预留岩柱及锚杆吊挂组合的双侧壁导坑施工工艺的制作方法

本发明涉及特大断面隧道开挖工艺，尤其是以ⅱ级至ⅳ级强风化至微风化花岗岩为主围岩的地铁车站暗挖特大断面隧道350～380m²的开挖工艺。

背景技术：

在地铁车站开挖过程中，尤其是针对特大断面隧道的开挖，存在较大安全隐患；随着经济的发展，在我国，大城市对于地铁的建设有很大的需求，地铁车站采用特大断面或立体交叉的方式较为普遍。对于特大断面隧道的开挖在保障施工进度、降低施工成本以及杜绝安全隐患方面等方面都面临着技术上的难度。现有技术中的施工方法已经不能适应地铁特大断面暗挖隧道施工在安全性、施工进度以及施工成本上的要求。

技术实现要素：

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种预留岩柱及锚杆吊挂组合的双侧壁导坑施工工艺，将中部预留岩柱和顶部预应力锚杆吊挂的两种技术措施进行组合，实施双侧壁导坑施工，以加快施工进度，降低施工成本，杜绝安全隐患。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明预留岩柱及锚杆吊挂组合的双侧壁导坑施工工艺的特点是：对于顶部中心导洞和上部侧拱导洞以单个导洞分上下台错开先行开挖支护，并设置临时支撑体系，形成拱盖；下部侧导洞滞后开挖，并保留中部区域为中部预留岩柱，在中部预留岩柱的顶面和侧边形成断面环形开挖面；在完成各导洞开挖后施工预应力锚杆作为吊挂支点，随后逐段拆除临时支撑体系，对已开挖完成的面进行拱墙衬砌施工，在完成施工的拱墙衬砌的保护下放坡开挖中部预留岩柱，最后形成超大断面二次结构。

本发明预留岩柱及锚杆吊挂组合的双侧壁导坑施工工艺的特点也在于：将开挖断面按如下分布划分为各区域：

中部区域，处在开挖断面的中心位置上；

顶部中心导洞，位于所述中部区域的上方，处在开挖断面的拱顶中心；

上部侧拱导洞，分别是位于所述顶部中心导洞左侧的上部左侧拱导洞，以及位于所述顶部中心导洞右则的上部右侧拱导洞，所述上部侧拱导洞与所述顶部中心导洞共同形成拱盖区域；

下部侧导洞，分别是位于上部左侧拱导洞下方的下部左侧导洞，以及位于上部右侧拱导洞下方的下部右侧导洞，所述下部左侧导洞和下部右侧导洞分处在所述中部区域的两侧；

所述施工工艺是对各区域如下步骤进行开挖：

第一步：首先依次错开开挖分处在两侧的上部左侧拱导洞和上部右侧拱导洞，然后开挖顶部中心导洞，对于上部左侧拱导洞、上部右侧拱导洞和顶部中心导洞各单个导洞分上下台错开开挖，相邻导洞之间互相关联，并设置临时支撑体系，形成拱盖；

所述临时支撑体系包括：

在所述顶部中心导洞与上部侧拱导洞之间，呈竖向布置i22a工字钢作为临时竖隔壁，在所述临时竖隔壁的两侧设置双层钢筋网片，在各临时竖隔壁之间沿纵向设置竖隔壁连接筋，相邻的临时竖隔壁之间的间距设置为0.5～0.75m，在两侧拱脚上施工锁脚锚管；针对所述临时竖隔壁及双层钢筋网片喷射c25混凝土进行封闭形成35cm厚的临时竖向墙；

在所述上部侧拱导洞与下部侧导洞之间，呈横向布置i22a工字钢作为临时横隔壁，在所述临时横隔壁的两侧设置双层钢筋网片，在各临时横隔壁之间沿纵向设置横隔壁连接筋，相邻的临时横隔壁之间的间距设置为0.5～0.75m；针对所述临时横隔壁及双层钢筋网片喷射c25混凝土进行封闭形成35cm厚的临时横向板；

第二步：依次错开开挖分处在两侧的下部左侧导洞和下部右侧导洞，保留中部区域为中部预留岩柱，在中部预留岩柱的顶面和侧边形成断面环形开挖面；

第三步：在拱顶部与临时竖隔壁的节点部位的两侧各设一排预应力中空注浆锚杆形成吊挂，随后逐段拆除临时支撑体系，对已开挖完成的面进行拱墙衬砌施工，在完成施工的拱墙衬砌的保护下开挖中部预留岩柱；

第四步：中部预留岩柱开挖完成后，逐段施工底板仰拱，中柱以及中板结构，形成超大断面二次结构。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用中部预留岩柱和顶部预应力锚杆吊挂双组合措施，为双侧壁导坑施工工艺；取消了已有技术中双侧壁导坑法的弧形核心土，替换为预留下部岩柱的体系；加大了开挖空间，极大地有利于人工和大型机械操作，可整体加快15％的施工进度；

2、本发明大大减少了临时支护，使复杂工序简单化；

3、本发明采用预留岩柱及锚杆吊挂组合的结构形式，大大提高了施工过程的安全性。

附图说明

图1为本发明的开挖施工步步序示意图；

图2为本发明的开挖施工步步序及拱墙结构示意图；

图3为本发明的超大断面二衬示意图；

图中标号：1顶部中心导洞，2上部左侧拱导洞，3上部右侧拱导洞，4下部左侧导洞，5下部右侧导洞，6中部预留岩柱，7拱墙衬砌，8预应力中空注浆锚杆，9临时竖隔壁，10临时横隔壁，11锁脚锚管，12竖向墙，13临时横向板，14底板仰拱，15中柱，16中板结构。附图说明

参见图1，本实施例中预留岩柱及锚杆吊挂组合的双侧壁导坑施工工艺是将开挖断面按如下分布划分为各区域：

中部区域，处在开挖断面的中心位置上；

顶部中心导洞1，位于中部区域的上方，处在开挖断面的拱顶中心；

上部侧拱导洞，分别是位于顶部中心导洞1左侧的上部左侧拱导洞2，以及位于顶部中心导洞1右则的上部右侧拱导洞3，上部侧拱导洞与顶部中心导洞1共同形成拱盖区域；

下部侧导洞，分别是位于上部左侧拱导洞2下方的下部左侧导洞4，以及位于上部右侧拱导洞3下方的下部右侧导洞5，下部左侧导洞4和下部右侧导洞5分处在中部区域的两侧；

施工工艺是对各区域如下步骤进行开挖：

第一步：首先依次错开开挖分处在两侧的上部左侧拱导洞2和上部右侧拱导洞3，然后开挖顶部中心导洞1，对于上部左侧拱导洞2、上部右侧拱导洞3和顶部中心导洞1各单个导洞分上下台错开开挖，相邻导洞之间互相关联，并设置临时支撑体系，形成拱盖；

针对上部左侧拱导洞2，包括上下台阶的开挖、支护和临时支撑，开挖高度8m，宽度8.5m。上下台阶开挖面距离控制在3-5m，开挖前先施做超前支护，开挖后及时进行施工初期支护和竖向横向临时支撑；

针对上部右侧拱导洞3，包括上下台阶的开挖、支护和临时支撑，左右洞平行台阶掌子面距离控制在15m。开挖的高度、进尺长度等参数与上部左侧拱导洞2相一致，开挖后及时进行初期支护和竖向横向临时支撑。

针对顶部中心导洞1，包括开挖和支护施工，开挖高度5.5m，宽度8m、进尺长度等参数与上部左侧拱导洞2相一致，开挖后及时进行初期支护，使上部顶部中心导洞1、上部左侧拱导洞2和上部右侧拱导洞3共三个导洞的初期支护封闭成环，形成拱盖。

临时支撑体系包括：

在顶部中心导洞与上部侧拱导洞之间，呈竖向布置i22a工字钢作为临时竖隔壁9，在临时竖隔壁9的两侧设置双层钢筋网片，在各临时竖隔壁9之间沿纵向设置竖隔壁连接筋，相邻的临时竖隔壁9之间的间距设置为0.5～0.75m，在两侧拱脚上施工锁脚锚管11；针对临时竖隔壁9及双层钢筋网片喷射c25混凝土进行封闭形成35cm厚的临时竖向墙12；

在上部侧拱导洞与下部侧导洞之间，呈横向布置i22a工字钢作为临时横隔壁10，在临时横隔壁10的两侧设置双层钢筋网片，在各临时横隔壁10之间沿纵向设置横隔壁连接筋，相邻的临时横隔壁10之间的间距设置为0.5～0.75m；针对临时横隔壁10及双层钢筋网片喷射c25混凝土进行封闭形成35cm厚的临时横向板13；

临时支撑体系是由临时竖隔壁9、竖隔壁连接筋、临时横隔壁10、横隔壁连接筋、锁脚锚管11，以及双层钢筋网片形成钢筋骨架，钢筋骨架间采用35cm厚c25喷射混凝土封闭成临时竖向墙12和临时横向板13，隧道全长中全布设。

第二步：依次错开开挖分处在两侧的下部左侧导洞4和下部右侧导洞5，保留中部区域为中部预留岩柱6，在中部预留岩柱6的顶面和侧边形成断面环形开挖面，如图2所示；

针对下部左侧导洞4，包括上下台阶的开挖和支护。开挖高度在8m左右，宽度6.5m，进尺长度等参数与上部左侧拱导洞2相一致，开挖后及时进行初期支护。

针对下部右侧导洞5，上下台阶的开挖、支护，左右导洞平行台阶掌子面距离控制在15m。开挖的高度、进尺长度等参数与下部左侧导洞4相一致，开挖后及时进行初期支护。

第三步：在拱顶部与临时竖隔壁9的节点部位的两侧各设一排预应力中空注浆锚杆8形成吊挂，随后逐段拆除临时支撑体系，拆除长度与二次衬砌浇筑长度相同，对已开挖完成的面进行拱墙衬砌7施工，在完成施工的拱墙衬砌7的保护下开挖中部预留岩柱6；

第四步：中部预留岩柱6开挖完成后，逐段施工底板仰拱14，中柱15以及中板结构16，形成如图3所示的超大断面二次结构。