本發明涉及隧道工程施工，具體涉及一種隧洞非垂直交叉施工支洞結構及施工方法。

背景技術：

1、水工輸水隧洞，即水工隧洞，是在山體中或地下開鑿的過水洞，可用于灌溉、發電、供水、泄水、輸水、施工導流和通航。

2、現有的水工隧洞中，襯砌后多為圓形，底板較窄，例如直徑為8.1m的水工遂洞的寬度僅為3.2m。基于此，水工隧洞施工時，由于其寬度較窄，不便于施工車輛雙向行駛，洞內交叉施工相互干擾，影響了施工的進度和效率，增大了施工時間和成本。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題是現有的水工隧洞寬度較窄影響施工車輛的行駛，目的在于提供一種隧洞非垂直交叉施工支洞結構及施工方法以解決上述的問題。

2、本發明通過下述技術方案實現：

3、第一方面，本發明提供了一種隧洞非垂直交叉施工支洞結構，包括主洞、支洞和支撐模塊；

4、主洞與支洞連通，主洞和支洞的連接處形成隧洞交叉處，且支洞設有至少兩個；

5、每個支洞均相對主洞傾斜設置，且每個支洞與主洞的連接處均構造為開口狀結構，相應地，開口狀結構、隧洞交叉處與其中一個支洞形成用于設備調轉方向的轉向空間；

6、支撐模塊設有至少三組，且每組支撐模塊分別設置在主洞或支洞中，相應地，主洞的拱頂軸線處設有托梁，托梁延伸至隧洞交叉處并連接各組支撐模塊。

7、在一種可能的設計中，主洞與支洞之間具有一個呈銳角的夾角；

8、每個支洞中，開口狀結構包括一個外擴段和一個倒角，相應地，外擴段和倒角分別位于支洞兩側，且外擴段遠離夾角，倒角臨近夾角。

9、在一種可能的設計中，支洞包括擴挖支洞、轉向支洞和至少一個附加支洞；

10、擴挖支洞具有兩端，其中一端連通主洞，另一端傾斜向上延伸并連通外界，相應地，擴挖支洞內設有至少兩段坡度2.5％-3.5％的緩坡和多個防撞墩；

11、轉向支洞和附加支洞均設置在地下，相應地，轉向支洞和附加支洞的開口狀結構處分別設有多個防撞墩。

12、在一種可能的設計中，支撐模塊包括沿主洞設置的第一拱架和沿支洞設置的第二拱架；

13、第一拱架均布在主洞中，且相鄰兩個第一拱架的間距不大于50cm；

14、第二拱架分為至少兩個支撐組并分別設置在其中一個支洞內，相應地，支撐組與支洞一一對應設置；

15、每個支撐組包括多個第二拱架，其中，位于支洞的洞身內的第二拱架等間距設置，位于開口狀結構的第二拱架間隔設置，且其一端連接倒角，另一端連接外擴段。

16、在一種可能的設計中，位于開口狀結構的兩個相鄰第二拱架，連接倒角一端的間距不大于50cm，連接外擴段的一端的間距不大于120cm；

17、位于開口狀結構的第二拱架中，位于最外側的第二拱架連接第一拱架并與第一拱架垂直。

18、在一種可能的設計中，支撐模塊的周圍設有定位系筋，定位系筋一端與相鄰支撐模塊相連，定位系筋另一端錨入隧洞圍巖內0.5-1m；且每個定位系筋周圍均設有砂漿層；

19、每個支撐模塊底部的兩側分別設有多個錨桿，錨桿與支撐模塊相連并形成鎖腿裝置；每個支撐模塊的水平方向設有多根加強筋，每個加強筋連接支撐模塊并錨入隧洞圍巖；

20、托梁與支撐模塊的間隙處設有加強立柱。

21、第二方面，本發明提供了一種用于所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構的施工方法，包括以下步驟：

22、s1隧洞施工：斷面施工區間劃分；擴挖支洞施工，開挖至主洞；主洞施工；待隧洞交叉處沉降收斂穩定，其余支洞施工；

23、s2支護施工：隧洞施工時，同步在洞外進行鋼筋網成片加工；隨隧洞掘進，在隧洞內鋪設鋼筋網片并焊接；定位系筋及錨桿施工；沿定位系筋安裝第一拱架和第二拱架；

24、s3套拱管棚施工：沿隧洞開挖輪廓線施工導向鋼管并形成導向墻；

25、s4掛網噴砼支護施工及襯砌施工。

26、在一種可能的設計中，s1中，當擴挖支洞開挖至主洞，錯距開挖不小于8m的隧洞，以用作主洞洞身及施工導洞；隧洞交叉處施工前，施作縮口錨桿支護。

27、在一種可能的設計中，s1中，開口狀結構施工包括以下步驟：

28、s100中導洞施工：斜向上開挖中導洞至中導洞的頂部；中導洞頂部擴挖成形；向下擴挖中導洞至中導洞成形；

29、s200其余部分施工：由上至下，分別施工下部梯段和底部保護層；

30、s300重復s100和s200，分別完成外擴段和倒角的施工。

31、在一種可能的設計中，開口狀結構施工中，循環進尺不大于3m；中導洞開挖過程中，掌子面分層回填洞渣。

32、本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

33、通過開口狀結構的設置解決了隧洞底板狹窄的問題，增大了轉彎半徑，便于施工車輛轉彎和調轉方向，使得施工車輛在隧洞內的行駛更為靈活，也極大降低了洞內交叉施工的相互干擾，提高了施工效率。

技術特征：

1.一種隧洞非垂直交叉施工支洞結構，其特征在于，包括主洞(100)、支洞(200)和支撐模塊(300)；

2.根據權利要求1所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構，其特征在于，主洞(100)與支洞(200)之間具有一個呈銳角的夾角；

3.根據權利要求2所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構，其特征在于，支洞(200)包括擴挖支洞(201)、轉向支洞(202)和至少一個附加支洞(200)；

4.根據權利要求1-3中任一項所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構，其特征在于，支撐模塊(300)包括沿主洞(100)設置的第一拱架和沿支洞(200)設置的第二拱架；

5.根據權利要求4所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構，其特征在于，位于開口狀結構(500)的兩個相鄰第二拱架，連接倒角(502)一端的間距不大于50cm，連接外擴段(501)的一端的間距不大于120cm；

6.根據權利要求4所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構，其特征在于，支撐模塊(300)的周圍設有定位系筋，定位系筋一端與相鄰支撐模塊(300)相連，定位系筋另一端錨入隧洞圍巖內0.5-1m；且每個定位系筋周圍均設有砂漿層；

7.一種用于權利要求1-6中任一項所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構的施工方法，其特征在于，s1中，當擴挖支洞(201)開挖至主洞(100)，錯距開挖不小于8m的隧洞，以用作主洞(100)洞身及施工導洞；隧洞交叉處(400)施工前，施作縮口錨桿支護。

9.根據權利要求8所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構的施工方法，其特征在于，s1中，開口狀結構(500)施工包括以下步驟：

10.根據權利要求9所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構的施工方法，其特征在于，開口狀結構(500)施工中，循環進尺不大于3m；中導洞開挖過程中，掌子面分層回填洞渣。

技術總結
本發明公開了一種隧洞非垂直交叉施工支洞結構及施工方法，所述隧洞非垂直交叉施工支洞結構，包括主洞、支洞和支撐模塊；主洞與支洞連通，主洞和支洞的連接處形成隧洞交叉處；每個支洞均相對主洞傾斜設置，每個支洞與主洞的連接處均構造為開口狀結構，相應地，開口狀結構、隧洞交叉處與其中一個支洞形成轉向空間；支撐模塊設有至少三組，且每組支撐模塊分別設置在主洞或支洞中。所述施工方法用于所述的隧洞非垂直交叉施工支洞結構的施工。通過開口狀結構的設置解決了隧洞底板狹窄的問題，增大了轉彎半徑，便于施工車輛轉彎和調轉方向，也極大降低了洞內交叉施工的相互干擾，提高了施工效率。

技術研發人員：汪小雷,賴偉清,赫俊嶺,張自清,梁勇,劉夢秋,殷興旺,周其浩,代鑫,雷勇
受保護的技術使用者：中國水利水電第五工程局有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28