隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法

隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，包括原有隧道拱架拆除步骤和绕线隧道初期支护步骤，所述原有隧道拱架拆除步骤进一步包括原有隧道拱架处理；所述绕线隧道初期支护步骤进一步包括以下步骤：（1）绕线隧道拱架与原有隧道未拆除拱架通过槽钢有效连接成整体；（2）位于原有隧道内绕线隧道拱架采取支架安装加固；（3）位于原有隧道内绕线隧道拱架外围采取敷设细钢筋网作为屏障实施喷射混凝土。本发明的有益效果为：施工方法具体，操作简便，有效避免了渐变段处的垮塌，确保了渐变段施工的安全、质量，缩短了施工工期，提前投入运营，为社会创造了经济效益。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及隧道施工【技术领域】，尤其涉及一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初 期支护的施工方法。 隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法

【背景技术】
[0002] 隧道施工目前均采用新奥法，隧道开挖、初期支护、超前支护等施工均具有较成熟 的技术方法；针对隧道内进行绕线隧道施工是目前极为罕见的施工方法，现有隧道施工对 绕线隧道渐变段处原有拱架拆除与绕线初期支护无任何技术说明；并且现有技术中对渐变 段处原有隧道拱架如何拆除、未拆除拱架如何加固以及绕线隧道初期支护中拱架如何加固 缺少结合渐变段处实际情况的相关技术指导，针对性不强，施工方法不够具体，是渐变段施 工目前面临的重大技术难题。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法， 以克服目前现有技术存在的上述不足。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，包括原有隧道拱架拆除步 骤和绕线隧道初期支护步骤，所述原有隧道拱架拆除步骤进一步包括原有隧道拱架处理； 所述绕线隧道初期支护步骤进一步包括以下步骤： 1) 绕线隧道拱架与原有隧道未拆除拱架通过槽钢有效连接成整体； 2) 位于原有隧道内绕线隧道拱架采取支架安装加固； 3) 位于原有隧道内绕线隧道拱架外围采取敷设细钢筋网作为屏障实施喷射混凝土。
[0005] 进一步的，所述原有隧道拱架处理包括以下步骤： 1) 测量放样，确定原有隧道与绕线隧道渐变段处交界线； 2) 交界线处原有隧道二次衬砌混凝土的切割和爆破； 3) 交界线处原有隧道喷射混凝土开凿，断开拱架、纵向连接筋及所有连接构件； 4) 交界线处原有隧道未拆除拱架的加固和爆破。
[0006] 进一步的，所述的施工方法还包括原有隧道拱架与绕线隧道拱架的衔接步骤，所 述原有隧道拱架与绕线隧道拱架的衔接包括拱架的有效安装和拱架支架的安装。
[0007] 优选的，所述绕线隧道初期支护步骤的步骤1为：绕线隧道拱架与原有隧道未拆 除拱架通过10号槽钢有效连接成整体。
[0008] 优选的，所述绕线隧道初期支护步骤的步骤2为：对位于原有隧道内绕线隧道拱 架采用Φ42锁脚钢管及110工字钢支架安装加固。
[0009] 优选的，所述原有隧道拱架处理的步骤4为：对交界线处原有隧道未拆除拱架采 用Φ42锁脚钢管进行锚固，锚固后对拆除拱架进行爆破拆除。
[0010] 本发明的有益效果为：对原有隧道内绕线隧道渐变段施工更具有较强的针对性， 施工方法具体，操作简便，有效避免了渐变段处的垮塌，确保了渐变段施工的安全、质量，缩 短了施工工期，提前投入运营，为社会创造了经济效益，为以后类似工程奠定了坚实的技术 保障，促进了原有隧道内绕线隧道渐变段施工技术的有利发展。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 下面为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其他的附图。
[0012] 图1是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施 工方法的施工流程图； 图2是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的绕线隧道平面图； 图3是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的绕线隧道渐变段断面图； 图4是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的原有隧道拱架加固示意图一； 图5是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的原有隧道拱架加固示意图二； 图6是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的交界线处拱架连接示意图； 图7是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的衬砌表面钢板安装示意图； 图8是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的绕线隧道拱架支架示意图一； 图9是本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方 法的绕线隧道拱架支架示意图二。
[0013] 图中： 1、原有隧道；2、绕线隧道；3、溶洞；4、交界线；5、挡墙；6、原有隧道未拆除拱架；7、锁 脚钢管；8、钢板；9、原有隧道喷射混凝土；10、原有隧道拱架；11、槽钢；12、绕线隧道拱架； 13、工字钢；14、螺栓；15、坚向钢管；16、纵向钢管。

【具体实施方式】
[0014] 如图1-9所示，本发明实施例所述的一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支 护的施工方法，包括原有隧道拱架10拆除步骤和绕线隧道2初期支护步骤，所述原有隧道 拱架10拆除步骤包括原有隧道拱架10处理；所述绕线隧道2初期支护步骤包括以下步骤 ： 1) 绕线隧道拱架12与原有隧道未拆除拱架6通过槽钢11有效的连接成整体； 2) 位于原有隧道1内绕线隧道拱架12采取支架安装加固； 3) 位于原有隧道1内绕线隧道拱架12外围采取敷设细钢筋网作为屏障实施喷射混凝 土。
[0015] 所述原有隧道拱架10处理包括以下步骤： 1) 测量放样，确定原有隧道1与绕线隧道2渐变段处交界线4 ; 2) 交界线4处原有隧道1二次衬砌混凝土的切割和爆破； 3) 交界线4处原有隧道喷射混凝土 9开凿，断开拱架、纵向连接筋及所有连接构件； 4) 交界线4处原有隧道未拆除拱架6的加固和爆破。
[0016] 所述的施工方法还包括原有隧道拱架10与绕线隧道拱架12的衔接步骤，所述原 有隧道拱架10与绕线隧道拱架12的衔接包括拱架的有效安装和拱架支架的安装。
[0017] 所述绕线隧道2初期支护步骤的步骤1为：绕线隧道拱架12与原有隧道未拆除拱 架6通过10号槽钢11有效连接成整体。
[0018] 所述绕线隧道2初期支护步骤的步骤2为：对位于原有隧道1内绕线隧道拱架12 采用Φ42锁脚钢管7及110工字钢13支架安装加固。
[0019] 所述原有隧道拱架10处理的步骤4为：对交界线4处原有隧道未拆除拱架6采用 Φ42锁脚钢管7进行锚固，锚固后对拆除拱架进行爆破拆除。
[0020] 所述施工方法的整体施工流程如下： 1) 原有隧道1与绕线隧道2的交界线4测量放样； 2) 原有隧道1衬砌砼拆除； 3) 原有隧道未拆除拱架6的加固； 4) 原有隧道1拱架拆除、绕线隧道2在溶洞3的洞身开挖以及绕线隧道2超前支护； 5) 绕线隧道2清理岩面，初喷砼； 6) 绕线隧道2施作系统锚杆，挂钢筋网； 7) 绕线隧道拱架12安装； 8) 绕线隧道2与原有隧道拱架10连接； 9) 绕线隧道拱架12支架安装； 10) 绕线隧道2复喷砼至设计厚度； 11) 绕线隧道2的挡墙5分层回填，支架分层拆除； 12) 量测数据分析、反馈。
[0021] 具体操作时： 一、工程概况 重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道位于巫溪县古路镇大泉村与麻柳村之间，为分 离式隧道，左线里程桩号LK32+730?LK35+288,全长2558m。2011年9月羊桥坝隧道左 线施工过程中发现一个巨型溶洞3,里程桩号为LK34+008,距进口端洞口 1278m，所述溶洞 3处隧道埋深270m，所述溶洞3与隧道轴线约45°斜交，线路方向跨度约为173m，顶部在 隧道以上高度约70m，深度从隧道路面以下约50m，溶洞3的周壁岩面风化严重，常有大小 不等石块掉落。经专家组多次考察决定，在羊桥坝隧道左线洞内实行绕避溶洞方案。左线 绕线起点为LK33+155. 926,左线绕线终点为LK35+062. 941。绕线隧道2渐变段分为两段， LK33+174. 96 ?LK33+325. 75,全长 150. 79m ;LK34+857. 23 ?LK35+027. 38,全长 170. 15m ; 隧道渐变段平面及断面，如图2-3所示；绕线隧道2渐变段施工是施工中的重点控制对象， 其中隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护是渐变段施工成败的重点突破口。
[0022] 二、原有隧道拱架10的处理 1、施工放样 精确放样是对原有隧道1二次衬砌混凝土及初期支护拆除控制的前提条件，通过原有 隧道1设计线与绕线隧道2设计线位置及高程的准确计算，确定出原有隧道1与绕线隧道 2二次衬砌混凝土及初期支护交界线处各点坐标，通过全站仪进行坐标放样，确定出交界线 4的位置并进行画线标记。
[0023] 2、原有隧道1的二次衬砌混凝土拆除 所述原有隧道1的二次衬砌混凝土拆除是拱架拆除的前提条件，采用混凝土切割机按 照所述交界线4进行切割，每次切割长度与每次拆除长度保持一致，使拆除段与未拆除段 二次衬砌混凝土完全分离，减小拆除时对未拆除段二次衬砌混凝土扰动；原有隧道1的每 板二次衬砌混凝土长度为12m，每次切割长度小于1.5m，仍能保证未拆除段二次衬砌混凝 土稳定性。
[0024] 二次衬砌混凝土的拆除采用弱爆破的原则进行，遵循先拱后墙爆破方式，局部采 用风镐清理，钻孔深度为二次衬砌混凝土厚度的2/3,炮眼间距为40cm梅花形布置，采用 Φ 25乳化炸药，单孔装药量为40?50g，装药完毕后堵孔，增强爆破效果；起爆分为两段，爆 破完毕后采用风镐清理混凝土基面并切除二次衬砌混凝土中的衬砌钢筋。
[0025] 3、原有隧道拱架10的拆除 在所述原有隧道1的二次衬砌混凝土拆除完毕后，进行原有隧道拱架10的拆除，其拆 除长度与二次衬砌混凝土拆除长度保持一致；拆除采用拆留分离措施，首先将原有隧道1 与绕线隧道2初期支护交界线4进行开槽处理，开槽采用风镐将所述交界线4处喷射混凝 土凿开，对拱架、连接筋及其所有固定构件进行切割处理，使其拆除初期支护与未拆除初期 支护断开，避免爆破拆除时对相邻钢架及二次衬砌混凝土的扰动，严格控制爆破影响范围， 初期支护的爆破拆除与绕线隧道2掌子面的开挖同时进行，统一控制。
[0026] 4、原有隧道未拆除拱架6的加固 在所述原有隧道拱架10爆破拆除前，在所述交界线4处将原有隧道未拆除拱架6实行 加固措施，对每榀拱架加设两根Φ42锁脚钢管7,所述锁脚钢管7采用注浆加固，所述两根 锁脚钢管7之间采用1. 5cm厚钢板8连接，所述锁脚钢管7周围与所述钢板8之间采用满 焊，所述拱架与钢板8之间进行点焊，将拱架包裹加固，如图4-5所示，加固后进行原有隧道 1初期支护拆除与绕线隧道2掌子面的开挖。
[0027] 三、绕线隧道2的初期支护 在所述绕线隧道2开挖后，首先进行初喷混凝土施工封闭围岩，初喷厚度控制在2? 3cm，通过初喷混凝土是避免了渗水对围岩的冲刷和围岩风化而引起的垮塌；在初喷混凝土 后通过测量对锚杆位置进行标定，钻孔采用台车和风枪成孔，用专业高压注浆设备注浆，为 确保注浆密实，拱部用双管排气法注浆，边墙用单管注浆，注浆完成后，拆除注浆管，人工安 装锚杆，锚杆与壁面保持一致；锚杆施作完毕后进行钢筋网敷设，钢筋网所用钢筋使用前清 除锈蚀，钢筋网随混凝土初喷面起伏敷设，紧贴壁面，钢筋网的节点与锚杆接头采用焊接固 定。
[0028] 钢架分段洞外加工，洞外试拼合格后进洞组装，组装时两节钢架连接牢固不扭动 变形，为保证钢架置于稳固的地基上，在钢架基脚部位预留〇. 2m原地基，采用人工挖槽就 位，钢架采用Φ20纵向连接筋焊接固定；喷射混凝土施工在绕线隧道拱架12的支架安装后 进行，当绕线隧道拱架12位于原有隧道1内，拱架外部无围岩遮挡，采用细钢筋网固定作为 屏障实施喷射混凝土；喷射混凝土施工采用混凝土喷射机按照湿喷方法实施，喷射混凝土 作业采用分段、分块、分层、先墙后拱、自上而下的顺序进行，喷射混凝土终凝2小时后进行 喷淋养护。
[0029] 四、原有隧道拱架10与绕线隧道拱架12的衔接 1、拱架的有效连接 当绕线隧道2渐变段拱架安装后，在所述原有隧道拱架10与绕线隧道拱架12的交界 线4处，对原有隧道拱架10采用10号槽钢11进行纵向焊接，将纵向焊接的槽钢11与绕线 隧道拱架12进行逐一焊接，如图6所示，使原有隧道拱架10与绕线隧道拱架12形成整体， 增强了拱架的整体稳定性。
[0030] 2、拱架支架安装 当绕线隧道拱架12位于原有隧道1内，拱架外部无任何支撑物支撑，此时拱架完全处 于偏压状态之下，拱架因受力不均极易引起失稳导致隧道垮塌，为了保证拱架受力合理，位 于原有隧道内的拱架采取支护加强，支护按照"撑拉结合"原则进行考虑布置；横向采用 110工字钢13,步距为1. 2m，纵向间距与绕线隧道拱架12的纵向间距保持一致，一端与绕 线隧道拱架12进行焊接，另外一端将原有隧道1内未拆除二次衬砌混凝土表面上安装钢板 8,采用高强膨胀螺栓14与所述钢板8焊接固定，如图7所示，再将110工字钢13与钢板8 进行焊接固定，对绕线隧道拱架12实现撑拉结合；坚向、纵向均采用Φ42的钢管，即为坚向 钢管15和纵向钢管16,所述坚向钢管15与纵向钢管16的间距均为lm，与横向110工字钢 13的交叉点采用焊接连接，如图8-9所示。
[0031] 将绕线隧道拱架12进行二次临时固定，使其受力均匀合理，确保了绕线隧道拱架 12的整体稳定性；后续C25混凝土挡墙5回填施工时，回填混凝土按照分层进行，同时对 Φ42钢管及110工字钢13进行分层拆除，通过110工字钢13的撑拉结合，避免了回填混 凝土浇筑时产生的侧向冲击力和混凝土的侧向压力对拱架造成的挤压变形，使拱架均匀受 力处于可控状态，顺利完成了绕线隧道2渐变段的施工，保证了绕线隧道2渐变段施工的安 全、质量和进度。
[0032] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种 形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技 术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，包括原有隧道拱架 (10)拆除步骤和绕线隧道（2)初期支护步骤，其特征在于：所述原有隧道拱架（10)拆除步 骤包括原有隧道拱架（10)处理；所述绕线隧道（2)初期支护步骤进一步包括以下步骤 ： 1) 绕线隧道拱架（12)与原有隧道未拆除拱架（6)通过槽钢（11)有效连接成整体； 2) 位于原有隧道（1)内绕线隧道拱架（12)采取支架安装加固；以及 3) 位于原有隧道（1)内绕线隧道拱架（12)外围采取敷设细钢筋网作为屏障实施喷射 混凝土。
2. 根据权利要求1所述的隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，其特 征在于：所述原有隧道拱架（10)处理进一步包括以下步骤： 1) 测量放样，确定原有隧道（1)与绕线隧道（2)渐变段处交界线（4); 2) 交界线（4)处原有隧道（1)二次衬砌混凝土的切割和爆破； 3) 交界线（4)处原有隧道喷射混凝土（9)开凿，断开拱架、纵向连接筋及所有连接构 件；以及 4) 交界线（4)处原有隧道未拆除拱架（6)的加固和爆破。
3. 根据权利要求2所述的隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，其特 征在于：进一步包括原有隧道拱架（10)与绕线隧道拱架（12)衔接步骤，所述衔接步骤包括 拱架的有效安装和拱架支架的安装。
4. 根据权利要求3所述的隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，其特 征在于，所述绕线隧道（2)初期支护步骤中的步骤1为：绕线隧道拱架（12)与原有隧道未 拆除拱架（6)通过10号槽钢（11)有效连接成整体。
5. 根据权利要求4所述的隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，其特 征在于，所述绕线隧道（2)初期支护步骤中的步骤2为：对位于原有隧道（1)内绕线隧道拱 架（12)采用Φ42锁脚钢管（7)及110工字钢（13)支架安装加固。
6. 根据权利要求5所述的隧道渐变段原有拱架拆除与绕线初期支护的施工方法，其特 征在于，所述原有隧道拱架（10)处理中的步骤4为：对交界线（4)处原有隧道未拆除拱架 (6)采用Φ42锁脚钢管（7)进行锚固，锚固后对拆除拱架进行爆破拆除。
【文档编号】E21D11/00GK104100278SQ201410321544
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】王勃, 高月伟, 李国英, 娄洪颖, 李建新, 赵永斌, 吕秀华, 曹霞, 龚世海, 肖立红 申请人:中铁十六局集团第五工程有限公司, 中铁十六局集团有限公司