[發明專利]隧道初期支護變形侵限段拆除及安全受力轉換施工方法

有效

• 申請號: 201711463412.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108194102B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 茍彪;張林;布強;田利鋒;劉旭;郭建;李海鵬;胡睿;袁仁愛;竇晗
• 申請（專利權）人: 中鐵一局集團有限公司;中鐵一局集團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: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種隧道初期支護變形侵限段拆除及安全受力轉換施工方法，包括步驟：一、拱墻注漿加固：對隧道初期支護變形侵限段的拱墻進行注漿加固；二、施工段劃分：沿隧道延伸方向將隧道初期支護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；三、臨時砼襯砌施工：在每個二期施工段內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換施工；五、二期施工段初支拆除及安全受力轉換施工。本發明通過臨時砼襯砌進行臨時支撐的方式實現面支撐，加固強度大，安全風險大幅度減小，并且能實現多工作面同步進行初支拆除及安全受力轉換施工，施工進度快，施工過程安全可靠。

技術領域

本發明屬于隧道施工技術領域，尤其是涉及一種隧道初期支護變形侵限段拆除及安全受力轉換施工方法。

背景技術

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行支護，隧道支護有初期支護和后期支護并組成如圖1-1所示的隧道復合式襯砌結構。所述隧道復合式襯砌結構包括隧道初期支護結構和位于所述隧道初期支護結構內側的隧道二次襯砌1，所述隧道初期支護結構為對隧道洞2的拱墻進行支護的隧道初支結構，所述隧道二次襯砌1為對隧道洞2的拱墻進行支護的混凝土襯砌，所述隧道二次襯砌1與對隧道洞2底部進行支護的仰拱襯砌9組成對隧道洞2進行全斷面支護的隧道支護襯砌，所述隧道初期支護結構與隧道二次襯砌1之間設置有防水層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進行開挖，開挖過程中由后向前對開挖形成的隧道洞2進行初期支護，并獲得隧道初期支護結構；初期支護過程中，由后向前在隧道洞內施工仰拱襯砌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結構內側施工隧道二次襯砌1，所述隧道二次襯砌1位于施工完成的仰拱襯砌9上方。

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

隧道修建過程中由于水文、地質條件、施工方法等諸多因素的影響，特別是遇到土質、泥巖、炭質片巖、千枚巖、頁巖等強度較低的圍巖且賦存的環境發育有地下水時，圍巖的C(即粘聚力)和φ(內摩擦角)值大大降低，在山體壓力作用下產生蠕滑作用，導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，隧道初支結構受力失效，隧道初期支護結構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，安全風險加大，因此拆除發生侵限的隧道初支結構(隧道初期支護變形侵限段)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，隧道襯砌及附屬設備的內輪廓是否符合標準(在隧道建筑限界內)，如果超出隧道建筑限界，則被稱為隧道侵限。其中，隧道初期支護變形侵限段是指隧道初期支護結構發生變形并侵入隧道二襯襯砌所處施工斷面的隧道段。

目前，對隧道初期支護變形侵限段的隧道初期支護結構進行拆換時，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，設橫豎撐(即點支撐方式)進行臨時加固；第三步從一端開始逐榀拆換，完成一段隧道初期支護結構拆換后再施作二襯砼，一邊支護一邊換拱，防止換拱過程中出現塌方。此方法加固工程量大，臨時支護過程繁瑣，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，存在制約施工進度、工效較低的缺點。并且，全斷面進行橫豎撐加固作業難度大，且對下一步拆換作業帶來限制，稍有不慎，臨時橫撐會松動失效，起不到加固作用，局部坍塌的風險增加。