[發(fā)明專利]隧道初期支護(hù)變形侵限段拆除及安全受力轉(zhuǎn)換施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711463412.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108194102B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 茍彪;張林;布強(qiáng);田利鋒;劉旭;郭建;李海鵬;胡睿;袁仁愛;竇晗
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵一局集團(tuán)有限公司;中鐵一局集團(tuán)有限公司第三工程分公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/18;E21D21/00;E21F16/02
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發(fā)明公開了一種隧道初期支護(hù)變形侵限段拆除及安全受力轉(zhuǎn)換施工方法，包括步驟：一、拱墻注漿加固：對隧道初期支護(hù)變形侵限段的拱墻進(jìn)行注漿加固；二、施工段劃分：沿隧道延伸方向?qū)⑺淼莱跗谥ёo(hù)變形侵限段由后向前劃分為多個施工段，施工段為一期施工段或二期施工段且二者呈交錯布設(shè)；三、臨時砼襯砌施工：在每個二期施工段內(nèi)均施工一個臨時砼襯砌；四、一期施工段初支拆除及安全受力轉(zhuǎn)換施工；五、二期施工段初支拆除及安全受力轉(zhuǎn)換施工。本發(fā)明通過臨時砼襯砌進(jìn)行臨時支撐的方式實現(xiàn)面支撐，加固強(qiáng)度大，安全風(fēng)險大幅度減小，并且能實現(xiàn)多工作面同步進(jìn)行初支拆除及安全受力轉(zhuǎn)換施工，施工進(jìn)度快，施工過程安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種隧道初期支護(hù)變形侵限段拆除及安全受力轉(zhuǎn)換施工方法。

背景技術(shù)

隧道是人類利用地下空間的一種形式，是埋置于地層中的工程建筑物。隧道施工過程中，需對開挖成型的隧道洞及時進(jìn)行支護(hù)，隧道支護(hù)有初期支護(hù)和后期支護(hù)并組成如圖1-1所示的隧道復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。所述隧道復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)包括隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和位于所述隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的隧道二次襯砌1，所述隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)為對隧道洞2的拱墻進(jìn)行支護(hù)的隧道初支結(jié)構(gòu)，所述隧道二次襯砌1為對隧道洞2的拱墻進(jìn)行支護(hù)的混凝土襯砌，所述隧道二次襯砌1與對隧道洞2底部進(jìn)行支護(hù)的仰拱襯砌9組成對隧道洞2進(jìn)行全斷面支護(hù)的隧道支護(hù)襯砌，所述隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與隧道二次襯砌1之間設(shè)置有防水層4。隧道施工過程中，先沿隧道延伸方向由后向前對隧道洞2進(jìn)行開挖，開挖過程中由后向前對開挖形成的隧道洞2進(jìn)行初期支護(hù)，并獲得隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)；初期支護(hù)過程中，由后向前在隧道洞內(nèi)施工仰拱襯砌9，仰拱襯砌9施工過程中，由后向前在施工完成的所述隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)施工隧道二次襯砌1，所述隧道二次襯砌1位于施工完成的仰拱襯砌9上方。

結(jié)合圖1-2，所述隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)采用鋼拱架與錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)且其包括多榀沿隧道延伸方向由后向前布設(shè)的鋼拱架3、多個沿隧道延伸方向由后向前布設(shè)的錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)、掛裝在多個所述鋼拱架3上的鋼筋網(wǎng)片和噴射在隧道洞2內(nèi)壁上的混凝土噴射層5，所述鋼筋網(wǎng)片和多個所述鋼拱架3均固定于混凝土噴射層5內(nèi)；所述鋼拱架3為對隧道洞2的拱墻進(jìn)行支撐的拱形支架，相鄰兩個所述鋼拱架3之間均通過多根縱向連接鋼筋進(jìn)行緊固連接，所述縱向連接鋼筋布設(shè)于所述混凝土噴射層5；每個所述錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)均包括多個沿隧道開挖輪廓線布設(shè)在隧道洞2的拱墻上的錨桿6，每個所述錨桿6均錨固在隧道洞2的拱墻外側(cè)的巖體內(nèi)，多個所述錨桿6均布設(shè)在隧道洞2的同一個隧道橫斷面上；前后相鄰兩個所述錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)中的錨桿6呈交錯布設(shè)。

隧道修建過程中由于水文、地質(zhì)條件、施工方法等諸多因素的影響，特別是遇到土質(zhì)、泥巖、炭質(zhì)片巖、千枚巖、頁巖等強(qiáng)度較低的圍巖且賦存的環(huán)境發(fā)育有地下水時，圍巖的C(即粘聚力)和φ(內(nèi)摩擦角)值大大降低，在山體壓力作用下產(chǎn)生蠕滑作用，導(dǎo)致圍巖變形加劇變形，隧道初支鋼架(即鋼拱架3)扭曲變形，噴砼(即混凝土噴射層5)表面開裂掉塊，隧道初支結(jié)構(gòu)受力失效，隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)整體侵入隧道二襯襯砌所處的施工斷面后無法及時施作二襯砼，安全風(fēng)險加大，因此拆除發(fā)生侵限的隧道初支結(jié)構(gòu)(隧道初期支護(hù)變形侵限段)的情形在所難免。隧道侵限(又稱為隧道侵線)，指在隧道施工過程和運營中，隧道襯砌及附屬設(shè)備的內(nèi)輪廓是否符合標(biāo)準(zhǔn)(在隧道建筑限界內(nèi))，如果超出隧道建筑限界，則被稱為隧道侵限。其中，隧道初期支護(hù)變形侵限段是指隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形并侵入隧道二襯襯砌所處施工斷面的隧道段。

目前，對隧道初期支護(hù)變形侵限段的隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆換時，拆換的方法如下：第一步先回填土反壓縮小臨空面；第二步對每榀鋼拱架3，設(shè)橫豎撐(即點支撐方式)進(jìn)行臨時加固；第三步從一端開始逐榀拆換，完成一段隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)拆換后再施作二襯砼，一邊支護(hù)一邊換拱，防止換拱過程中出現(xiàn)塌方。此方法加固工程量大，臨時支護(hù)過程繁瑣，并且其加固方式是點支撐，拆換拱時易造成橫、豎支撐的移動失效，另外換拱順序受制約、換拱與掌子面前方施工不能同時作業(yè)，存在制約施工進(jìn)度、工效較低的缺點。并且，全斷面進(jìn)行橫豎撐加固作業(yè)難度大，且對下一步拆換作業(yè)帶來限制，稍有不慎，臨時橫撐會松動失效，起不到加固作用，局部坍塌的風(fēng)險增加。