扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法。
【背景技术】
[0002]在隧道施工过程中，由于技术标准或设计要求发生变化，或由于地质、自然灾害等原因引起隧道洞口段已施作初期支护发生较大沉降或收敛变形，造成已经开挖支护成型的隧道断面侵限，必须进行扩挖，这种现象在隧道施工过程中比较普遍。这种扩挖施工需要拆换已经施作的支护结构，并造成围岩的应力再次再分布，由于隧道洞口地段一般地质条件较差，因此施工安全风险很大。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，以将施工风险减小到最低，确保施工安全。
[0004]本发明的技术方案为:它包括以下内容:在支护断面相对较稳定位置，将相邻两榀原格栅钢架之间的原喷射混凝土层击碎，将原联接钢筋、原超前小导管两端切断;在该位置中部掏一条环向通长布置的梯形槽，架立扩大的新格栅钢架;再将洞口侧相邻的原喷射混凝土层击碎，安装一榀扩大的新格栅钢架;拆除位于两新格栅钢架之间的原格栅钢架，施作两新格栅钢架之间新联接钢筋，喷射新混凝土层至设计厚度。然后依次安装一榀新格栅钢架、拆除一榀原格栅钢架，施作新联接钢筋，喷射新混凝土层至设计厚度。待扩挖至3?5m，施作新超前小导管(10)，并按设计要求注浆。如此循环施工往洞口方向进行。
[0005]扩挖首先从距洞口20?25m处相邻两榀原格栅钢架之间的原喷射混凝土层开始，因为该断面位置相对较稳定。将原喷射混凝土层击碎，在该位置中部掏一条环向通长布置的梯形槽，架立扩大的新格栅钢架，打新系统锚杆稳固格栅。然后将洞口侧相邻的原喷射混凝土层击碎，安装一榀扩大的新格栅钢架，打新系统锚杆稳固格栅。再拆除两新格栅钢架之间的原格栅钢架。
[0006]原格栅钢架要分段拆除，先拆除拱顶单元格栅钢架，再拆除一侧拱腰单元格栅钢架，然后拆除另一侧拱腰单元格栅钢架。
[0007]先用风镐将拱顶单元格栅背部的混凝土块、岩块凿除，至原系统锚杆露出，用切割机将原系统锚杆切断，使之与原格栅钢架不再联接，再将该榀格栅钢架拱顶单元两端角钢的连接螺栓取掉;取螺栓时应用简易台架将该单元格栅托起。
[0008]拆除原格栅钢架后，采用液压破碎锤将该断面扩挖至设计要求，清除危石，挂设钢筋网，施作两新格栅钢架之间新联接钢筋，喷射混凝土至设计厚度。
[0009]然后依次先安装一榀新格栅钢架、再拆除一榀原格栅钢架，施作两新格栅钢架之间新联接钢筋，喷射混凝土至设计厚度。待扩挖至3?5m，即具备足够的操作空间后，施作新超前小导管并按设计要求注浆。按如此循环往洞口方向进行，直至洞口剩下一榀原格栅钢架，采取防护措施后，分单元从上至下依次拆除洞口原格栅钢架，扩挖后安装扩大的新格栅钢架，施作新联接钢筋，新喷射混凝土至设计厚度。
[0010]施工过程中必须做好地表沉降、拱顶下沉、净空收敛等监控量测工作。
【附图说明】
[0011 ]图1为本发明的隧道洞口段扩挖施工纵断面图。
[0012]图2为图1的A—A截面图，即隧道洞口段扩挖施工横断面图。
【具体实施方式】
[0013]本发明的应用实例:某铁路在施工过程中由原设计的160km/h变更为200km/h，隧道净空按双层集装箱设计。变更后隧道净空周边比原设计扩大50cm。而此时某隧道(全长220m)上半断面已开挖支护30多米。因此，必须对已按原设计施工支护段进行扩挖。该段施工支护参数主要为拱部Φ 42超前注浆小导管，环向间距40cm，单根长3.5m;每80cm设有一榀格栅钢架(14cm X 14cm)，主筋为Φ 22螺纹钢；Φ 22系统锚杆，纵、横向间距均为Im，单根长3m;喷射C20混凝土。
[0014]扩挖从距洞口20m处的位置开始，由洞内往洞外逐榀安装新格栅钢架、逐榀分段拆除原格栅钢架。具体实施如下:
如附图，I为原格栅钢架;2为新格栅钢架;3为原喷射混凝土层;4为新喷射混凝土层;5为原系统锚杆;6为新系统锚杆;7为原联接钢筋;8为新联接钢筋;9为原超前小导管；10为新超前小导管；11为梯形槽。
[0015]小型机载式液压破碎锤将距洞口20m处相邻两榀原格栅钢架I之间的原喷射混凝土层3击碎，至原格栅钢架I之间的原联接钢筋7、原超前小导管9露出并达到切割条件后，用切割机将原联接钢筋7、原超前小导管9两端切断。然后继续采用液压破碎锤在该位置中部掏一条梯形槽11，环向通长布置，其宽度与深度满足架立扩大的新格栅钢架2。清除危石，初喷4cm厚喷射混凝土，架立扩大的新格栅钢架2，施作新系统锚杆6稳固新格栅钢架2。采用同样方法将洞口侧相邻的原喷射混凝土层3击碎，在该位置中部掏一条环向通长布置的梯形槽11，安装一榀扩大的新格栅钢架2，打新系统锚杆6稳固新格栅钢架2。
[0016]拆除两新格栅钢架2之间原格栅钢架I。用液压破碎锤将两新格栅钢架2之间原格栅钢架I两侧剩余混凝土层击碎，至钢架露出，将该格栅钢架I按组成单元从上至下依次拆除。
[0017]先用风镐将拱顶单元格栅1-1背部的混凝土块、岩块凿除，至原系统锚杆5露出，用切割机将原系统锚杆5切断，使之与原格栅钢架I不再联接。再将该榀格栅钢架I拱顶单元两端角钢1-4的连接螺栓取掉，取螺栓时应用简易台架将该单元格栅托起，并采取相关防护措施，以避免格栅直接掉落下来，砸伤人员或损坏机具，确保施工安全。
[0018]将拱顶单元格栅1-1拆除后，清除拱顶危石，并采取相关防护措施，防止拱顶掉块。接下来用同样方法拆除一侧拱腰单元格栅1-2。清除拱腰处危石，并采取相关防护措施后，拆除另一侧拱腰单元格栅1-3。拆除一榀格栅后，采用液压破碎锤将该断面扩挖至设计要求，清除危石，挂设钢筋网，施作两新格栅钢架2之间新联接钢筋8，喷射新混凝土层4至设计要求。
[0019]采用上述方法继续往洞口方向安装一榀扩大的新格栅钢架2，然后拆除两新格栅钢架2之间的原格栅钢架I，采用液压破碎锤将该断面扩挖至设计要求，清除危石，挂设钢筋网，施作两新格栅钢架2之间新联接钢筋8，喷射混凝土4至设计厚度。待扩挖至3~5m，施作新超前小导管10，并按设计要求注浆。如此循环施工，直至洞口剩下一榀原格栅钢架I，采取相关防护措施后，分单元从上至下依次拆除洞口原格栅钢架I，扩挖后安装扩大的新格栅钢架2，施作新联接钢筋8，新喷射混凝土 4至设计厚度。
[0020]施工过程中必须做好地表沉降、拱顶下沉、净空收敛等监控量测工作。
【主权项】
1.一种扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，其特征在于:它包括以下内容:在支护断面相对较稳定位置，将相邻两榀原格栅钢架(I)之间的原喷射混凝土层(3)击碎，架立扩大的新格栅钢架(2);再将洞口侧相邻的原喷射混凝土层(3)击碎，安装一榀扩大的新格栅钢架(2);拆除位于两新格栅钢架(2)之间的原格栅钢架(I)，施作两新格栅钢架(2)之间新联接钢筋(8)，喷射新混凝土层(4)至设计厚度;然后依次安装一榀新格栅钢架(2)、拆除一榀原格栅钢架(I)，施作新联接钢筋(8)，喷射新混凝土层(4)至设计厚度，待扩挖至3?5m，施作新超前小导管(10)，并按设计要求注浆，如此循环施工往洞口方向进行。2.根据权利要求1所述的扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，其特征在于:扩挖首先从距洞口 20?25m处相邻两榀原格栅钢架(I)之间的原喷射混凝土层(3)开始，将原喷射混凝土层(3)击碎，在该位置中部掏一条环向通长布置的梯形槽(11)，架立扩大的新格栅钢架(2)，并打新系统销杆(6)稳固格栅。3.根据权利要求1所述的扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，其特征在于:先架立扩大的新格栅钢架(2)，打新系统锚杆(6)稳固格栅，后拆除两新格栅钢架(2)之间的原格栅钢架(1)，然后施作新联接钢筋(8)，喷射新混凝土层(4)至设计厚度。4.根据权利要求1所述的扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，其特征在于:分段拆除原格栅钢架(1)，先拆除拱顶单元格栅钢架(1-1)，再拆除一侧拱腰单元格栅钢架(1-2)，然后拆除另一侧拱腰单元格栅钢架(1-3)。5.根据权利要求4所述的扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，其特征在于:先用风镐将拱顶单元格栅(1-1)背部的混凝土块、岩块凿除，至原系统锚杆(5)露出，用切割机将原系统锚杆(5)切断，使之与原格栅钢架(I)不再联接，再将该榀格栅钢架(I)拱顶单元两端角钢(1-4)的连接螺栓取掉;取螺栓时应用简易台架将该单元格栅托起。6.根据权利要求1所述的扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法，其特征在于:待扩挖至3~5m，即具备足够的操作空间后，施作新超前小导管(10)，并按设计要求注浆。
【专利摘要】本发明公开了一种扩挖隧道洞口段钢格栅支护断面的施工方法。将距隧道洞口20~25m处相邻两榀原格栅钢架（1）之间的原喷射混凝土层（3）击碎，用切割机将原联接钢筋（7）、原超前小导管（9）两端切断，在该位置中部掏一条环向通长布置的梯形槽11，架立一榀新格栅钢架（2）。采用同样方法在洞口侧相邻的原喷射混凝土层（3）中间位置再安装一榀新格栅钢架（2）。然后按组成单元从上至下分段拆除两新格栅钢架（2）之间的原格栅钢架（1）。施作新联接钢筋（8），喷射混凝土层（4）至设计要求。如此依次先安装一榀新格栅钢架（2）、再拆除一榀原格栅钢架（1）直至洞口。
【IPC分类】E21D11/15
【公开号】CN105587324
【申请号】CN201511002152
【发明人】蒲青松, 傅强, 刘亚宇, 夏真荣, 石锦华, 陈跃龙, 熊春阳, 钟东
【申请人】中铁五局集团有限公司, 中铁五局集团第一工程有限责任公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月29日