[發(fā)明專(zhuān)利]一種適用于雙連拱隧道的三層支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910865984.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110630283B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛翊國(guó);公惠民;高海東;李剛;郭彥兵;冀大禹;高鵬;王曉峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D11/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D11/00;E21D11/10;E21D11/15;E21D11/20;E21D15/02;E21D9/14;E21D9/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種適用于雙連拱隧道的三層支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括由兩個(gè)隧道拱形截面外層向隧道拱形截面內(nèi)層依次設(shè)置的超前支護(hù)、初次支護(hù)、二次支護(hù)、三次支護(hù)、“卄”字形臨時(shí)支撐和位于兩個(gè)隧道之間的中隔墻導(dǎo)洞支護(hù)體系；

所述的初次支護(hù)包括沿隧道拱形截面外層到隧道內(nèi)層依次設(shè)置的是第一鋼拱架、第一鋼筋網(wǎng)、第一噴射混凝土，且在第一鋼拱架的徑向方向上設(shè)有鋼花管和第一鎖腳鋼花管；

所述的二次支護(hù)包括沿隧道拱形截面外層到隧道內(nèi)層依次設(shè)置的第二鋼拱架、第二鋼筋網(wǎng)和第二噴射混凝土；

所述的三次支護(hù)的材料為鋼筋混凝土，所述的三次支護(hù)與二次支護(hù)之間設(shè)置復(fù)合防水層；

所述的“卄”字形臨時(shí)支撐設(shè)置在隧道內(nèi)，由豎向的導(dǎo)坑側(cè)壁臨時(shí)支撐、臨時(shí)橫向支撐和第二鎖腳鋼花管組成，臨時(shí)橫向支撐靠近中隔墻的一端與中隔墻進(jìn)行搭接，遠(yuǎn)離中隔墻的一端與隧道側(cè)壁相連；所述導(dǎo)坑側(cè)壁臨時(shí)支撐采用豎直的形式，所述的導(dǎo)坑側(cè)壁臨時(shí)支撐與臨時(shí)橫向支撐垂直，其兩端均連接在二次支護(hù)上；第二鎖腳鋼花管傾斜的連接在導(dǎo)坑側(cè)壁臨時(shí)支撐的工字鋼上。

2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于雙連拱隧道的三層支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的中隔墻導(dǎo)洞支護(hù)體系由注漿鋼花管、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土構(gòu)成；鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土沿著導(dǎo)洞的拱形截面由外向內(nèi)依次設(shè)置，所述的注漿鋼花管沿著鋼拱架的徑向方向設(shè)置；鋼花管頂端嵌入中隔墻底部，底端嵌入地基土，且左右最外側(cè)的鋼花管與中隔墻垂直面呈角度布置。

3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于雙連拱隧道的三層支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一鋼拱架和第二鋼拱架根據(jù)圍巖級(jí)別、圍巖變形控制要求選用剛度不同的格柵拱架或型鋼鋼架；

進(jìn)一步的，圍巖等級(jí)較差時(shí)，第一鋼拱架采用型鋼鋼架以限制圍巖變形過(guò)大，防止隧道塌方，第二鋼拱架采用格柵拱架進(jìn)一步限制圍巖變形；圍巖等級(jí)良好時(shí)，第一鋼拱架采用格柵拱架以使得圍巖自承能力充分發(fā)揮，第二鋼拱架采用型鋼鋼架以限制圍巖變形過(guò)大。

4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于雙連拱隧道的三層支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一鋼筋網(wǎng)為兩層且分次布置，第一層鋼筋網(wǎng)在導(dǎo)洞開(kāi)挖完成后布設(shè)在巖面上，第二層在第一鋼拱架架設(shè)完成后布置以進(jìn)一步提高支護(hù)穩(wěn)定性。

5.如權(quán)利要求1-4任一所述的適用于雙連拱隧道的三層支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括：

步驟1將雙連拱隧道左右兩個(gè)斷面劃分為A至L十二個(gè)導(dǎo)洞和中隔墻導(dǎo)洞；

步驟2施作A導(dǎo)洞洞頂超前支護(hù)；

步驟3施作B導(dǎo)洞洞頂超前支護(hù)；

步驟4施作中隔墻導(dǎo)洞洞頂超前支護(hù)，使用臺(tái)階法開(kāi)挖中隔墻導(dǎo)洞后緊跟中隔墻導(dǎo)洞支護(hù)體系，安裝中隔墻模板后進(jìn)行中隔墻的澆筑；

步驟5隔墻養(yǎng)護(hù)完成后，破除中隔墻導(dǎo)洞位于C導(dǎo)洞內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，施作C導(dǎo)洞洞頂超前支護(hù)；使用臺(tái)階法開(kāi)挖C導(dǎo)洞，C導(dǎo)洞的第一鋼拱架左端與B導(dǎo)洞拱頂?shù)牡谝讳摴凹苓B接，第一鋼拱架右端與中隔墻進(jìn)行搭接；

步驟6破除中隔墻導(dǎo)洞位于D導(dǎo)洞的支護(hù)結(jié)構(gòu)，施作D導(dǎo)洞洞頂超前支護(hù)；D導(dǎo)洞的第一鋼拱架的左端與中隔墻進(jìn)行搭接；

步驟7依次施作E洞、F洞洞頂超前支護(hù)；

步驟8使用臺(tái)階法依次開(kāi)挖G導(dǎo)洞、I導(dǎo)洞、H導(dǎo)洞；

步驟9逐段拆除A、B、C、G、H、I導(dǎo)洞內(nèi)的“卄”字形臨時(shí)支撐，鋪設(shè)復(fù)合防水層后模筑鋼筋混凝土，從而完成三次襯砌的施作；

步驟10使用臺(tái)階法依次開(kāi)挖J導(dǎo)洞、L導(dǎo)洞、K導(dǎo)洞；

步驟11逐段拆除D、E、F、J、K、L導(dǎo)洞內(nèi)的“卄”字形臨時(shí)支撐。

6.如權(quán)利要求5所述的施工方法，其特征在于，步驟2和步驟3中的A導(dǎo)洞和B導(dǎo)洞的洞頂超前支護(hù)方法相同，如下：

使用臺(tái)階法開(kāi)挖A導(dǎo)洞或者B導(dǎo)洞，施作系統(tǒng)鋼花管并進(jìn)行注漿，緊貼巖面布設(shè)第一層鋼筋網(wǎng)后安裝第一鋼拱架，第二層鋼筋網(wǎng)在第一鋼拱架架設(shè)完成后布設(shè)，進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)后完成初次支護(hù)的施作；施作導(dǎo)坑側(cè)壁臨時(shí)支撐和臨時(shí)橫向支撐，使初次支護(hù)閉合成環(huán)；初次支護(hù)施工完成后適時(shí)施作二次支護(hù)，二次支護(hù)的第二鋼拱架與初次支護(hù)的第一鋼拱架錯(cuò)距布置。