[發明專利]隧道換拱施工方法及用于隧道換拱施工中的施工結構

有效

• 申請號: 201210220525.7
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102733827A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 任會;傅立新;周應麟;魯軍紀;劉云付
• 申請（專利權）人: 湖南省交通規劃勘察設計院
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 楊斌

1.一種隧道換拱施工方法，包括以下步驟：

（1）臨時支撐：在需要進行換拱處理的隧道侵限段下方搭建臨時支撐，臨時支撐的基礎部位設置在隧道底面的基礎梁上，臨時支撐的頂部支承住隧道原初期支護的鋼拱架；

（2）徑向灌漿加固：在隧道原初期支護的拱部表面鉆注漿孔，注漿孔沿隧道拱部環向均勻分布且沿徑向伸入到侵限段上方的巖體中；然后將鋼花管伸入到注漿孔內并壓注水泥漿，以加固隧道開挖輪廓線外的圍巖；

（3）超前管棚：在隧道拱部沿環向設置超前管棚，超前管棚從拱頂沿隧道開挖方向斜向伸入到侵限段上方的巖體中；

（4）拆除支護：按照原初期支護鋼拱架的間距逐榀拆除侵入隧道復合襯砌中的二次襯砌凈空的原初期支護；

（5）重作襯砌：采用噴射混凝土和鋼件逐榀重新施作隧道復合襯砌中的初期支護，每拆除一榀后緊接著重作一榀，拆除-重作交替進行，直至完成隧道侵限段的全部換拱施工。

2.根據權利要求1所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述臨時支撐主要由沿隧道掘進方向分布的多個鋼質豎向支撐架和串聯各豎向支撐架的鋼質水平連桿組成，且每個豎向支撐架位于隧道原初期支護的每榀鋼拱架下方；所述豎向支撐架包括位于同一豎直平面內且相互連接的橫向支撐、豎向支撐和斜向支撐，所述水平連桿串聯在各豎向支撐架的橫向支撐、豎向支撐或斜向支撐上。

3.根據權利要求1所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述臨時支撐的頂部與隧道原初期支護的鋼拱架的接觸點至少為3點。

4.根據權利要求1所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述超前管棚主要由鋼花管和壓注水泥漿構成。

5.根據權利要求4所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述超前管棚在隧道拱部沿環向上的鋼管分布密度大于所述徑向注漿孔沿隧道拱部環向上的分布密度；所述超前管棚在隧道縱向上的鋼管水平間距大于所述徑向注漿孔在隧道縱向上水平間距。

6.根據權利要求1～5中任一項所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述鋼花管是采用無縫鋼管經裁制、打孔加工后制成，所述鋼花管四周開設注漿孔。

7.根據權利要求1～5中任一項所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述水泥漿為摻有速凝劑的純水泥漿，水灰比為1∶（0.6～1）。

8.根據權利要求1～5中任一項所述的隧道換拱施工方法，其特征在于，所述重作襯砌是在灌漿加固后的灌注漿液強度達到75%以上時開始進行。

9.一種用于權利要求1～8中任一項所述隧道換拱施工方法中的施工結構，其特征在于：所述施工結構包括基礎梁、臨時支撐和隧道原初期支護的鋼拱架，所述臨時支撐的基礎架設于隧道底面的基礎梁上，所述臨時支撐的頂部支承住隧道原初期支護的鋼拱架；所述鋼拱架上方沿隧道拱部環向均勻分布有延伸到隧道侵限段巖體中的注漿孔，注漿孔中設有鋼花管，所述鋼拱架上方沿隧道拱部環向均勻分布有延伸到隧道侵限段巖體中的超前管棚，所述超前管棚主要由鋼花管組成。

10.根據權利要求9所述隧道換拱施工方法中的施工結構，其特征在于：所述臨時支撐主要由沿隧道掘進方向分布的多個鋼質豎向支撐架和串聯各豎向支撐架的鋼質水平連桿組成，且每個豎向支撐架位于隧道原初期支護的每榀鋼拱架下方；所述豎向支撐架包括位于同一豎直平面內且相互連接的橫向支撐、豎向支撐和斜向支撐，所述水平連桿串聯在各豎向支撐架的橫向支撐、豎向支撐或斜向支撐上；所述臨時支撐的頂部與隧道原初期支護的鋼拱架的接觸點至少為3點；所述超前管棚在隧道拱部沿環向上的鋼管分布密度大于所述徑向注漿孔沿隧道拱部環向上的分布密度；所述超前管棚在隧道縱向上的鋼管水平間距大于所述徑向注漿孔在隧道縱向上水平間距。