CN109441480B - 一种连拱隧道后行洞掌子面临时支护施工工法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出来一种连拱隧道后行洞掌子面临时支护施工工法，通过改变后行洞施工方法和施工顺序，减少或避免对已施工成型先行洞的扰动频次、扰动范围、扰动持续时间来有效控制先行洞普遍出现的后行洞施工对先行洞初支及二衬的扰动，使围岩力学特性更接近设计情况，保证了先行洞初支及二衬质量满足设计及规范要求。同时，紧邻先行洞初支区域采用机械破碎，机械破碎有效地保证了先行洞初支不受破坏，能够有效控制土石方的超、欠挖，确保后行洞初支钢拱架能够严格按设计及规范要求与先行洞初支钢拱架规范连接。在确保后行洞施工质量的同时，不影响已完先行洞工程质量，使得隧道整体质量得以保障。
Description
技术领域
本发明公开了一种连拱隧道后行洞掌子面临时支护施工工法，属于隧道施工技术领域。
背景技术
随着基础设施建设步伐加快，近几年高速公路的建设规模不断壮大，而更多的高速公路选线更加通畅，则需要大量的桥梁隧道跨越深谷和高山。
连拱隧道具有很大的优势，但连拱隧道跨度大、结构复杂、施工工序繁多，施工技术复杂，对隧道结构设计和施工方案的设计都有很高的要求。
目前，连拱隧道多采用三导洞或中导洞超前施工法施工，但无论是三导洞法还是中导洞超前施工法，均有着施工工序繁多且相互之间存在工序干扰、临时支护多导致拆卸施工量较大、连拱隧道防水效果差，施工工期较长等问题。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种连拱隧道后行洞掌子面临时支护施工工法，通过改变后行洞施工方法和施工顺序，减少或避免对已施工成型先行洞的扰动频次、扰动范围、扰动持续时间来有效控制先行洞普遍出现的二次衬砌和仰拱开裂现象，确保连拱隧道工程质量和安全施工。
本发明的技术方案具体为：
1、将后行洞施工掌子面沿纵向将隧道掘进划分为爆破施工区域和机械破碎区域，紧邻先行洞一侧采取机械破碎，紧邻后行洞围岩一侧开挖采用机械破碎；
2、先行洞施工时，先施工地质较差、埋深较浅的一幅；完成先施工的一幅隧道贯通、二次衬砌施工后，再开始后行洞施工；
3、后行洞大、小掌子面错步开挖；后行洞大掌子面开挖、小掌子面开挖、下台阶左边墙开挖及仰拱开挖的开挖每循环进尺控制在对应的范围内；
4、Ⅴ级围岩初支紧跟掌子面；
5、Ⅴ级围岩二衬的施工时间必须在围岩与锚喷支护变形稳定后及时进行；
6、临时支护与隧道型钢拱架连接，纵向间距与隧道拱架一致；
7、大掌子面A单元钢支撑与L单元钢支撑连接处设置注浆导管；
8、在位于后行洞与先行洞钢拱架的E接头连接处，在先行洞钢拱架之间增设一条纵向连接钢板，并与后行洞小掌子面钢拱架焊接牢固；
9、临时支护拆除与小掌子面初期支护同步进行。
本发明的施工工法的有益效果是，后行洞施工时，临时支护有效的传递围岩应力，保证了后行洞的施工安全，从而较大程度降低整个连拱隧道的施工安全风险，保障安全生产，提高了施工效率，节约了工程成本。
附图说明
图1为本发明的施工工法的后行洞掌子面临时支护施工示意图。
图2为本发明的施工工法的施工工序示意图。
图中：
希腊字母表示开挖顺序：Ⅰ-后行洞大掌子面开挖，后行洞大掌子面(上、中台阶)、临时支护初期支护；Ⅱ-后行洞小掌子面开挖，后行洞小掌子面初期支护；Ⅲ-后行洞下台阶开挖，后行洞下台阶初期支护；Ⅳ-后行洞下台阶右边墙开挖，后行洞仰拱初期支护；Ⅴ-浇筑后行洞仰拱二次衬砌、仰拱填充；Ⅵ-铺设防水层、浇筑后行洞拱墙二次衬砌；
阿拉伯数字1、2、3、4、5、6表示衬砌支护顺序；
英文字母A、B、D、E、F、G、K、L、M表示单元。
具体实施方式
下面结合附图1、2对本发明的施工工法的具体实施方式进行详细说明。
结合图1和图2，施工开挖、支护、浇筑、衬砌、填充等的顺序为：
I：后行洞大掌子面开挖-后行洞大掌子面(上、中台阶)-临时支护初期支护；
Ⅱ：后行洞小掌子面开挖-后行洞小掌子面初期支护；
Ⅲ：后行洞下台阶开挖-后行洞下台阶初期支护；
Ⅳ：后行洞下台阶右边墙开挖-后行洞仰拱初期支护；
Ⅴ：浇筑后行洞仰拱二次衬砌-仰拱填充；
Ⅵ：铺设防水层-浇筑后行洞拱墙二次衬砌；
图中的阿拉伯数字1、2、3、4、5、6表示衬砌支护式的顺序；
图中的英文字母A、B、D、E、F、G、K、L、M表示支护单元。
本发明的施工工法如下：
1、将后行洞施工掌子面沿纵向将隧道掘进划分为爆破施工区域和机械破碎区域。紧邻先行洞一侧采取机械破碎可减小隧道掘进爆爆破作业产生的震动力对先行洞二衬及仰拱的扰动、破坏。同时，紧邻后行洞围岩一侧开挖采用机械破碎，可以有效的控制超、欠挖，更重要的是有效的控制对先行洞的初支钢拱架的保护，确保后行洞初支钢拱架能够准确、规范的与先行洞初支钢拱架连接。
2、先行洞施工时，先施工地质较差、埋深较浅的一幅；完成先施工的一幅隧道贯通、二次衬砌施工后，再开始后行洞施工；
3、后行洞大、小掌子面错步开挖，错步长度10～15m；后行洞大掌子面开挖每循环进尺控制在0.6～1.2m；小掌子面开挖每循环进尺长度不得大于0.6m；下台阶左边墙开挖每循环进尺长度不大于1.8m；仰拱开挖每循环进尺不大于3m；
4、Ⅴ级围岩初支紧跟掌子面，仰拱距大掌子面开挖面距离不大于30m；距离小掌子面不大于20m；
5、Ⅴ级围岩二衬的施工时间必须在围岩与锚喷支护变形稳定后及时进行，距离大掌子面开挖面不大于50m，距离小掌子面开挖面不大于40m；
6、临时支护与隧道型钢拱架连接，纵向间距与隧道拱架一致；临时支护设置L单元、M单元，其中L单元为弧形，上弧形段与后行洞初支A单元拱架连接，垂直段与临时支护M单元连接，通过弧形单元钢支撑和一个垂直单元钢支撑与后行洞永久钢支撑连接；单元之间以螺栓连接；初期支护设置钢筋网片15×15cm,并紧贴喷射混凝土面挂设；相邻钢拱架间用纵向钢筋连接，环向间距1m，沿钢拱架内外侧纵向上交叉布置；
7、大掌子面A单元钢支撑与L单元钢支撑连接处设置2根注浆导管，相互之间呈90°，每根导管与隧道掘进方向均成45°夹角；
8、在位于后行洞与先行洞钢拱架的E接头连接处，在先行洞钢拱架之间增设一条纵向连接钢板，并与后行洞小掌子面钢拱架焊接牢固；
9、临时支护拆除与小掌子面初期支护同步进行。
本发明的施工工法的有益效果是，后行洞施工时，临时支护有效地传递了围岩应力，保证了后行洞的施工安全，从而较大程度降低了整个连拱隧道的施工安全风险，保障了安全生产，提高了施工效率，节约了工程成本。
本发明有效地杜绝了后行洞施工对先行洞初支及二衬的扰动，使围岩力学特性更接近设计情况，保证了先行洞初支及二衬质量满足设计及规范要求。同时，紧邻先行洞初支区域采用机械破碎，机械破碎有效地保证了先行洞初支不受破坏，能够有效控制土石方的超、欠挖，确保后行洞初支钢拱架能够严格按设计及规范要求与先行洞初支钢拱架规范连接。在确保后行洞施工质量的同时，不影响已完先行洞工程质量，使得隧道整体质量得以保障。
本发明工艺简单，各工序可平行施工，工程质量控制性较高，施工安全保障性较好，可有效的控制隧道地下渗水。
本发明现场人力、机械、材料资源的利用及工作面得到有效衔接，工序之间相互影响较小，保障工程进度及社会效益。
Claims (4)
1.一种连拱隧道后行洞掌子面临时支护施工工法，其特征在于，所述施工工法如下：
1）将后行洞施工掌子面沿纵向将隧道掘进划分为爆破施工区域和机械破碎区域，紧邻先行洞一侧采取机械破碎，紧邻后行洞围岩一侧开挖采用机械破碎；
2）先行洞施工时，先施工地质较差、埋深较浅的一幅；完成先施工的一幅隧道贯通、二次衬砌施工后，再开始后行洞施工；
3）后行洞大、小掌子面错步开挖；后行洞大掌子面开挖、小掌子面开挖、下台阶左边墙开挖及仰拱开挖的开挖每循环进尺控制在对应的范围内；
4）Ⅴ级围岩初支紧跟掌子面，仰拱距大掌子面开挖面距离不大于30m；距离小掌子面不大于20m；
5）Ⅴ级围岩二衬的施工时间在围岩与锚喷支护变形稳定后，距离大掌子面开挖面不大于50m，距离小掌子面开挖面不大于40m；
6）临时支护与隧道型钢拱架连接，纵向间距与隧道拱架一致；临时支护设置L单元、M单元，单元之间以螺栓连接；初期支护设置钢筋网片15×15cm,并紧贴喷射混凝土面挂设；相邻钢拱架间用纵向钢筋连接，环向间距1m，沿钢架内外侧纵向上交叉布置；
7）大掌子面A单元钢支撑与L单元钢支撑连接处设置注浆导管；
8）在位于后行洞与先行洞钢拱架的E接头连接处，在先行洞钢拱架之间增设一条纵向连接钢板，并与后行洞小掌子面钢拱架焊接；
9）临时支护拆除与小掌子面初期支护同步进行。
2.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：所述临时支护设置的L单元为弧形，上弧形段与后行洞初支A单元拱架连接，垂直段与临时支护M单元连接，通过弧形单元钢支撑和一个垂直单元钢支撑与后行洞永久钢支撑连接。
3.根据权利要求1或2所述的工法，其特征在于：所述后行洞大、小掌子面错步开挖的错步长度：10～15m；后行洞大掌子面开挖每循环进尺：0.6～1.2m；小掌子面开挖每循环进尺：不大于0.6m；下台阶左边墙开挖每循环进尺：不大于1.8m；仰拱开挖每循环进尺：不大于3m。
4.根据权利要求1或2所述的工法，其特征在于：所述注浆导管为2根，相互之间呈90°，每根导管与隧道掘进方向均成45°夹角。
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