从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法
【专利摘要】本发明要解决的技术问题是铁路道岔区暗挖隧道洞室群从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法；首先分别从已经开挖成型的相邻两个小断面洞室中，开挖前方的同一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑；其次在两个小断面洞室端头，从一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑向另一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑，开挖大断面洞室上台阶的中隔墙横向导坑；再从中隔墙横向导坑向上挑顶扩挖至大断面洞室拱顶；而后依次开挖大断面洞室下台阶左半幅与大断面洞室下台阶右半幅，最后开挖大断面洞室仰拱，实现从两个小断面洞室扩挖合并为一个大断面洞室。本发明施工方法简单，工序转换时间较短，开挖及支护措施简便易行，施工安全风险小，利于洞室围岩及初期支护稳定。
【专利说明】从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路道岔区暗挖隧道洞室施工【技术领域】，具体涉及IV、V级围岩从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法。
【背景技术】
[0002]公知，铁路道岔区暗挖隧道洞室群一般采用先开挖合修的大断面洞室，然后再从大断面洞室逐个开挖两个小断面洞室，但其前提条件是合修的大断面洞室要具备先行开挖的施工环境和条件。如果现场施工环境和地质条件(如IV、V级围岩)受限制，只能采用先开挖两个小断面洞室，然后再合并开挖大断面洞室，即只能从两个小断面洞室扩挖合并为一个大断面洞室，则需要创造一种新的施工方法。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是铁路道岔区暗挖隧道洞室群从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法。
[0004]本发明解决所述技术问题所采用的技术方案如下:一种从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法；首先分别从已经开挖成型的相邻两个小断面洞室中，开挖前方的同一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑；其次在两个小断面洞室端头，从一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑向另一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑，开挖大断面洞室上台阶的中隔墙横向导坑；再从中隔墙横向导坑向上挑顶扩挖至大断面洞室拱顶；而后依次开挖大断面洞室下台阶左半幅与大断面洞室下台阶右半幅，最后开挖大断面洞室仰拱，实现从两个小断面洞室扩挖合并为一个大断面洞室。具体施工步骤如下:
A、从左侧小断面洞室开挖前方的大断面洞室上台阶左侧壁导坑，开挖长度5m，在大断面洞室上台阶左侧壁导坑底部设置左侧壁导坑临时仰拱，将上台阶左侧壁导坑的初期支护闭合成环；
B、从右侧小断面洞室开挖前方的大断面洞室上台阶右侧壁导坑，开挖长度5m，在大断面洞室上台阶右侧壁导坑底部设置右侧壁导坑临时仰拱，将上台阶右侧壁导坑的初期支护闭合成环；
C、从大断面洞室上台阶左侧壁导坑向大断面洞室上台阶右侧壁导坑，或者从大断面洞室上台阶右侧壁导坑向大断面洞室上台阶左侧壁导坑，开挖中隔墙横向导坑，开挖跨度为3m;在中隔墙横向导坑底部设置中隔墙临时仰拱，完成左侧壁导坑临时仰拱、中隔墙临时仰拱与右侧壁导坑临时仰拱的连接；
D、在中隔墙横向导坑内，逐层向上挑顶扩挖到大断面洞室拱顶，完成大断面洞室上台阶中隔墙拱顶的初期支护，将大断面洞室上台阶的初期支护闭合成环；继续向前开挖大断面洞室上台阶中隔墙，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距，完成大断面洞室上台阶的开挖及支护；
E、开挖大断面洞室下台阶左半幅，完成大断面洞室下台阶左侧的初期支护，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距；
F、开挖大断面洞室下台阶右半幅，完成大断面洞室下台阶右侧的初期支护，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距；
G、开挖大断面洞室仰拱，开挖长度3m，设置仰拱基底的初期支护，将大断面洞室的初期支护闭合成环，完成从两个小断面洞室合并为一个大断面洞室的扩挖。
[0005]本发明与现有技术的一般铁路道岔区暗挖隧道洞室群从大断面洞室开挖两个小断面洞室的方法相比较，在大断面洞室不具备先行开挖环境和条件的情况下，采用在大断面洞室上台阶中隔墙开挖横向导坑的方式，创造了从两个小断面洞室扩挖合并为一个大断面洞室的新的施工方法，本发明具有以下优点:
1、将小断面洞室台阶法开挖与大断面洞室双侧壁导坑法结合使用，仅在大断面洞室中隔墙增加了一个横向导坑配合施工，就完成了工序转换，施工方法简单，工序转换时间较短；
2、适用于不同跨度和多种断面形式的隧道洞室群从2个以上小断面洞室开始施工，最终合并为一个大断面洞室的扩挖施工，开挖及支护措施简便易行，施工安全风险较小；
3、在地质条件发生变化时，便于及时、灵活的转换施工方法；当围岩变形较大时，可以尽快将初期支护闭合成环，有利于洞室围岩及初期支护稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是开挖完成大断面洞室上台阶左侧壁导坑的结构示意图，
图2是开挖完成大断面洞室上台阶左侧壁导坑和大断面洞室上台阶右侧壁导坑的结构示意图，
图3是开挖完成大断面洞室上台阶左侧壁导坑、大断面洞室上台阶右侧壁导坑和中隔墙横向导坑的结构示意图，
图4是开挖完成大断面洞室上台阶的结构示意图，
图5是开挖完成大断面洞室上台阶和大断面洞室下台阶左半幅的结构示意图，
图6是开挖完成大断面洞室上台阶和大断面洞室下台阶的结构示意图，
图7是开挖完成大断面洞室的结构示意图，
图8是隧道断面设计开挖轮廓构造图。
[0007]图中:1 一大断面洞室上台阶左侧壁导坑，2—左侧壁导坑临时仰拱，3—大断面洞室上台阶右侧壁导坑，4一右侧壁导坑临时仰拱，5—中隔墙横向导坑，6—大断面洞室上台阶中隔墙，7—中隔墙临时仰拱，8—大断面洞室下台阶左半幅，9一大断面洞室下台阶右半幅，10—大断面洞室仰拱，11 一左侧小断面洞室，12—右侧小断面洞室，13—大断面洞室。
【具体实施方式】
[0008]实施例1 从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法；按下述步骤施工:
步骤A、参见图1:从左侧小断面洞室11开挖前方的大断面洞室上台阶左侧壁导坑1，开挖长度5m，设置左侧壁导坑临时仰拱2，将大断面洞室上台阶左侧壁导坑I的初期支护闭合成环； 步骤B、参见图2:从右侧小断面洞室12开挖前方的大断面洞室上台阶右侧壁导坑3，开挖长度5m，设置右侧壁导坑临时仰拱4，将大断面洞室上台阶右侧壁导坑3的初期支护闭合成环；
步骤C、参见图3:从大断面洞室上台阶左侧壁导坑I向大断面洞室上台阶右侧壁导坑3，开挖中隔墙横向导坑5，开挖跨度为3m ;在中隔墙横向导坑5底部设置中隔墙临时仰拱7，完成左侧壁导坑临时仰拱2、右侧壁导坑临时仰拱4与中隔墙临时仰拱7的连接；
步骤D、参见图4:在中隔墙横向导坑5内，逐层向上挑顶扩挖大断面洞室上台阶中隔墙6的拱部，设置大断面洞室中隔墙6拱顶的初期支护，完成大断面洞室左侧壁导坑1、大断面洞室右侧壁导坑3与大断面洞室中隔墙6拱顶初期支护的连接，从而将大断面洞室上台阶的初期支护闭合成环；继续向前开挖大断面洞室中隔墙6，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距，完成大断面洞室上台阶的开挖及支护；
步骤E、参见图5:开挖大断面洞室下台阶左半幅8，完成大断面洞室下台阶左侧的初期支护，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距；
步骤F、参见图6:开挖大断面洞室下台阶右半幅9，完成大断面洞室下台阶右侧的初期支护，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距；
步骤G、参见图7:开挖大断面洞室仰拱10，开挖长度3m，完成大断面洞室下台阶左半幅8、大断面洞室下台阶右半幅9与大断面洞室仰拱10的初期支护连接，从而将大断面洞室的初期支护闭合成环，完成从左侧小断面洞室11、右侧小断面洞室12这两个小断面洞室合并为一个大断面洞室13的扩挖。
[0009]按照上述A — B — C — D — E — F — G步骤，完成从两个小断面洞室合并为一个大断面洞室扩挖；图8所示为隧道断面设计开挖轮廓构造图。
[0010]实施例2从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法；按下述步骤施工:
步骤A、步骤B、同实施例一；
步骤C、参见图3:从大断面洞室上台阶右侧壁导坑3向大断面洞室上台阶左侧壁导坑1，开挖中隔墙横向导坑5，开挖跨度为3m ;在中隔墙横向导坑5底部设置中隔墙临时仰拱7，完成左侧壁导坑临时仰拱2、右侧壁导坑临时仰拱4与中隔墙临时仰拱7连接；
步骤D、步骤E、步骤F、步骤G、同实施例一。
【权利要求】
1.一种从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法；其特征在于:首先分别从已经开挖成型的相邻两个小断面洞室中，开挖前方的同一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑；其次在两个小断面洞室端头，从一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑向另一侧的大断面洞室上台阶侧壁导坑，开挖大断面洞室上台阶的中隔墙横向导坑；再从中隔墙横向导坑向上挑顶扩挖至大断面洞室拱顶；而后依次开挖大断面洞室下台阶左半幅与大断面洞室下台阶右半幅，最后开挖大断面洞室仰拱，实现从两个小断面洞室扩挖合并为一个大断面洞室。
2.如权利要求1所述的一种从两个小断面洞室合并到一个大断面洞室的扩挖方法；其特征在于施工步骤如下: A、从左侧小断面洞室开挖前方的大断面洞室上台阶左侧壁导坑，开挖长度5m，在大断面洞室上台阶左侧壁导坑底部设置左侧壁导坑临时仰拱，将上台阶左侧壁导坑的初期支护闭合成环； B、从右侧小断面洞室开挖前方的大断面洞室上台阶右侧壁导坑，开挖长度5m，在大断面洞室上台阶右侧壁导坑底部设置右侧壁导坑临时仰拱，将上台阶右侧壁导坑的初期支护闭合成环； C、从大断面洞室上台阶左侧壁导坑向大断面洞室上台阶右侧壁导坑，或者从大断面洞室上台阶右侧壁导坑向大断面洞室上台阶左侧壁导坑，开挖中隔墙横向导坑，开挖跨度为3m;在中隔墙横向导坑底部设置中隔墙临时仰拱，完成左侧壁导坑临时仰拱、中隔墙临时仰拱与右侧壁导坑临时仰拱的连接； D、在中隔墙横向导坑内，逐层向上挑顶扩挖到大断面洞室拱顶，完成大断面洞室上台阶中隔墙拱顶的初期支护，将大断面洞室上台阶的初期支护闭合成环；继续向前开挖大断面洞室上台阶中隔墙，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距，完成大断面洞室上台阶的开挖及支护； E、开挖大断面洞室下台阶左半幅，完成大断面洞室下台阶左侧的初期支护，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距； F、开挖大断面洞室下台阶右半幅，完成大断面洞室下台阶右侧的初期支护，每循环开挖步距不超过2榀钢架间距； G、开挖大断面洞室仰拱，开挖长度3m，设置仰拱基底的初期支护，将大断面洞室的初期支护闭合成环，完成从两个小断面洞室合并为一个大断面洞室的扩挖。
【文档编号】E21D9/01GK104265305SQ201410380966
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】封军华, 车轶华, 杨雄, 谭力, 李敏, 李光军, 林昌贵 申请人:中铁二十一局集团有限公司