本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法。
背景技术：
在单线隧道施工过程中，常常因为需要增设会让站或中间站，需要在部分路段将单线隧道扩为双线隧道。
目前在隧道断面扩挖时，通常采用直接将单线隧道扩挖为双线隧道，但由于隧道埋深大、地应力高及断面易发生突变，而在施工过程中极易引起围岩变形大，因此，导致初支侵入二衬，甚至塌方，存在很大的安全风险。
因此，有必要采取合理的施工方法以保证单线隧道扩为双线隧道的施工过程中的施工安全。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，在单线隧道向双线过渡时，通过设置临时过渡段，将过渡段初支临时封闭成环，逐榀将单线断面扩大至双线断面，并及时架设临时型钢钢架，再将隧道边墙封闭，然后反向将过渡段逐榀扩挖至双线段，保证施工安全。
具体的，主要通过以下技术方案来实现：
一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，包括以下步骤：
在单线隧道中设置一段临时过渡段，并通过架设钢架将所述临时过渡段的隧道边墙进行封闭，所述临时过渡段为需要将单线隧道扩挖至双线隧道的施工段；在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面；反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段，反向为双线断面至单线断面的方向。
优选地，在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面之前，还包括：在距离单线断面第一预设距离处以第一预设外插角施工第一排超前小导管；在所述临时过渡段的第二榀钢架处以第二预设外插角施工第二排超前小导管。
优选地，所述第一排超前小导管与第二排超前小导管纵向间距为1.8m，位于同排的每相邻两个超前小导管的环向间距为0.4m，每根超前小导管的长度为3.5m。
优选地，在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面，具体包括：在所述临时过渡段中逐榀开挖至双线隧道开挖轮廓线，并施作开挖周边初期支护和临时支护，重复开挖步骤，直至将单线断面扩挖至双线断面。
优选地，所述初期支护包括初喷混凝土、铺设钢筋网、施工系统锚杆、架设钢架以及复喷混凝土，其中所述系统锚杆与钢架固定连接；所述临时支护包括架设临时支护钢架，所述临时支护钢架与焊接在所述初期支护的钢架翼缘板上的连接钢板相连，形成闭合支护。
优选地，在反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段之前，还包括：在所述临时过渡段架设的最后一榀钢架处以第一预设倾角施工第一排反向超前小导管；在距离所述第一排反向超前小导管的纵向预设间距处以第二预设倾角施工第二排反向超前小导管。
优选地，所述预设间距为1.8m，所述第一预设倾角为10°～12°，第二预设倾角为10°～12°。
优选地，反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段，具体包括：在所述临时过渡段中逐榀反向开挖至双线隧道开挖轮廓线，并施作反向开挖的周边初期支护和临时支护，重复反向开挖步骤，直至将所述临时过渡段扩挖至双线段。
优选地，所述反向开挖的初期支护包括初喷混凝土、铺设钢筋网、施工系统锚杆、架设钢架以及复喷混凝土，其中所述系统锚杆与钢架固定连接。
优选地，还包括：软岩大变形时，在所述临时过渡段设置临时仰拱。
本发明相较于现有技术具有以下有益效果：
在单线隧道中设置临时过渡段，并将过渡段初支临时封闭成环，在临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面，然后再反向将临时过渡段逐榀反挖为双线段，由单线隧道向双线过渡。解决了传统单线隧道扩挖为双线隧道施工过程中存在的安全风险问题，提高了施工安全性。
附图说明
1、图1为本发明提供的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法流程示意图；
2、图2为本发明提供的扩挖段横断面示意图；
3、图3为本发明提供的扩挖段纵断面示意图；
4、图4为本发明提供的扩挖段平面示意图；
5、图5为本发明提供的反挖段横断面示意图；
6、图6为本发明提供的反挖段纵断面示意图；
7、图7为本发明提供的反挖段平面示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更清楚的理解本发明的核心思想，下面将结合附图对其进行详细的说明。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，包括以下步骤：
步骤10，超前地质预报。
超前地质预报是施工中的重要环节，通常采用地震波地质探测仪法、地震反射波法、红外探水法、超前水平探孔法、加深炮孔法及地质调查法相结合的方法，通过综合判断，得出待施工段的水文地质情况。通过超前地质预报可进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工，降低地质灾害的发生几率和危害程度，为施工方案提供依据。
如图2-4所示：
步骤20，在单线隧道中设置一段临时过渡段，并通过架设钢架将所述临时过渡段的隧道边墙进行封闭，所述临时过渡段为需要将单线隧道扩挖至双线隧道的施工段。
步骤30，超前支护。
在开挖之前，即，在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面之前，在距离单线断面前50cm处以50°外插角施工第一排超前小导管；如步骤20，在临时过渡段架设有用于封闭隧道边墙的钢架，包括la、lb、lc、ld、le、lf、lg、lh，la为第一榀钢架，lh为最后一榀钢架，在第二榀钢架处以40°外插角施工第二排超前小导管。第一排超前小导管与第二排超前小导管之间的纵向间距为1.8m，位于同排的每相邻两个超前小导管的环向间距0.4m，长度为3.5m/根，需要说明的是，在施工超前小导管过程中，需及时注浆加固岩体，避免岩体变形，保证施工的安全。
步骤40，在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面。
超前小导管施工完成后隧道进行扩挖，由la至lh逐榀扩挖，每次开挖长度为1榀，钢架间距为0.6m，每个开挖循环隧道跨度扩大约1m，同时结合双线隧道开挖净空向上挑顶至双线隧道开挖轮廓线。
开挖后及时施作周边初期支护及临时支护：初喷混凝土(厚度为10cm)、铺设钢筋网、施工系统锚杆、架立钢架(设锁脚锚管)以及复喷混凝土，其中系统锚杆与钢架固定连接。临时支护钢架通过与焊接在双线隧道开挖轮廓线的初期支护钢架翼缘板上的连接钢板相连，形成闭合支护。
重复上述施工步骤，直至将单线断面扩挖至双线断面。同时加强监控量测工作，加密监控量测频次，如遇围岩变形大时，可在过渡段设置临时横撑(临时仰拱)。
完成双线断面的扩挖，开始反向扩挖双线段，如图5-7所示。
步骤50，反向扩挖前的超前支护。
在反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段之前，在lh钢架处(即，临时过渡段架设的用于封闭隧道边墙的钢架中的最后一榀钢架处)以倾角为10°～12°施工第一排反向超前小导管进行反向扩挖前的超前支护，在距离第一排反向超前小导管的纵向间距1.8m处，施工第二排反向超前小导管进行反向扩挖前的超前支护。
步骤60，反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段。
需要说明的是，为隧道反挖提供施工空间，在将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面后继续施工一段距离，该距离根据实际施工场景而定，只要能满足反向开挖的施工空间即可。
反向开挖，由lh至la逐榀反挖，每次开挖长度为1榀，钢架间距为0.6m，逐榀开挖至双线开挖轮廓线。开挖后，及时施作周边初期支护及临时支护：初喷混凝土、铺设钢筋网、施工系统锚杆、架立钢架(设φ42锁脚锚管)以及复喷混凝土，其中，系统锚杆与钢架固定连接。最终形成“台阶+临时仰拱”法的上台阶。
重复上述施工步骤，直至将临时过渡段扩挖至双线断面“台阶+临时仰拱”法的上台阶。端墙处采用锚网喷防护，锚网喷参数采用：喷c25混凝土，厚度10cm，φ8钢筋网，网格间距25cm×25cm，并设置φ32水平向锚杆，每根长度8m，间距1.0m×1.0m，梅花形布置。同时加强监控量测工作，加密监控量测频次，如遇围岩变形大时，可在过渡段设置临时横撑(临时仰拱)。
步骤70，下台阶及隧底施工。
临时过渡段上台阶施工完成后，进行下台阶及隧道施工，具体的，及时将初期支护封闭成环，下台阶端墙采用锚网喷防护，参数同上台阶的施工参数，可参考，此处不再赘述。断面突变处端墙设置1.0m厚的c30混凝土挡头墙防护。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
技术特征：
1.一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，包括：
在单线隧道中设置一段临时过渡段，并通过架设钢架将所述临时过渡段的隧道边墙进行封闭，所述临时过渡段为需要将单线隧道扩挖至双线隧道的施工段；
在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面；
反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段，反向为双线断面至单线断面的方向。
2.如权利要求1所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面之前，还包括：
在距离单线断面第一预设距离处以第一预设外插角施工第一排超前小导管；
在所述临时过渡段的第二榀钢架处以第二预设外插角施工第二排超前小导管。
3.如权利要求2所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，所述第一排超前小导管与第二排超前小导管纵向间距为1.8m，位于同排的每相邻两个超前小导管的环向间距为0.4m，每根超前小导管的长度为3.5m。
4.如权利要求3所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，在所述临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面，具体包括：在所述临时过渡段中逐榀开挖至双线隧道开挖轮廓线，并施作开挖周边初期支护和临时支护，重复开挖步骤，直至将单线断面扩挖至双线断面。
5.如权利要求4所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，所述初期支护包括初喷混凝土、铺设钢筋网、施工系统锚杆、架设钢架以及复喷混凝土，其中所述系统锚杆与钢架固定连接；所述临时支护包括架设临时支护钢架，所述临时支护钢架与焊接在所述初期支护的钢架翼缘板上的连接钢板相连，形成闭合支护。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，在反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段之前，还包括：
在所述临时过渡段架设的最后一榀钢架处以第一预设倾角施工第一排反向超前小导管；
在距离所述第一排反向超前小导管的纵向预设间距处以第二预设倾角施工第二排反向超前小导管。
7.如权利要求6所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，所述预设间距为1.8m，所述第一预设倾角为10°～12°，第二预设倾角为10°～12°。
8.如权利要求7所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，反向将所述临时过渡段逐榀扩挖为双线段，具体包括：
在所述临时过渡段中逐榀反向开挖至双线隧道开挖轮廓线，并施作反向开挖的周边初期支护和临时支护，重复反向开挖步骤，直至将所述临时过渡段扩挖至双线段。
9.如权利要求8所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，所述反向开挖的初期支护包括初喷混凝土、铺设钢筋网、施工系统锚杆、架设钢架以及复喷混凝土，其中所述系统锚杆与钢架固定连接。
10.如权利要求9所述的一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，其特征在于，还包括：软岩大变形时，在所述临时过渡段设置临时仰拱。
技术总结
本发明属于隧道施工技术领域，提供了一种单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法，在单线隧道中设置一段临时过渡段，并通过架设钢架将临时过渡段的隧道边墙进行封闭，在临时过渡段中逐榀将单线隧道的单线断面扩挖为双线断面；然后反向将临时过渡段逐榀扩挖为双线段，保证施工安全。
技术研发人员：林克;田伟权;李鸿恩;吴量;刘栋栋;赵新武;陈德强;黄杨;李云清;吴萌
受保护的技术使用者：中铁十六局集团第三工程有限公司
技术研发日：2021.01.07
技术公布日：2021.05.25
声明：
“单线隧道扩挖为双线隧道的施工方法与流程” 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：中冶有色技术网
来源：中铁十六局集团第三工程有限公司
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2024年07月25日 ~ 27日 
