(2)进入盾构组装洞(3)后向左右两侧各扩挖0.6m，使扩挖范围内能够放下多榀密排钢拱架(304)，密排钢拱架(304)为盾构组装洞(3)拱部初期支护(301)的一部分，材料采用i 25b型工字钢，盾构组装洞(3)拱部的初期...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈杨，陶伟明，李正川，朱小兵，曹林卫，蒲松，刘乐川，刘保林，田攀，杨宝，王秋，李海军，向长洲，马洪，吴伟，薛护国，陈黎明，向建伟，孙长发，
申请(专利权)人：中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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