1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法。
背景技术：
2.一般来说，隧道贯通应采用双向开挖贯通的方式，两端隧洞入口处同时做好防护，同时掘进到山体中部交汇贯通，贯通处四周围岩坚固稳定，贯通时隧洞安全系数高。但是在现实情况中，常常受到地理条件的限制，导致一端隧道口施工困难，不具备大型建筑机械施工条件，无法进行大规模掘进施工，因此无法采用双向开挖掘进的方式施工，只能采用单向掘进，在洞口附近贯通的施工方案。
3.但是隧洞单向掘进也有以下难点：由于靠近洞口处的岩体薄弱，且处于山体偏压状态，大型机械工作的震动下，土体易下滑坍塌，极易发生洞口落石，山体滑坡等事故，严重影响洞口贯通部的施工安全。
4.查询到关于可调模板的现有技术如下：关键词：隧道、隧洞、单向掘进现有文献中，记录了一些关于隧洞单向掘进贯通的现有技术：1、浅谈隧道单向掘进出洞施工实践；《水工隧洞技术应用与发展》，作者：张文涛、付海玉；其中描述：当隧洞接近出口时，停止掘进，采用从洞内挖掘小导洞的方式出洞，然后对洞口处进行防护，然后继续从洞内向洞外施工，直至贯通。
5.2、隧道单向掘进出洞施工技术；《隧道与地下工程》，作者：高峰；其中描述：在隧道出口段，采用注浆小导管超前支护，拱顶设置小导洞先行贯通，贯通后进行洞外边仰坡防护，再由洞内向洞外采用预留核心土环形台阶法开挖，边开挖边支护，最终达到隧道整体贯通。
6.3、一种陡峭悬崖隧道出洞工法；申请号：cn201410708082.5；申请人：大连市市政设计研究院有限责任公司；摘要：陡峭悬崖隧道出洞工法，采用单向掘进方案，包括：s1、洞身采用交叉中隔壁法开挖，将洞身分为右上、左上、右下以及左下导洞进行开挖，并进行临时支护和初期支护；s2、在掌子面距出口成洞面7-9m时，先开挖上中小导洞，再安装上中小导洞拱部的初期支护和两侧的临时支护，出洞后，进行洞口刷坡和支护；s3、拆除临时支护，从上中小导洞向洞身两侧扩挖洞身上半断面至洞口；s4、开挖下半断面至洞口。本发明的陡峭悬崖隧道出洞工法为单向掘进，并采用上中小导洞由内向外出洞，能最大限度的延伸洞口，保证隧道施工安全，避免传统方式中正面入洞需架设施工便桥而花费较多时间、经费的问题，同时，避免正面入洞盲目刷坡，最大限度的保护了原地形地貌。
7.虽然现有文献中记叙了一些单向掘进隧道的方法过程，但是在即将出洞的贯通阶段，依然存在一定的落石、坍塌的风险。
技术实现要素：
8.本发明的目的是提供一种隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，可降低单向
掘进至出口附近，由于围岩土体薄弱松软造成的洞口落石，山体滑坡等事故，极大提高了洞口处施工的安全。
9.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照正常掘进方式单向掘进至距洞口暗洞桩号30m；（2）停止掘进，并在隧洞的山体内侧部位，改成单侧壁导洞法，开始沿导洞上台阶开挖，边掘进边支护，并进行内壁的正向初期支护，同时也进行外侧洞壁的临时支护；（3）当导洞上台阶掘进5-10m后，导洞下台阶开挖，边掘进边支护，并进行内壁的正向初期支护，同时也进行外侧洞壁的临时支护，直至隧洞掘进至洞口暗洞桩号，出洞完成；（4）施工洞口截排水沟，管棚施工；（5）反向掘进，主洞上台阶开挖，在主洞上台阶的外侧洞壁进行反向初期支护，边掘进边支护；（6）当导洞上台阶掘进5-10m后，主洞下台阶开挖，在主洞上台阶的外侧洞壁进行反向初期支护，边掘进边支护，掘进的同时逐渐拆除临时支护，直至隧洞完全贯通；（7）浇筑隧道仰拱，铺设土工布、防水板，采用模板台车全断面一次模筑二次衬砌；所述隧道掘进按架立一环钢拱架为一循环进尺。
10.所述正向初期支护、临时支护和反向初期支护的施工顺序均为：初喷混凝土-挂钢筋网-架钢拱架-复喷混凝土-打设锚杆。
11.步骤（2）中，沿导洞上台阶开挖之前，使用小导管超前支护导洞上台阶的内外侧壁，并向小导管内注浆填充加固。
12.本发明隧道施工结构如下：隧洞靠近山体侧为正向掘进导洞，正向掘进导洞上部为导洞上台阶，下部为导洞下台阶；掘进时，导洞上台阶和导洞下台阶的内侧壁铺设正向初期支护，外侧壁铺设临时支护；隧洞远离山体侧为反向掘进主洞，掘进时，主洞上台阶和主动下台阶的外侧壁铺设反向初期支护。
13.所述正向初期支护包括：正向初期支护层a、正向初期支护层b、正向初期支护层c和正向初期支护层d，锚杆垂直穿过以上各层，端部穿入围岩内锚定。
14.所述临时支护包括：临时支护层a、临时支护层b、临时支护层c和临时支护层d，锚杆垂直穿过以上各层，端部穿入岩土内锚定。
15.所述反向初期支护包括：反向初期支护层a、反向初期支护层b、反向初期支护层c和反向初期支护层d，锚杆垂直穿过以上各层，端部穿入围岩内锚定。
16.正向掘进导洞的内外侧壁设置小导管超前支护。
17.所述隧洞的反向入口围岩上设置管棚和套拱。
18.本发明结构原理如下：越接近隧洞入口，掘进施工风险越大，在掘进至距洞口暗洞桩号30m左右时候，由正常掘进方式改为单侧壁导洞法进行掘进。在靠近山体内侧的隧洞部分掘进导洞，由于内侧山体岩体厚度较大，较为稳妥，导洞先从上台阶开始分步掘进，可以一面做好顶侧部支护一面掘进，为后进下台阶掘进提供良好基础，同时下台阶掘进也同时做好侧部支护，整个导洞围岩的应力得到有效支撑。直至掘进贯穿整个隧洞。
19.当导洞贯穿后，并且导洞顶部和侧部得到稳定加固支撑，形成隧洞截面扩大的良好条件，即可反向掘进，对隧洞进行扩大掘进，反向掘进前，还需要管棚和套拱对隧洞截面轮廓进行加固，进一步稳定隧洞洞口处上方的岩体和土层，确保主洞开始掘进时的安全。主洞掘进依然采用上下台阶法进行，由于前期正向掘进时导洞打下的良好支护基础，主洞掘进大大提高了安全性，在掘进的过程中，逐渐将临时支护拆除，直至整个隧洞贯通。
20.本发明的优点：1、本发明采用单侧壁导洞法结合反向上下台阶掘进的方法进行隧洞单向掘进施工，极大提高了洞口处施工的安全，降低单向掘进至出口附近，由于围岩土体薄弱松软造成的洞口落石，山体滑坡等事故。本发明采用台阶法+正反向掘进结合的方式，避免了隧洞单侧掘进出洞造成的贯通瞬间，由于处于洞口土体围岩最薄弱阶段，扰动土体造成的碎石掉落、土体小范围坍塌的风险。
21.2、本发明避免了隧道洞口通常采用双边掘进在洞内贯通的方式，双面掘进洞内贯通需要增建两端的场地，费用大，采用本发明单向掘进的方法不但有效解决了洞口的安全问题，还可以节省基建场地，便道等工程费用；据测算每处洞口能节约数百万万元。
22.附图说明：图1为本发明正向掘进导洞的隧洞横断面结构示意图；图2为本发明隧洞出口处横断面结构示意图；图3为本发明反向掘进主洞的隧洞横断面结构示意图；图中的序号和部件名称为：1、导洞上台阶；2、导洞下台阶；31、临时支护层a；32、临时支护层b；33、临时支护层c；34、临时支护层d；4、小导管；5、锚杆；61、正向初期支护层a；62、正向初期支护层b；63、正向初期支护层c；64、正向初期支护层d；7、管棚；8、套拱；9、主洞上台阶；12、主洞下台阶；111、反向初期支护层a；112、反向初期支护层b；113、反向初期支护层c；114、反向初期支护层d。
具体实施方式
23.实施例1一种隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照正常掘进方式单向掘进至距洞口暗洞桩号30m；（2）停止掘进，并在隧洞的山体内侧部位，改成单侧壁导洞法，开始沿导洞上台阶开挖，边掘进边支护，并进行内壁的正向初期支护，同时也进行外侧洞壁的临时支护；（3）当导洞上台阶掘进5-10m后，导洞下台阶开挖，边掘进边支护，并进行内壁的正向初期支护，同时也进行外侧洞壁的临时支护，直至隧洞掘进至洞口暗洞桩号，出洞完成；（4）施工洞口截排水沟，管棚施工；（5）反向掘进，主洞上台阶开挖，在主洞上台阶的外侧洞壁进行反向初期支护，边掘进边支护；（6）当导洞上台阶掘进5-10m后，主洞下台阶开挖，在主洞上台阶的外侧洞壁进行反向初期支护，边掘进边支护，掘进的同时逐渐拆除临时支护，直至隧洞完全贯通；（7）浇筑隧道仰拱，铺设土工布、防水板，采用模板台车全断面一次模筑二次衬砌；所述隧道掘进按架立一环钢拱架为一循环进尺。
24.所述正向初期支护、临时支护和反向初期支护的施工顺序均为：初喷混凝土-挂钢筋网-架钢拱架-复喷混凝土-打设锚杆。
25.步骤（2）中，沿导洞上台阶开挖之前，使用小导管超前支护导洞上台阶的内外侧壁，并向小导管内注浆填充加固。技术特征：
1.一种隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照正常掘进方式单向掘进至距洞口暗洞桩号30m；（2）停止掘进，并在隧洞的山体内侧部位，改成单侧壁导洞法，开始沿导洞上台阶开挖，边掘进边支护，并进行内壁的正向初期支护，同时也进行外侧洞壁的临时支护；（3）当导洞上台阶掘进5-10m后，导洞下台阶开挖，边掘进边支护，并进行内壁的正向初期支护，同时也进行外侧洞壁的临时支护，直至隧洞掘进至洞口暗洞桩号，出洞完成；（4）施工洞口截排水沟，管棚施工；（5）反向掘进，主洞上台阶开挖，在主洞上台阶的外侧洞壁进行反向初期支护，边掘进边支护；（6）当导洞上台阶掘进5-10m后，主洞下台阶开挖，在主洞上台阶的外侧洞壁进行反向初期支护，边掘进边支护，掘进的同时逐渐拆除临时支护，直至隧洞完全贯通；（7）浇筑隧道仰拱，铺设土工布、防水板，采用模板台车全断面一次模筑二次衬砌。2.根据权利要求1所述隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，其特征在于，所述隧道掘进按架立一环钢拱架为一循环进尺。3.根据权利要求1所述隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，其特征在于，所述正向初期支护、临时支护和反向初期支护的施工顺序均为：初喷混凝土-挂钢筋网-架钢拱架-复喷混凝土-打设锚杆。4.根据权利要求1所述隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，其特征在于，步骤（2）中，沿导洞上台阶开挖之前，使用小导管超前支护导洞上台阶的内外侧壁，并向小导管内注浆填充加固。
技术总结
本发明具体涉及一种隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法，经过正常单向掘进，单侧壁导洞法掘进，同时支护侧壁，反向主洞掘进，同时支护侧壁和拆除临时支护，直至隧洞贯通的施工步骤，本发明可降低单向掘进至出口附近，由于围岩土体薄弱松软造成的洞口落石，山体滑坡等事故，极大提高了洞口处施工的安全。极大提高了洞口处施工的安全。极大提高了洞口处施工的安全。
技术研发人员：郑寰宇 周祥 梁露 蒋昌盛 李晓敏 谭傢元 熊成 杨文忠 黄春龙 陈人豪 黄云 王涛 孙朋雷 周东迎
受保护的技术使用者：广西交通设计集团有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/3/25
声明：
“隧洞单向掘进在洞口附近贯通的施工方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：广西交通设计集团有限公司
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