CN115263375B - 隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及隧道工程施工技术领域，具体公开了一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其包括S1.施工准备，在导洞内进行测量、计算，然后在导洞内壁相应位置处进行标记；S2.钻孔爆破，在标记处通过钻孔台车钻出相应的孔洞，再在孔洞内装药连线，并将钻孔台车退至安全距离后引爆孔洞内的炸药，重复此过程，直至打出贯通导洞和正洞的斜向通道；S3.支护施工，将钢筋笼运送至斜向通道内的指定位置，通过展开组件将钢筋笼展开，然后在钢筋笼远离斜向通道内壁的一侧安装弧形钢架，并在钢筋笼靠近正洞的一侧安装拱门，最后向钢筋笼上喷注混凝土；S4.钢拱架安装，在正洞上方安装钢拱架并复喷混凝土。本申请具有缩短斜向通道内钢筋笼的安装时间的效果。

Description

隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法

技术领域

本申请涉及隧道工程施工技术领域，尤其是涉及一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法。

背景技术

导洞包括上导洞、左导洞、平行导洞等，其中平行导洞是与隧道正洞相平行的导洞，在平行导洞与正洞之间通过多个斜向通道进行相连通。全断面法是隧道断面一次开挖成形，然后再支护衬砌，其优点是可以减少开挖对围岩的反复扰动，有利于保护围岩的天然承载力且施工方便。缺点是对地质条件要求较严，要求围岩的自稳性能好。

在施工导洞转正洞之间的斜向通道时，先通过钻孔台车对导洞的内壁进行开挖同时向开挖的孔洞内装药爆破以形成斜向通道，然后向斜向通道的内周壁打入锁脚锚杆或中空注浆锚杆，再将钢筋送入斜向通道内并通过绑扎或焊接形成钢筋笼，向钢筋笼和斜向通道的内壁上喷灌混凝土，最后在正洞上方安装拱架进行兜顶并复喷混凝土。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在向斜向通道内铺设钢筋笼时，由于斜向通道的直径较小，而钢筋笼的直径与斜向通道的直径相差较小，进而导致钢筋笼难以完全在外预制、然后输送斜向通道内并进行安装；当不在外面预制钢筋笼时，则需要将钢筋先输送至斜向通道内，再由工人组装呈钢筋笼，操作步骤较为复杂、耗时较长，进而导致施工成本较高且施工危险性提高。

发明内容

为了改善钢筋笼在斜向通道内安装耗时较长的问题，本申请提供一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法。

本申请提供的一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法采用如下的技术方案：

一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，包括以下步骤：

S1.施工准备，在导洞内进行测量、计算，然后在导洞内壁相应位置处进行标记；

S2.钻孔爆破，在标记处通过钻孔台车钻出相应的孔洞，再在孔洞内装药连线，并将钻孔台车退至安全距离后引爆孔洞内的炸药，重复此过程，直至打出贯通导洞和正洞的斜向通道；

S3.支护施工，在外部场地加工折叠钢筋笼，并在钢筋笼上加装控制钢筋笼展开的展开组件，然后将钢筋笼运送至斜向通道内的指定位置，再通过展开组件将钢筋笼展开，然后在钢筋笼远离斜向通道的一侧安装弧形钢架，并在钢筋笼靠近正洞的一侧安装拱门，最后向钢筋笼上喷注混凝土；

S4.钢拱架安装，在正洞上方安装钢拱架并复喷混凝土。

通过采用上述技术方案，在支护施工时，先将预制好的钢筋笼进行折叠，然后将折叠好的钢筋笼输送至斜向通道内，将钢筋笼摆至相应的位置处，最后通过展开组件将折叠的钢筋笼进行展开，即可进行后续操作步骤，在安装钢筋笼的过程中，无需工人一根根钢筋定位再绑扎或焊接，且也降低了因斜向通道内空间较小而造成的预制钢筋笼在斜向通道内不便移动的问题，极大地降低了整个施工时间，进而缩短了斜向通道没有支护的时间，即降低了安全事故的概率，同时也节省了人力资源和缩短了工期。

可选的，所述钢筋笼包括两个分别靠近所述斜向通道内底壁的滑移钢筋网和若干个位于两所述滑移钢筋网之间的折叠钢筋网；所述钢筋笼还包括用于连接所述折叠钢筋网与所述滑移钢筋网、两相邻的所述折叠钢筋网的连接组件，所述钢筋笼上还设置有用于锁止所述钢筋笼的锁止件。

通过采用上述技术方案，在将折叠的钢筋笼放置在斜向通道的相应位置后，通过展开组件将钢筋笼展开，即通过连接组件使两相邻的折叠钢筋网进行转动、滑移钢筋网和折叠钢筋网发生转动，然后通过锁止件使钢筋笼处于锁止状态，整个过程较为简单。

可选的，所述连接组件包括铰接座和铰接在所述铰接座两端的接驳器，所述滑移钢筋网的钢筋且靠近所述折叠钢筋网的一端和所述折叠钢筋网的钢筋两端均螺纹套设有所述接驳器。

通过采用上述技术方案，预制钢筋笼时，将滑移钢筋网的钢筋和折叠钢筋网的钢筋端部开设螺纹，然后将接驳器螺纹套设在钢筋笼的钢筋上，进而使钢筋笼可折叠的预制成型；在滑移钢筋网和折叠钢筋网之间以及两相邻的折叠钢筋网之间发生转动时，接驳器在铰接座上顺利转动，进而使钢筋笼顺利折叠和展开，同时，整个连接组件结构较为简单、可靠，且成本较低，进而在实际施工时故障率较低。

可选的，所述斜向通道内底壁垂直其轴线且水平放置有多个槽钢，所述滑移钢筋网靠近所述槽钢的一侧一体延长有若干个滑板，且所述滑板滑移设置在所述槽钢的槽内。

通过采用上述技术方案，在钢筋笼展开之前，先在钢筋笼的滑板下方放置槽钢，待钢筋笼放置在槽钢后，通过展开组件将钢筋笼展开，此过程中，滑板在槽钢内较为顺畅的滑移，直至钢筋笼完全展开，滑板在槽钢内滑移比钢筋笼直接在岩土上滑移更为顺畅。

可选的，所述槽钢端部的槽内放置有弧形钢架，且所述弧形钢架与所述钢筋笼内侧相贴合，所述斜向通道内壁植入有多组锁脚锚杆，每组锁脚锚杆有两个且分列在所述弧形钢架的两侧，相同组的两所述锁脚锚杆端部之间固接有与所述弧形钢架远离所述斜向通道内壁一侧相抵的卡杆。

通过采用上述技术方案，钢筋笼完全展开后，向斜向通道内壁植入锁脚锚杆，然后将弧形钢架放入槽钢内，使弧形钢架与钢筋笼相贴合，最后在锁脚锚杆露在外面的部分焊上卡杆，使弧形钢架被卡杆和锁脚锚杆固定，而固定后的弧形钢板又加强对钢筋笼的固定，即钢筋笼无需再使用其他锚杆进行固定，减少了所需植入锚杆的数量，节省了施工时间，同时，喷注混凝土后的斜向通道由于有弧形钢架的支撑，也使斜向通道更为稳固。

可选的，所述槽钢的槽内两端部固接有卡板，所述卡板与所述弧形钢架远离所述钢筋笼的一侧相贴合，且当所述槽钢内未放置有弧形钢架时，所述卡板未与所述槽钢相连。

通过采用上述技术方案，在将弧形钢架安装完成之后，将卡板固接在槽钢的槽内两端部，使卡板抵紧在弧形钢架远离钢筋笼的一侧，此时槽钢和卡板进一步对弧形钢架进行加固，进而使弧形钢架更为稳固的对钢筋笼进行固定。

可选的，所述S3中的所述展开组件包括设置在所述钢筋笼内侧的气囊、设置在所述钢筋且绕设在所述气囊外的扎带和与所述气囊相连通的气泵，且当所述气囊处于饱满状态时，所述气囊呈与所述斜向通道的弧部相适配。

通过采用上述技术方案，在对钢筋笼进行展开前，先将气囊通过扎带连接在钢筋笼上，然后开启气泵，使气泵向气囊内输入空气，进而使气囊进行膨胀，膨胀、伸展过程中的气囊推动钢筋笼进行展开，当钢筋笼展开并锁定后，将气囊放气并卸下扎带即可将气囊从钢筋笼上卸下，在对钢筋笼进行展开的过程中，操作较为简便，且气囊也可重复利用，有效地节省了资源。

可选的，所述锁止件为固接在相邻的两所述折叠钢筋网之间以及所述折叠钢筋网与所述滑移钢筋网之间的锁止块，且当所述折叠钢筋网与所述滑移钢筋网未完全展开时，所述锁止块未设置在所述钢筋笼上。

通过采用上述技术方案，钢筋笼展开后，将锁止块放置在钢筋笼的各铰接处，然后将锁止块进行固定即可，操作步骤较为简便，结构简单。

可选的，所述槽钢与所述槽钢之间共同放置有加强杆，所述槽钢远离所述斜向通道内底壁的一侧开设有与所述加强杆滑移适配的固定槽，所述加强杆于所述槽钢的两侧还螺纹套设有螺母。

通过采用上述技术方案，铺设槽钢后，将加强杆放置在槽钢上，然后通过拧紧螺母，使加强杆通过位于槽钢两侧的螺母夹紧槽钢，进而使加强箍和槽钢相互较为稳固，进而进一步加强注浆后斜向通道的稳固程度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过展开组件将位于斜向通道内折叠的钢筋笼进行展开，即可进行后续操作步骤，在安装钢筋笼的过程中，无需工人一根根钢筋定位再绑扎或焊接，且也降低了因斜向通道内空间较小而造成的预制钢筋笼在斜向通道内不便移动的问题，极大地降低了整个施工时间；

2.钢筋笼在展开的过程中，滑板在槽钢内较为顺畅的滑移，直至钢筋笼完全展开，滑板在槽钢内滑移比钢筋笼直接在岩土上滑移更为顺畅；

3.在对钢筋笼进行展开前，先将气囊通过扎带连接在钢筋笼上，然后开启气泵，使气泵向气囊内输入空气，进而使气囊进行膨胀，膨胀、伸展过程中的气囊推动钢筋笼进行展开，当钢筋笼展开并锁定后，将气囊放气并卸下扎带即可将气囊从钢筋笼上卸下，在对钢筋笼进行展开的过程中，操作较为简便，且气囊也可重复利用，有效地节省了资源。

附图说明

图1是本申请实施例主要用于展示展开组件、钢筋笼、连接组件和槽钢的结构示意图。

图2是本申请实施例主要用于展示钢筋笼、连接组件、拱门、槽钢和弧形钢架的结构示意图。

图3是本申请实施例中钢筋笼处于折叠状态的结构示意图。

附图标记：1、展开组件；11、气囊；12、扎带；13、气泵；2、钢筋笼；21、滑移钢筋网；211、滑板；22、折叠钢筋网；3、连接组件；31、铰接座；32、接驳器；4、拱门；5、锁止块；6、槽钢；61、加强杆；62、螺母；7、弧形钢架；71、锁脚锚杆；72、卡杆；73、卡板。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法。参照图1和图2，隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法包括以下步骤：

S1.施工准备，在导洞内进行测量、计算，然后在导洞内壁相应位置处进行标记；

S2.钻孔爆破，在标记处通过钻孔台车钻出相应的孔洞，再在孔洞内装药连线，并将钻孔台车退至安全距离后引爆孔洞内的炸药，重复此过程，直至打出贯通导洞和正洞的斜向通道；

S3.支护施工，在外部场地加工折叠钢筋笼2，并在钢筋笼2上加装控制钢筋笼2展开的展开组件1，然后将钢筋笼2运送至斜向通道内的指定位置，再通过展开组件1将钢筋笼2展开，然后在钢筋笼2远离斜向通道内壁的一侧安装弧形钢架7，并在钢筋笼2靠近正洞的一侧安装拱门4，最后向钢筋笼2上喷注混凝土；

S4.钢拱架安装，在正洞上方安装钢拱架并复喷混凝土。

其中，拱门4为钢构拱门4，且拱门4两侧埋有多根锁脚锚杆71，拱门4顶部与用于支撑导洞的拱架相焊接，且最终均注有混凝土。

在支护施工时，将折叠好的钢筋笼2输送至斜向通道内，将钢筋笼2摆至相应的位置处，最后通过展开组件1将折叠的钢筋笼2进行展开，即可进行后续操作步骤，在安装钢筋笼2的过程中，无需工人一根根钢筋定位再绑扎或焊接，且也降低了因斜向通道内空间较小而造成的预制钢筋笼2在斜向通道内不便移动的问题，极大地降低了整个施工时间，进而缩短了斜向通道没有支护的时间，即降低了安全事故的概率，同时也节省了人力资源和缩短了工期。

参照图1， S3中的钢筋笼2包括两个分别靠近斜向通道内底壁的滑移钢筋网21和若干个位于两滑移钢筋网21之间的折叠钢筋网22，折叠钢筋网22可以有两个、三个或者更多，但折叠钢筋网22越多、强度越低，本申请实施例中折叠钢筋网22有两个；钢筋笼2还包括用于连接折叠钢筋网22与滑移钢筋网21、两相邻的折叠钢筋网22的连接组件3，钢筋笼2上还设置有用于锁止钢筋笼2的锁止件。

在将折叠的钢筋笼2放置在斜向通道的相应位置后，通过展开组件1将钢筋笼2展开，即通过连接组件3使两相邻的折叠钢筋网22进行转动、滑移钢筋网21和折叠钢筋网22发生转动，然后通过锁止件使钢筋笼2处于锁止状态，整个过程较为简单。

参照图1，连接组件3包括铰接座31和铰接在铰接座31两端的接驳器32，滑移钢筋网21的钢筋且靠近折叠钢筋网22的一端和折叠钢筋网22的钢筋两端均螺纹套设有接驳器32。

预制钢筋笼2时，将滑移钢筋网21的钢筋和折叠钢筋网22的钢筋端部开设螺纹，然后将接驳器32螺纹套设在钢筋笼2的钢筋上；在滑移钢筋网21和折叠钢筋网22之间以及两相邻的折叠钢筋网22之间发生转动时，接驳器32在铰接座31上顺利转动，进而使钢筋笼2顺利折叠和展开。

参照图2，当钢筋网完全展开时，锁止件为焊接在相邻的两折叠钢筋网22之间以及折叠钢筋网22与滑移钢筋网21之间的锁止块5，本申请实施例中，锁止块5焊接在铰接座31与接驳器32之间的缝隙处。钢筋笼2展开后，将锁止块5放置在钢筋笼2的各铰接处，然后将锁止块5进行固定即可，操作步骤较为简便，结构简单。

参照图2和3，斜向通道内底壁垂直其轴线且水平放置有多个槽钢6，滑移钢筋网21靠近槽钢6的一侧一体延长有若干个滑板211，滑板211沿槽钢6的长度方向的两侧边呈上翘状，且滑板211滑移设置在槽钢6的槽内，槽钢6与槽钢6之间共同放置有加强杆61，槽钢6远离斜向通道内底壁的一侧开设有与加强杆61滑移适配的固定槽，加强杆61可以与槽钢6之间进行焊接固定，也可以在加强杆61于槽钢6的两侧螺纹套设有螺母62，本申请实施例中，加强杆61于槽钢6的两侧螺纹连接有螺母62。

在钢筋笼2展开之前，先在钢筋笼2的滑板211下方放置槽钢6，待钢筋笼2放置在槽钢6后，通过展开组件1将钢筋笼2展开，此过程中，滑板211在槽钢6内较为顺畅的滑移，直至钢筋笼2完全展开，滑板211在槽钢6内滑移比钢筋笼2直接在岩土上滑移更为顺畅。铺设槽钢6后，将加强杆61放置在槽钢6上，然后通过拧紧螺母62，使加强杆61通过位于槽钢6两侧的螺母62夹紧槽钢6，进而使加强箍和槽钢6相互较为稳固，进而进一步加强注浆后斜向通道的稳固程度。

参照图2，槽钢6端部的槽内放置有弧形钢架7，且弧形钢架7与钢筋笼2内侧相贴合，斜向通道内壁植入有多组锁脚锚杆71，每组锁脚锚杆有两个且分列在弧形钢架7的两侧，相同组的两锁脚锚杆71端部之间固接有与弧形钢架7远离斜向通道内壁一侧相抵的卡杆72。当弧形钢架7放置在槽钢6的槽内后，在槽钢6的槽内两端部固接有卡板73，且卡板73与弧形钢架7远离钢筋笼2的一侧相贴合。

钢筋笼2完全展开后，向斜向通道内壁植入锁脚锚杆71，然后将弧形钢架7放入槽钢6内，使弧形钢架7与钢筋笼2相贴合，最后在锁脚锚杆71露在外面的部分焊上卡杆72，使弧形钢架7被卡杆72和锁脚锚杆71固定，然后将卡板73贴在弧形钢架7远离钢筋笼2的一侧并与槽钢6相焊接，固定后的弧形钢板又加强对钢筋笼2的固定，即钢筋笼2无需再使用其他锚杆进行固定，减少了所需植入锚杆的数量，节省了施工时间，同时，喷注混凝土后的斜向通道由于有弧形钢架7的支撑，也使斜向通道更为稳固。

参照图1，展开组件1包括放置在钢筋笼2内侧的气囊11、设置在钢筋且绕设在气囊11外的扎带12和与气囊11相连通的气泵13，且当气囊11处于饱满状态时，气囊11呈与斜向通道的弧部相适配。

在对钢筋笼2进行展开前，先将两滑移钢筋网21用绳索固定，然后开启气泵13，使气泵13向气囊11内输入空气，进而使气囊11进行膨胀，使膨胀、伸展过程中的气囊11推动钢筋笼2进行展开，当钢筋笼2展开并锁定后，将气囊11放气并卸下扎带12即可将气囊11从钢筋笼2上卸下，在对钢筋笼2进行展开的过程中，操作较为简便，且气囊11也可重复利用，有效地节省了资源。

本申请实施例隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法的实施原理为：在斜向通道内底壁放置槽钢6，然后将折叠好的钢筋笼2输送至斜向通道内，将钢筋笼2摆至相应的位置处，并使滑板211位于槽钢6的槽内，开启气泵13，使气囊11膨胀而使钢筋笼2展开，然后将锁止块5焊接在钢筋笼2上，以防钢筋笼2缩回，此时钢筋笼2的展开完成，整个过程有效地缩短了斜向通道没有支护的时间，同时也节省了人力资源和缩短了工期；然后在斜向通道内壁植入锁脚锚杆71，然后将弧形钢架7放入槽钢6内，使弧形钢架7与钢筋笼2相贴合，最后在锁脚锚杆71露在外面的部分焊上卡杆72，使弧形钢架7被卡杆72和锁脚锚杆71固定，然后将卡板73贴在弧形钢架7远离钢筋笼2的一侧并与槽钢6相焊接，最后向斜向通道的内壁注浆即可完成。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.施工准备，在导洞内进行测量、计算，然后在导洞内壁相应位置处进行标记；

S2.钻孔爆破，在标记处通过钻孔台车钻出相应的孔洞，再在孔洞内装药连线，并将钻孔台车退至安全距离后引爆孔洞内的炸药，重复此过程，直至打出贯通导洞和正洞的斜向通道；

S3.支护施工，在外部场地加工折叠钢筋笼（2），并在钢筋笼（2）上加装控制钢筋笼（2）展开的展开组件（1），然后将钢筋笼（2）运送至斜向通道内的指定位置，再通过展开组件（1）将钢筋笼（2）展开，然后在钢筋笼（2）远离斜向通道内壁的一侧安装弧形钢架（7），并在钢筋笼（2）靠近正洞的一侧安装拱门（4），最后向钢筋笼（2）上喷注混凝土；

S4.钢拱架安装，在正洞上方安装钢拱架并复喷混凝土；

所述钢筋笼（2）包括两个分别靠近所述斜向通道内底壁的滑移钢筋网（21）和若干个位于两所述滑移钢筋网（21）之间的折叠钢筋网（22）；

所述钢筋笼（2）还包括用于连接所述折叠钢筋网（22）与所述滑移钢筋网（21）、两相邻的所述折叠钢筋网（22）的连接组件（3），所述钢筋笼（2）上还设置有用于锁止所述钢筋笼（2）的锁止件；

所述斜向通道内底壁垂直其轴线且水平放置有多个槽钢（6），所述滑移钢筋网（21）靠近所述槽钢（6）的一侧一体延长有若干个滑板（211），且所述滑板（211）滑移设置在所述槽钢（6）的槽内；

所述槽钢（6）端部的槽内放置有弧形钢架（7），且所述弧形钢架（7）与所述钢筋笼（2）内侧相贴合，所述斜向通道内壁植入有多组锁脚锚杆（71），每组锁脚锚杆（71）有两个且分列在所述弧形钢架（7）的两侧，相同组的两所述锁脚锚杆（71）端部之间固接有与所述弧形钢架（7）远离所述斜向通道内壁一侧相抵的卡杆（72）。

2.根据权利要求1所述的隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其特征在于：所述连接组件（3）包括铰接座（31）和铰接在所述铰接座（31）两端的接驳器（32），所述滑移钢筋网（21）的钢筋且靠近所述折叠钢筋网（22）的一端和所述折叠钢筋网（22）的钢筋两端均螺纹套设有所述接驳器（32）。

3.根据权利要求1所述的隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其特征在于：所述槽钢（6）的槽内两端部固接有卡板（73），所述卡板（73）与所述弧形钢架（7）远离所述钢筋笼（2）的一侧相贴合，且当所述槽钢（6）内未放置有弧形钢架（7）时，所述卡板（73）未与所述槽钢（6）相连。

4.根据权利要求1所述的隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其特征在于：所述S3中的所述展开组件（1）包括设置在所述钢筋笼（2）内侧的气囊（11）、设置在所述钢筋且绕设在所述气囊（11）外的扎带（12）和与所述气囊（11）相连通的气泵（13），且当所述气囊（11）处于饱满状态时，所述气囊（11）呈与所述斜向通道的弧部相适配。

5.根据权利要求1所述的隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其特征在于：所述锁止件为固接在相邻的两所述折叠钢筋网（22）之间以及所述折叠钢筋网（22）与所述滑移钢筋网（21）之间的锁止块（5），且当所述折叠钢筋网（22）与所述滑移钢筋网（21）未完全展开时，所述锁止块（5）未设置在所述钢筋笼（2）上。

6.根据权利要求1所述的隧道导洞转正洞全断面兜顶施工方法，其特征在于：相邻所述槽钢（6）之间共同放置有加强杆（61），所述槽钢（6）远离所述斜向通道内底壁的一侧开设有与所述加强杆（61）滑移适配的固定槽，所述加强杆（61）于所述槽钢（6）的两侧还螺纹套设有螺母（62）。