，確保初期支護2與隧道周邊圍巖密貼；
步驟六:洞通后，逐步拆除臨時型鋼支撐，按照先拆除水平向臨時型鋼支撐9，再拆除豎向臨時型鋼支撐10的順序進行，每次拆除的長度不超過隧道開挖跨度的0.5倍(約3?5m)，隨后按照初期支護2表面砂漿抹平、防水層鋪設、鋼筋籠綁扎、二襯澆筑的順序進行施工； 步驟七:根據上下兩個圓的曲率與具體施做范圍要求，將隧道二襯分成上下兩部分澆筑，按照先拱底后拱頂的原則，先澆筑拱底部分二襯(下圓)，后澆筑拱頂部分(上圓)，下圓與上圓間采用直線段過渡，確保結構表面平順過渡，形成上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構I;
步驟八:待二襯達到一定設計強度后，通過隧道二襯上預留的注漿管，對二襯與初期支護2間的空隙進行注漿充填，確保將二襯與初期支護2的滲漏水通道完全堵死；
步驟九:在拱底部分采用C20細石混凝土澆筑盾構機導臺5，滿足洞通后盾構機空推通過的需求，后期可根據道床施做要求拆除，或作為道床結構的一部分。
[0021]要從理論上找出能適應任意斷面型式要求的礦山法隧道結構及其施工方法，在現有的理論水平與施工技術條件下，仍有相當大的難度，因為礦山法隧道結構輪廓必須圓順以滿足受力要求，實際工程中隧道開挖對周邊地層的擾動在一定程度上是不可避免的，而且隧道工程保護要求除了自身因素外，還需要考慮到周邊環境的不同要求，尤其在臨近既有地鐵車站與隧道、地下商業綜合體、以及醫院、學校與實驗室等重點保護對象的情況下，目前的礦山法隧道結構設計與施工，仍需按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”十八字方針的基本原則進行。
[0022]本發明“上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構”主要指上部截面小、下部截面大這一特殊要求的類圓形隧道斷面構造型式，具有斷面布置靈活、內部空間調整幅度大、支護結構體系可靠且轉變靈活以及能適應各類環境要求的特點。既可以滿足周邊環境保護的苛刻要求，又避免了常規馬蹄形或直墻圓拱礦山法隧道開挖輪廓相對較大且受力性能相對較差的不利影響。同時，在滿足隧道斷面輪廓圓順與受力要求的前提下，上下兩個圓的曲率與具體施做范圍，以及上下兩圓間的直線過渡段范圍，都可以根據實際工程情況進行相應調整，增加了靈活性與適應性。可以實現當城市地鐵線網已初具規模、軌道交通走廊已經占據了城市主干道下方主要空間情況下，地下工程仍能采用特殊圓形斷面礦山法隧道這一常規手段實施的目的。具有較高的經濟效益和社會效益，在城市軌道交通、鐵路、公路等工程中有廣泛的應用前景。
[0023]施工中:
大管棚3采用直徑108mm，壁厚6mm鋼花管，長15m，環向間距0.3m，在隧道拱部150°范圍內設置。大管棚3的平面布置、打設長度與角度、縱向搭接長度等需根據設計要求確定，同時在內部壓注水泥漿。
[0024]自進式銷桿4米用直徑32mm，壁后4mm鋼花管，長3?5m，在隧道拱部150°范圍內設置，環縱向間距可為0.3X2.5m。自進式錨桿4的平面布置、打設角度與角度、縱向搭接長度等需根據設計要求確定。
[0025]鎖腳錨管11采用直徑42mm，壁厚3.5mm的鋼花管，內部壓注水泥一水玻璃雙液漿，與格柵鋼架6焊接，縱向間距與格柵鋼架6相同。
[0026]初期支護2內部需架設豎向臨時型鋼支撐10與水平向臨時型鋼支撐9，且型鋼支撐的架設需與隧道開挖工序相匹配，按照先豎向臨時型鋼支撐10后水平向臨時型鋼支撐9的順序施工，型鋼支撐的縱向間距與格柵鋼架6相同。
[0027]本發明通過上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構的上下兩個圓的曲率半徑與具體實施范圍的調整，以及上下兩個圓中間直線過渡段實施范圍的相應調整，不但可以滿足建筑限界以及施工誤差的要求，還可以滿足隧道內部盾構空推通過的要去，進而實現與盾構法隧道類似的結構功能要求。
[0028]本發明的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本發明說明書而對本發明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構，其特征在于: 所述隧道結構(I)的斷面呈上下不等圓形狀，包括上半圓和下半圓； 上、下半圓之間通過直線段過渡，整體左右對稱，上半圓曲率半徑小于下半圓曲率半徑。2.根據權利要求1所述的上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構，其特征在于: 隧道結構(I)采用防水砼澆注，外圈施做有初期支護(2)，，初期支護(2)外側施做大管棚(3)與自進式錨桿(4)，大管棚(3)內部壓注水泥砂漿； 初期支護(2 )由格柵鋼架(6 )、鋼架接頭(7 )與噴混(8 )組成； 上半圓格柵鋼架(6 )腳部設置有鎖腳錨管(11)； 格柵鋼架(6)采用三級鋼，鋼架接頭(7)采用Q235鋼材，噴混(8)采用C25早強混凝土； 格式鋼架(6 )內部設有豎向臨時型鋼支撐(1 )與水平向臨時型鋼支撐(9 )。3.根據權利要求1所述的上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構，其特征在于: 隧道結構(I)下半圓內圈底部設置有盾構機導臺(5)，盾構機導臺(5)采用細石砼澆注。4.上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構的施工方法，其特征在于: 包括以下步驟: 步驟一:在隧道開洞門處打設大管棚(3)，并向大管棚(3)內部壓注水泥漿，大管棚(3)打設前先實施管棚導向墻，并在導向墻內預埋導向管，相鄰兩段大管棚(6)的搭接不小于3m； 步驟二:布置降水井，進行降水施工，確保地下水位在隧道結構底板以下lm，降水中嚴格控制出砂率，控制地層損失與地表沉降； 步驟三:在隧道開洞門處大管棚(3)下方打設自進式錨桿(4)，自進式錨桿(4)與大管棚(3)呈梅花型布置，確保隧道拱頂上方地層形成可靠的改良體與承載拱； 步驟四:將整個隧道分成四部分開挖，并按左上部、左下部、右上部與右下部的順序依次開挖，每部開挖時預留核心土，開挖后及時架設格柵鋼架(6)并噴混(8)，上半斷面格柵鋼架(6)架設后，及時在拱腳處施做鎖腳錨管(11)，格柵鋼架(6)通過鋼架接頭(7)連接成一個封閉的初期支護(2 )，每部開挖過程中及時施做豎向臨時型鋼支撐(1 )與水平向臨時型鋼支撐(9)，臨時型鋼縱向采用鋼筋連接并噴射混凝土，相鄰兩部的開挖進度沿隧道縱向至少相差一倍開挖跨度； 步驟五:隧道洞通后，逐步拆除臨時型鋼支撐，每次拆除的長度不超過隧道開挖跨度的0.5倍，隨后按照初期支護(2)表面砂漿抹平、防水層施工、鋼筋籠綁扎、二襯澆筑的施工順序進彳丁施工； 步驟六:根據上下兩個圓的曲率與具體施做范圍要求，將隧道二襯分成上下兩部分澆筑，按照先拱底后拱頂的原則，先澆筑拱底部分二襯，后澆筑拱頂部分，下圓與上圓間采用直線段過渡，確保結構表面平順過渡，形成上下不等圓特殊斷面礦山法的隧道結構(I); 步驟七:在拱底部分采用C20細石混凝土澆筑盾構機導臺(5)，后期根據道床施做要求拆除，或作為道床結構的一部分。5.根據權利要求4所述的上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構的施工方法，其特征在于: 大管棚(3)采用直徑108mm，壁厚6mm鋼花管，長15m，環向間距0.3m，在隧道拱部150°范圍內設置。6.根據權利要求4所述的上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構的施工方法，其特征在于: 自進式錨桿(4)采用直徑32mm，壁后4mm鋼花管，長3?5m，在隧道拱部150°范圍內設置，環縱向間距可為0.3 X 2.5m。7.根據權利要求4所述的上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構的施工方法，其特征在于: 鎖腳錨管(11)采用直徑42mm，壁厚3.5mm的鋼花管，內部壓注水泥一水玻璃雙液漿，與格柵鋼架(6)焊接，縱向間距與格柵鋼架(6)相同。
【專利摘要】本發明涉及上下不等圓特殊斷面礦山法隧道結構及其施工方法。受到已建地鐵線路與周邊環境的影響，后期地鐵線路建設條件相對苛刻，特殊斷面的礦山法隧道結構方案應運而生。本發明的隧道結構的斷面呈上下不等圓形狀，包括上半圓和下半圓；上、下半圓之間通過直線段過渡，整體左右對稱，上半圓曲率半徑小于下半圓曲率半徑，主要通過大管棚與自進式錨桿的超前支護作用施工。本發明具有斷面布置靈活、內部空間調整幅度大、支護結構體系可靠的優勢，滿足上部截面小、下部截面大這一特殊要求的類圓形構造型式，同時可有效避免常規馬蹄形或直墻圓拱礦山法隧道開挖輪廓相對較大且受力性能相對較差的不利影響，具有廣泛的應用空間。
【IPC分類】E21D20/02, E21D11/10
【公開號】CN105649653
【申請號】
【發明人】戴志仁, 柳興旺, 王立新, 康華, 王俊, 王天明, 楊沛敏, 羅世明, 杜宇, 馬曉波, 李儲軍, 曹偉, 王博, 楊小兵, 張利斌, 毛念華, 張海, 李小強
【申請人】中鐵第一勘察設計院集團有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月11日