一种破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜U型锚碇隧道转弯段开挖方法与流程

本发明涉及陡倾斜u型锚碇领域，具体来讲是一种破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜u型锚碇隧道转弯段开挖方法。

背景技术：

1、藏区，为世界上板块间构造活动最为活跃区域，隆起世界最高最陡坡降带，成为能源、资源最为富集地，业已成为高速公路、高速铁路主战场，而深切峡谷陡峭破碎坡体，造就特大悬索桥特长隧道循环相连，特大悬索桥仅能以山体为柱，主缆绕其以拽拉住特长大悬索桥，需施作陡倾斜“u”型锚碇而非普通直线型锚碇。

2、陡倾斜“u”型锚碇建造不仅因是世界首创，更因是陡峭的地势，破碎的山体，高应力的地质构造，致使建造异常艰难。

技术实现思路

1、因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种安全可靠、技术可行、经济合理、质量上佳破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜“u”型锚碇隧道转弯段开挖方法。

2、本发明是这样实现的，构造一种破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜u型锚碇隧道转弯段开挖方法，其特征在于；施作操作为；

3、1）、将u型锚碇隧道分成三种完全不同的工法开挖；

4、自上而下直线段折面开挖、过渡段旋转折面开挖、下弯曲段掏槽逐层开挖，直线段折面开挖、过渡段旋转折面开挖，且支护紧跟，循环进行；过渡段旋转折面开挖，确保支护钢拱架径向布置；下弯曲段掏槽逐层开挖，因以圆为母线旋转形成倾斜u半圆体段，为整个u型锚碇隧道建造最难，最危险段，宜采用逐层开挖，每层中间开槽；

5、2）、过渡段旋转折面开挖；

6、为减少下弯曲段开挖量，同时为下弯曲段施作创造良好开挖条件，需过渡段延续直线段折面开挖方式，仅是折面旋转，直至使工作平台水平低于下弯曲段最低断面其顶点高度最适宜人工作，可取2.5m；

7、3）、最顶层开挖与支护；

8、最顶层采用先中导洞两侧留斜坡开挖法，导洞断面尺寸、形状以安全、操作方便为定，导洞先行工作面3-5m，可使应力峰值外移，增加爆破补偿空间和降震；留两侧斜坡可解决最顶层两侧无操作空间问题，同时支撑围岩，确保钢拱架落地。最顶层贯通后，再进入下层施工；

9、4）、接顶层层开挖与支护；

10、接顶层层采取先拉中槽两侧留斜坡开挖法，中槽断面尺寸、形状以安全、操作方便为定，中槽先行工作面3-5m，可使应力峰值外移，增加爆破补偿空间和降震。留两侧斜坡可解决接顶层层两侧无操作空间问题，同时支撑围岩，确保钢拱架落地；中槽也可直接拉通，再进行顶层斜坡外岩体以及接顶层层堑沟剩余岩体开挖，但支护紧跟开挖，循环进行直至贯通；

11、5）、各下下层先拉中槽开挖与支护；

12、因各下下层开挖轮廓已满足作业空间要求，不留斜坡，但仍采取先拉中槽，中槽断面尺寸、形状以安全、操作方便为定，中槽可先行拉通，也可掌子面紧跟中槽面≥3m，可使应力峰值外移，增加爆破补偿空间和降震，同时增加工作面。

13、本发明具有如下优点：本专利针对上述困难，本发明提供一种安全可靠、技术可行、经济合理、质量上佳破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜u型锚碇隧道转弯段开挖方法。其具体特点为：

14、1、结构上，u型锚碇隧道与直线型锚碇隧道有本质上不同，直线型锚碇隧道左右幅均为直线型（图1），且相互独立，而u型锚碇隧道由上端直线部分与下端弯曲部分构成，左右幅直线部分由下端弯曲部分连续贯通而成一体（图2）；

15、2、受力体系，u型隧道锚碇与直线型隧道锚碇有本质上不同，直线型隧道锚碇拽拉悬索桥锚固索力为其嵌合力（图1），而u型隧道锚碇不仅形成嵌合力，更多是以山体为柱形成栓拉力（图2）；

16、3、适应坡体地质条件、地势要求不同。直线型隧道锚碇山体整体性需较好，而u型隧道锚碇坡体可更破碎，地势更陡，显然其要求更低，更适合、更针对陡峻破碎坡体；

17、4、u型锚碇隧道下端弯曲部分中心线所在面倾斜，其倾斜角度与上部两直线段轴线所在面同一（图3）；

18、5、u型锚碇隧道下端弯曲部分包络宽度很小，近50m, 中轴线路径长度,近90m,从左右向中间建造推进，长度折半，不足50m，且宽度不足18m，断面圆形且倾斜的狭窄地下弯曲体，不适宜大型设备作业，如有且仅有单独建造，仅适需少量小型设备；

19、7、u型锚碇隧道为地下弯曲空间，下端弯曲部分因短，深度仅有20m,不适宜多台阶，多工作面开挖，工作平台主体仅适宜单一水平面，且确保同层完成，再逐层施作，而非多层并行作业，其有利于设备行走和作业，人员来往，材料转运与堆存，确保地下空间曲体有很好施工条件；

20、8、u型锚碇隧道建造较普通隧道难度大，而下端弯曲部分较上端直线部分施工难度更大，为减少下端弯曲部分施作工作量，上端直线部分开挖工法尽量使用，甚至延至最低断面顶部下2m-3m水平面，但初支从曲线直线切点按照曲线端布置（图3）；

21、9、最顶层开挖支护。最低断面顶部下2m-3m水平面中线布置导洞，以达到应力释放、增加爆破补偿空间，减小振动，弱化围岩扰动，探明地质；尔后进行双斜壁隧道开挖，支护紧跟，直至贯通。

22、10、接顶层层先拉槽至贯通，然后将最顶层两边余下岩体与该层双斜壁堑沟内岩体开挖，支护紧跟，直至贯通，若围岩整体性好，开挖贯通后，再支护。也可接顶层层先拉槽，最顶层两边余下岩体与该层双斜壁堑沟内岩体开挖，开挖后立即支护，然后循环直至贯通。若围岩整体性好，开挖贯通后，再支护；

23、11、因锚碇隧道下端弯曲体是以圆为母线，关于某点倾斜旋转而成，所形成弯曲空间体也必然聚焦对称，其支护钢拱架延长线也必然聚焦该点，因此钢拱架弯曲体中线内侧密集，外侧稀疏，因此钢拱架安装较普通隧道工程，直线型锚碇隧道工程布设要求更高。

技术特征：

1.一种破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜u型锚碇隧道转弯段开挖方法，其特征在于；施作操作为；

2.最顶层贯通后，再进入下层施工；

3.留两侧斜坡可解决接顶层层两侧无操作空间问题，同时支撑围岩，确保钢拱架落地；中槽也可直接拉通，再进行顶层斜坡外岩体以及接顶层层堑沟剩余岩体开挖，但支护紧跟开挖，循环进行直至贯通；

技术总结本发明公开了一种破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜U型锚碇隧道转弯段开挖方法，其特征在于；施作操作为；1）、将U型锚碇隧道分成三种完全不同的工法开挖；2）、过渡段旋转折面开挖；3）、最顶层开挖与支护；4）、接顶层层开挖与支护；5）、各下下层先拉中槽开挖与支护。本专利针对上述困难，本发明提供一种安全可靠、技术可行、经济合理、质量上佳破碎坡体高角度逆冲断层侧穿倾斜U型锚碇隧道转弯段开挖方法。因此，每一循环都有上一次循环护顶而施工安全，同时改善施工条件，不但操作简便，质量上乘，造价低廉，而且进度高效。技术研发人员：张丹,张航川,柏国胜,王祥,裴斌嘉,任海滨受保护的技术使用者：四川公路桥梁建设集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18