[發明專利]公路軟巖隧道雙層拱架支護施工方法

在審

• 申請號: 201510423860.0
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN105065037A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 祁建福;高新民;李建剛;杜曉偉;喬葉偉
• 申請（專利權）人: 甘肅路橋建設集團有限公司;甘肅五環公路工程有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，尤其是一種公路軟巖隧道雙層拱架支護施工方法。

背景技術

隨著山區高速公路的快速發展，軟巖隧道越來越多地出現在公路建設中。軟巖隧道的圍巖主要表現為裂隙及節理發育、產狀紊亂、褶皺明顯、巖體破碎且軟弱、強度低、穩定性極差，有些軟巖還伴有高地應力，具有流變特性，隧道在開挖后應力重新分布完成時間較長，且應力分布不均勻。由于軟巖的上述特性，若隧道初期支護薄弱，會造成初支鋼拱架扭曲變形、噴射混凝土開裂掉塊、初支侵限等問題，嚴重影響隧道的施工質量和安全，延誤施工工期。

針對軟巖隧道初期支護易發生病害的問題，傳統的解決方法是做好鋼花管注漿加固圍巖，抑制圍巖松動圈變形，同時減小鋼拱架間距或提高鋼拱架型號、增加噴射混凝土厚度。但按照上述方案施工后，部分圍巖極差的隧道仍然出現初襯裂縫、掉皮、鋼拱架扭曲變形等現象。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種公路軟巖隧道雙層拱架支護施工方法，操作簡便，能有效避免了公路軟巖隧道因初期支護不到位而造成的一系列病害問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：一種公路軟巖隧道雙層拱架支護施工方法，包括以下步驟：

⑴、施工準備：包括分別制作內層鋼拱架和外層鋼拱架，兩層鋼拱架緊貼密實并焊接；

⑵、超前導管施作：依次包括鉆孔、送管、密封和注漿；

⑶、洞身開挖：采用三臺階七步開挖法或三臺階七步開挖法施工開挖；

⑷、鋼拱架的安裝：外層鋼拱架與步驟⑶挖好的洞內壁緊貼；

⑸、安裝鎖腳鋼管、鋼筋網片和縱向連接筋；

⑹、噴射混凝土。

進一步地，內層鋼拱架和外層鋼拱架的曲率半徑和分段長度均不同。

進一步地，步驟⑶洞身開挖過程中，出現超挖時，

①、小于50cm的，采用同標號噴射混凝土回填；

②、大于50cm或者出現小型塌腔的，對圍巖進行速噴處理，噴射厚度宜控制在5cm～10cm，安裝鋼拱架、網片及縱向連接筋，噴射混凝土，形成初期支護承載殼體，用方木垛對初期支護殼體支護，塌腔回填至回填混凝土定型。

進一步地，內層鋼拱架和外層鋼拱架的焊接處環向間距不大于50cm，焊縫長度不小于10cm。

進一步地，內層鋼拱架的拱腳處要高于外層鋼拱架的拱腳處30cm。

進一步地，三臺階七步開挖法的每個臺階的長度為3~6m，仰拱與掌子面間的距離在25m以內。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：公路軟巖隧道初期支護采用雙層鋼拱架，在處在持續高地應力和軟巖大變形特性圍巖的隧道中，采用內外層拱架連續安裝的技術，兩層鋼拱架連續安裝并連接在一起，形成強力的初期支護鋼骨架，以有效抵抗圍巖壓力。隧道掘進開挖完成后，立即施做系統錨桿并注漿、安裝鋼筋網，然后安裝外層鋼拱架，完成后連續安裝里層鋼拱架，并將雙層鋼拱架靠緊密貼，通過焊接手段連接牢固，施做鎖腳錨桿、安裝縱向連接鋼筋后，一次性噴射混凝土完成初期支護。

附圖說明

圖1為本發明的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。

如圖1所示的一種公路軟巖隧道雙層拱架支護施工方法，包括以下步驟：

1、施工準備

1）鋼拱架集中加工場地要充分考慮型鋼進場的通道及吊車、裝載機和裝卸車輛的工作區域，設置加工、存放區域，合理規劃布置。

2）根據設計的雙層鋼拱架的型號調配型鋼，進場后逐批進行試驗檢測，確定材料質量符合國家標準后，方可使用。不合格材料全部清場或退貨。

3）技術準備

①組織技術人員學習圖紙，掌握設計意圖；

②收集現場開挖輪廓、開挖高度、預留沉降量等數據。

2、鋼拱架的加工制作

1）拱架加工前，先根據預留沉降量、安裝順序、接縫部位等指標設計分段拱架尺寸，并用CAD技術進行模擬驗證。為避免拱架連接處的產生應力集中，雙層拱架的接縫斷面必須錯開。

2）雙層鋼拱架支護施工中內外層拱架的曲率半徑和分段長度均不同，規格型號也不盡相同，因此必須分批加工，分類存放，并做好標識，以免發生混淆。