本技術(shù)涉及隧道施工的，尤其是涉及一種松散堆積體正反結(jié)合隧道出洞施工方法。

背景技術(shù)：

1、隨著隧道與地下工程學(xué)科的發(fā)展，我國的地下結(jié)構(gòu)日益呈現(xiàn)多樣化、復(fù)雜化。由于隧道穿過斷層或破碎帶時(shí)，開挖可能釋放潛在應(yīng)力，地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散或顆粒間無膠結(jié)，巖脈穿插帶、節(jié)理密集帶等破碎結(jié)構(gòu)地層中，巖塊間互相擠壓牽制，開挖后立即失穩(wěn)，易引起隧道在施工過程中坍塌，造成施工不便以及安全隱患，為此，本技術(shù)提供一種松散堆積體正反結(jié)合隧道出洞施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了使隧道在開挖過程中不易坍塌，便于施工、提高施工安全性，本技術(shù)提供一種松散堆積體正反結(jié)合隧道出洞施工方法。

2、本技術(shù)提供的一種松散堆積體正反結(jié)合隧道出洞施工方法采用如下的技術(shù)方案：

3、一種松散堆積體正反結(jié)合隧道出洞施工方法，包括以下步驟：

4、s1、開挖單元隧道：根據(jù)地質(zhì)現(xiàn)場，地面平坦的一側(cè)為正向，地面險(xiǎn)峻的一側(cè)為反向；通過隧道挖掘機(jī)，從正向開挖并出土；通過人工借助挖掘工具，從反向開挖并出土，直至正反向開挖連通；開挖過程中，于需要開挖的整體隧道范圍內(nèi)側(cè)，開挖多個(gè)并列的單元隧道，所述單元隧道與整體隧道的底部齊平；

5、s2、設(shè)置臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)：在單元隧道的開挖過程中，每開挖指定距離，設(shè)置一個(gè)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，直至單元隧道挖掘完成，將臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)拆除，并將隧道挖掘機(jī)退出；

6、s3、開挖整體隧道：通過隧道挖掘機(jī)，從單元隧道正向的洞口處，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)擴(kuò)展，將多個(gè)單元隧道合并，開挖出初步隧道并出土，所述初步隧道沿著外緣修整后，得整體隧道。

7、通過采用上述技術(shù)方案，第一方面，隧道開挖時(shí)，將整體隧道先分成多個(gè)單元隧道進(jìn)行挖掘，由于單元隧道尺寸較小，因此在挖掘過程中需要的動(dòng)力較小，產(chǎn)生的震動(dòng)便較小，而后從單元隧道正向的洞口處，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)擴(kuò)展，將多個(gè)單元隧道挖掘合并，整體所產(chǎn)生的震動(dòng)較小，從而使松散堆積體不易坍塌；

8、第二方面，單元隧道在開挖過程中，設(shè)置了臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減少隧道挖掘過程中坍塌的可能性；

9、第三方面，單元隧道正向、反向開挖結(jié)合，當(dāng)挖掘過程中遇到較大的巖石時(shí)，可從巖石的兩側(cè)對(duì)巖石進(jìn)行挖掘刨除，而非必須將巖石通過爆破的方式炸除，不必產(chǎn)生較大動(dòng)能導(dǎo)致隧道坍塌，進(jìn)一步減少隧道挖掘過程中坍塌的可能性。從上述三個(gè)方面便于隧道施工、提高施工安全性。

10、可選的，所述步驟s3中，在整體隧道開挖前，設(shè)置一段挖掘支撐結(jié)構(gòu)，所述挖掘支撐結(jié)構(gòu)包括支撐樁和支撐桿，所述支撐樁設(shè)置于支撐桿的一端并用于對(duì)支撐桿進(jìn)行支撐，所述支撐桿遠(yuǎn)離支撐樁的一端呈尖狀設(shè)置，所述支撐桿打入需要開挖整體隧道的土壤中；

11、所述支撐桿有多根且呈拱形并列設(shè)置，多根所述支撐桿形成的外拱形面和內(nèi)拱形面分別為第一拱形面和第二拱形面，所述整體隧道的內(nèi)壁拱形面為第三拱形面，所述初步隧道的內(nèi)壁拱形面為第四拱形面，所述第一拱形面與第三拱形面相鄰，所述第四拱形面位于第二拱形面的內(nèi)側(cè)且與第二拱形面相鄰；

12、所述初步隧道沿著外緣休整，即為初步隧道沿著第四拱形面朝向第三拱形面的方向修整，將多根支撐桿之間的土壤修除，得整體隧道；

13、當(dāng)設(shè)置所述挖掘支撐結(jié)構(gòu)的一段整體隧道挖掘并修整完成后，向所述整體隧道后續(xù)方向繼續(xù)推進(jìn)所述挖掘支撐結(jié)構(gòu)，使所述支撐桿打入后面一段需要開挖的整體隧道的土壤中，繼續(xù)開挖與修整，如此反復(fù)，直至所述整體隧道開挖完成。

14、通過采用上述技術(shù)方案，挖掘支撐結(jié)構(gòu)能夠在整體隧道開挖過程中逐段起到有效的支撐作用，減少整體隧道挖掘部位及臨近處坍塌的可能性，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝、移動(dòng)方便。

15、可選的，所述挖掘支撐結(jié)構(gòu)還包括弧形環(huán)，所述支撐桿遠(yuǎn)離自身呈尖狀設(shè)置的一端通過螺栓固定連接于弧形環(huán)上，所述支撐樁固定連接于弧形環(huán)兩端的底部，所述支撐樁的底部支撐于地面上。

16、通過采用上述技術(shù)方案，弧形環(huán)能夠?qū)⒍喔螚U連接為一整體，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而提高支撐的穩(wěn)定性；且支撐桿向后續(xù)整體隧洞中推進(jìn)時(shí)，可整體移動(dòng)與推進(jìn)，提高操作便捷性；另外，支撐樁固定連接于弧形環(huán)兩端的底部。能夠使整體隧道的中部位置留出，便于整體隧道中隧道挖掘機(jī)的出入與出土。

17、可選的，所述支撐桿包括上桿體、下桿體和鎖緊螺栓，所述上桿體的頂端與弧形環(huán)連接，所述上桿體底端的兩側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)動(dòng)柱；

18、所述下桿體的頂端固定固定連接有兩塊轉(zhuǎn)動(dòng)板，兩塊所述轉(zhuǎn)動(dòng)板分別位于上桿體底端的兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板上開設(shè)有供轉(zhuǎn)動(dòng)柱穿設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)孔，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板上還開設(shè)有豎直固定孔和水平固定孔，所述下桿體可轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直狀態(tài)和水平狀態(tài)；

19、當(dāng)所述下桿體轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直狀態(tài)時(shí)，所述鎖緊螺栓同時(shí)螺紋連接于豎直固定孔內(nèi)和上桿體的底端，此時(shí)所述下桿體的底端支撐于地面上；

20、當(dāng)下桿體轉(zhuǎn)動(dòng)至水平狀態(tài)時(shí)，鎖緊螺栓同時(shí)螺紋連接于水平固定孔內(nèi)和上桿體底端的另一處，此時(shí)，向所述整體隧道后續(xù)方向繼續(xù)推進(jìn)弧形環(huán)，從而推進(jìn)所述挖掘支撐結(jié)構(gòu)，使所述支撐桿打入后面一段需要開挖的整體隧道的土壤中，再將所述下桿體轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直狀態(tài)進(jìn)行支撐，進(jìn)行后續(xù)整體隧道的開挖。

21、通過采用上述技術(shù)方案，便于支撐桿的支撐與移動(dòng)。

22、可選的，所述下桿體的底端呈弧形設(shè)置，所述下桿體靠近底端的兩側(cè)固定連接有固定側(cè)耳，所述固定側(cè)耳通過錨桿固定于地面中。

23、通過采用上述技術(shù)方案，下桿體的底端呈弧形設(shè)置，既可起到支撐作用，同時(shí)還有助于減少下桿體在轉(zhuǎn)動(dòng)至水平過程中時(shí)所受到的干擾。下桿體靠近底端的兩側(cè)固定連接有固定側(cè)耳，固定側(cè)耳通過錨桿固定于地面中，則有助于提高下桿體在進(jìn)行支撐時(shí)的穩(wěn)定性。

24、可選的，每當(dāng)所述挖掘支撐結(jié)構(gòu)向整體隧道后續(xù)方向推進(jìn)后，在已開挖的所述整體隧道的內(nèi)壁上安裝拱形的混凝土片，所述混凝土片包括多個(gè)片體，多個(gè)所述片體呈拱形排列。

25、通過采用上述技術(shù)方案，片體之間相互作用，使得混凝土片能夠加強(qiáng)整體隧道內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)一步減少整體隧道坍塌的可能性。

26、可選的，所述片體靠近整體隧道內(nèi)壁的一面上固定連接有插桿，所述插桿遠(yuǎn)離片體的一端呈尖狀設(shè)置。

27、通過采用上述技術(shù)方案，安裝混凝土片時(shí)，將片體上的插桿插入整體隧道內(nèi)壁中即可，操作簡單方便。

28、可選的，所述臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)包括支撐拱、連接桿和支撐墩，所述支撐拱包括中間拱和設(shè)置在中間拱兩端的側(cè)拱，所述連接桿包括中間桿和側(cè)桿，所述中間桿固定連接于中間拱內(nèi)壁的中部，所述側(cè)桿對(duì)應(yīng)連接于側(cè)拱的內(nèi)壁上，所述中間桿和側(cè)桿遠(yuǎn)離支撐拱的一端向支撐拱的中部匯聚并連接于支撐墩上，所述支撐墩設(shè)置于地面上。

29、通過采用上述技術(shù)方案，支撐力由地面?zhèn)鬟f給側(cè)拱的底端以及支撐墩，側(cè)拱將支撐力傳遞給單元隧道內(nèi)壁以及中間拱，支撐墩將支撐力通過中間桿和側(cè)桿分別傳遞給中間拱和側(cè)拱，從而協(xié)同對(duì)單元隧道內(nèi)壁的各個(gè)部位進(jìn)行支撐。

30、可選的，所述中間拱兩端的內(nèi)壁上開設(shè)有安裝槽，所述安裝槽貫穿中間拱的端面，所述側(cè)拱靠近中間拱的一端固定連接有安裝板，所述安裝板設(shè)置于安裝槽內(nèi)且與安裝槽相適配；

31、所述側(cè)桿遠(yuǎn)離支撐墩的一端固定連接有連接柱，所述連接柱穿過安裝板后再穿過安裝槽的底壁。

32、通過采用上述技術(shù)方案，連接柱能夠?qū)?cè)拱和中間拱進(jìn)行連接于限位，且連接方式簡單方便。

33、可選的，所述側(cè)桿包括頂桿和底桿，所述連接柱連接于頂桿上，所述底桿靠近頂桿的一端固定連接有t字塊，所述頂桿的側(cè)面上開設(shè)有供限位塊插設(shè)的t字槽，所述t字槽貫穿頂桿的底端；所述頂桿的側(cè)面上還開設(shè)有與t字槽連通的第一限位槽，所述第一限位槽的開口大于t字槽的開口，所述t字桿的一端固定連接有第一限位板，所述第一限位板通過螺釘可拆卸連接于第一限位槽內(nèi)；

34、所述中間桿底部的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有第一楔形面，所述底桿的底端靠近中間桿的一側(cè)設(shè)置有第二楔形面，兩根所述底桿上的第二楔形面對(duì)稱設(shè)置，所述第一楔形面與第二楔形面對(duì)應(yīng)抵接；

35、所述支撐墩的頂面上開設(shè)有倒三角槽，所述中間桿和底桿的底部插設(shè)于倒三角槽內(nèi)且與倒三角槽相適配；所述倒三角槽貫穿支撐墩的其中一個(gè)側(cè)面，所述支撐墩由倒三角槽貫穿的一個(gè)側(cè)面上開設(shè)有第二限位槽，所述第二限位槽的開口大于倒三角槽的開口，所述第二限位槽內(nèi)通過螺釘可拆卸連接有第二限位板。

36、通過采用上述技術(shù)方案，安裝支撐拱時(shí)，先著力于中間桿上，將中間拱向上頂起，將中間拱安裝于整體隧道內(nèi)壁中部的位置，然后將側(cè)拱抵于整體隧道內(nèi)壁的兩側(cè)，同時(shí)安裝板卡入安裝槽中；

37、然后再將頂桿上的連接柱沿著支撐拱的徑向穿過安裝板后再穿過安裝槽的底壁，隨后再將底桿上的t字桿從支撐拱的軸向穿入t字槽中，而后通過螺栓將第一限位板鎖緊于第一限位槽內(nèi)，此時(shí)第一楔形面和第二楔形面對(duì)應(yīng)抵接，便于實(shí)現(xiàn)連接柱的插入以及第一楔形面和第二楔形面的抵接。

38、若不將側(cè)桿分為頂桿和底桿進(jìn)行安裝，而采用一整根側(cè)桿進(jìn)行安裝，當(dāng)連接柱的插入時(shí)，側(cè)桿的底部會(huì)與中間桿的底部形成干涉，安裝不便。

39、第一楔形面和第二楔形面抵接后，將支撐墩沿著地面從支撐拱的軸向推動(dòng)，使側(cè)桿和中間桿的底部插入倒三角槽中，再通過第二限位板進(jìn)行限位固定。在第一楔形面、第二楔形面、地面、支撐墩、連接柱、中間拱、側(cè)拱和單元隧道內(nèi)壁作用力的作用下，整個(gè)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)與地面和單元隧道之間維持支撐平衡，與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的簡便拆裝，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且操作方便。

40、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

41、1.第一方面，隧道開挖時(shí)，將整體隧道先分成多個(gè)單元隧道進(jìn)行挖掘，所產(chǎn)生的震動(dòng)較??；第二方面，單元隧道在開挖過程中，設(shè)置了臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)；第三方面，單元隧道正向、反向開挖結(jié)合，當(dāng)挖掘過程中遇到較大的巖石時(shí)，可從巖石的兩側(cè)對(duì)巖石進(jìn)行挖掘刨除，而非必須將巖石通過爆破的方式炸除，不必產(chǎn)生較大動(dòng)能；從上述三個(gè)方面使隧道不易坍塌，便于隧道施工、提高施工安全性；

42、2.挖掘支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置能夠在整體隧道開挖過程中逐段起到有效的支撐作用，減少整體隧道挖掘部位及臨近處坍塌的可能性，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝、移動(dòng)方便；

43、3.通過臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，支撐力由地面?zhèn)鬟f給側(cè)拱的底端以及支撐墩，側(cè)拱將支撐力傳遞給單元隧道內(nèi)壁以及中間拱，支撐墩將支撐力通過中間桿和側(cè)桿分別傳遞給中間拱和側(cè)拱，從而協(xié)同對(duì)單元隧道內(nèi)壁的各個(gè)部位進(jìn)行支撐，臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)與地面和隧道內(nèi)壁相互作用，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且便于拆裝。