[發(fā)明專利]一種隧道穿越空洞棚護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810602200.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN108590713A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬瑞;呂嘉;孫西濛;周世生;葉春琳;王麗群;曹艷輝;王博;鄧洪亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市政路橋股份有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/18
• 分類號(hào): E21D11/18;E21D11/10;E21B47/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種隧道穿越空洞棚護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法，屬于土木工程施工技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)包括棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)，導(dǎo)向墻(2)，棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)，鋼筋網(wǎng)片(4)，型鋼拱架(5)，翼板(6)及定向注漿系統(tǒng)(7)。當(dāng)隧道穿越空洞，且空洞比較大時(shí)，為了節(jié)約施工時(shí)間和施工費(fèi)用，保證施工安全和工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)了穿越空洞棚護(hù)結(jié)構(gòu)及支護(hù)方法，主要包括支護(hù)和防護(hù)兩部分，支護(hù)部分包括管棚和拱架，防護(hù)部分是在管棚結(jié)構(gòu)上增加防護(hù)翼板形成隧道結(jié)構(gòu)防護(hù)層，可以根據(jù)洞頂?shù)母叨雀淖円戆宓母叨龋{(diào)整防護(hù)層厚度，有效的防止洞頂落石，坍塌等安全事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種隧道穿越空洞時(shí)的棚護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法，是一種隧道棚護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法，屬于土木工程施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隧道施工中遇到有穿越空洞等不良地質(zhì)條件時(shí)，由于其地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性等，容易造成隧道坍塌，掉塊等工程事故，為避免工程事故和質(zhì)量問(wèn)題，一般采用反壓回填法施工，耽誤工期，圍巖產(chǎn)生較大變形，影響施工安全，造成比較大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為一種隧道穿越空洞棚護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)方法，當(dāng)隧道穿越空洞，且空洞比較大時(shí)，為了節(jié)約施工時(shí)間和施工費(fèi)用，保證施工安全和工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)了穿越空洞棚護(hù)結(jié)構(gòu)及支護(hù)方法，主要包括支護(hù)和防護(hù)兩部分，支護(hù)部分包括管棚和拱架，防護(hù)部分是在管棚結(jié)構(gòu)上增加防護(hù)翼板形成隧道結(jié)構(gòu)防護(hù)層，可以根據(jù)洞頂?shù)母叨雀淖円戆宓母叨?，調(diào)整防護(hù)層厚度，有效的防止洞頂落石，坍塌等安全事故。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案中，一種隧道穿越空洞棚護(hù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)，導(dǎo)向墻(2)，棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)，鋼筋網(wǎng)片(4)，型鋼拱架(5)，翼板(6)及定向注漿系統(tǒng)(7)。

棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)由第一循環(huán)管棚(8)和第二循環(huán)管棚(9)組成，第一循環(huán)管棚(8)和第二循環(huán)管棚(9)交錯(cuò)布置，第一循環(huán)管棚(8)和第二循環(huán)管棚(9)之間設(shè)有導(dǎo)向墻(2)；棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)設(shè)置在棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)的頂部，鋼筋網(wǎng)片(4)鋪設(shè)在棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)上；型鋼拱架(5)設(shè)置在棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)的底部，翼板(6)設(shè)置在棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)的外側(cè)，定向注漿系統(tǒng)(7)設(shè)置在棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)的安裝孔處。棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)，鋼筋網(wǎng)片(4)和翼板(6)組成防護(hù)部分，翼板(6)的高度可調(diào)節(jié)，棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)和型鋼拱架(5)為棚護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)部分。

型鋼拱架(5)之間設(shè)有縱向連接鋼筋(14)。

棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)與導(dǎo)向墻(2)之間的外插角α根據(jù)棚護(hù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度確定，為1°～3°。

棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)是棚護(hù)結(jié)構(gòu)施做的工作場(chǎng)地，包括開挖工作室和初支護(hù)。首先在隧道掌子面拱部一定范圍內(nèi)(包括棚護(hù)結(jié)構(gòu)拱頂和棚護(hù)結(jié)構(gòu)拱腰)，隧道掌子面開挖比正常隧道直徑外擴(kuò)一定距離D，D取初支護(hù)厚度的二倍，工作室開挖長(zhǎng)度根據(jù)鋼管每節(jié)長(zhǎng)確定，安裝棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)的鋼拱架，并進(jìn)行開挖工作室的初支護(hù)，形成棚護(hù)結(jié)構(gòu)工作室(1)。

導(dǎo)向墻(2)是引導(dǎo)隧道方向的拱墻，導(dǎo)向墻(2)中預(yù)埋棚護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向管和導(dǎo)向鋼架，導(dǎo)向管和導(dǎo)向鋼架同時(shí)設(shè)有翼板孔，翼板孔作為帶翼板鋼管安裝定向。導(dǎo)向墻施做時(shí)先立拱架和模板，安裝導(dǎo)向鋼架和導(dǎo)向管，再灌注混凝土形成。為保證棚護(hù)結(jié)構(gòu)施工精度，導(dǎo)向墻(2)內(nèi)設(shè)工字鋼，鋼架外設(shè)導(dǎo)向鋼管，鋼管沿管棚外法線方向預(yù)留導(dǎo)向翼板插孔，寬度和高度根據(jù)空洞大小經(jīng)過(guò)數(shù)值計(jì)算確定，導(dǎo)向鋼管留有一定范圍的外插角α，鋼管與鋼架焊接。鋼架各單元由連接板焊接成型，單元間由螺栓連接。

棚護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管(3)采用管徑為的無(wú)縫鋼管，為89～150mm，根據(jù)棚護(hù)段的長(zhǎng)度和施工工藝確定，環(huán)向間距以不大于3-5倍的管徑。當(dāng)需要增大鋼管的強(qiáng)度和剛度時(shí)，在管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠而后用水泥砂漿填充，補(bǔ)強(qiáng)棚管的強(qiáng)度。