一种大断面黄土隧道预切槽法施工结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大断面黄土隧道预切槽法施工结构，采取Ф32mm玻纤注浆锚杆；两环预衬砌喇叭口部分喷射素混凝土或网喷混凝土并在需要时架设型钢钢架，边墙和墙脚处每处设2根长6m的T76S迈式微型桩；仰拱开挖架设型钢钢架前，在预衬砌墙脚预埋连接钢板与后施做的仰拱钢架采用螺栓连接。不仅可以控制大断面黄土隧道施工中的地表沉降、降低施工风险和塌方，更可以提高施工效率、加快施工进度、保证施工质量。对于提高预切槽法在黄土隧道地层的适应性并提高黄土隧道的机械化建设水平有着重要的意义。
【专利说明】
一种大断面黄土隧道预切槽法施工结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种地下工程技术，尤其涉及一种大断面黄土隧道预切槽法施工结构。【背景技术】
[0002]预切槽施工技术是采用专用的拱架式预切槽机沿隧道横断面周边分区预先切割沟槽，切槽后立即向槽内灌注C30混凝土，在开挖面前方形成一个预衬砌。随后才将切槽所界定的掌子面开挖处理，这样就能有效地减少因掌子面开挖而产生的围岩变形与地表沉降，并能在预衬砌的保护下安全高效地进行工作面的挖掘、渣土装运、仰拱、防排水、二次衬砌等施工作业。该方法不仅可以控制大断面黄土隧道施工中的地表沉降、降低施工风险和塌方，更可以提高施工效率、加快施工进度、保证施工质量。
[0003]对于黄土隧道地层条件受其含水率和含砂率影响较大，地层较差段隧道开挖过程中将可能会遇到掌子面不稳定和拱部塌方或预衬砌整体下沉的风险，目前还没有针对隧道施工中可能遇到的这两个关键技术问题及仰拱与预衬砌的连接进行专门的研究。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种可以提高施工效率、加快施工进度、保证施工质量的大断面黄土隧道预切槽法施工结构。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本实用新型的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，包括:
[0007]掌子面加固结构:采取〇 32mm玻纤注浆锚杆；
[0008]防止预衬砌整体下沉的结构:两环预衬砌喇叭口部分喷射素混凝土或网喷混凝土并在需要时架设型钢钢架，边墙和墙脚处每处设2根长6m的T76S迈式微型粧；
[0009]仰拱钢架与预衬砌的连接结构:仰拱开挖架设型钢钢架前，在预衬砌墙脚预埋连接钢板与后施做的仰拱钢架采用螺栓连接。
[0010]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，不仅可以控制大断面黄土隧道施工中的地表沉降、降低施工风险和塌方，更可以提高施工效率、加快施工进度、保证施工质量。对于提高预切槽法在黄土隧道地层的适应性并提高黄土隧道的机械化建设水平有着重要的意义。【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例中横断面结构示意图；
[0012]图2是本实用新型实施例中纵断面结构示意图；
[0013]图3是本实用新型实施例中细部连接结构示意图；
[0014]图标说明[〇〇15]1.玻纤锚杆;2.素混凝土或网喷混凝土找平层;3.型钢钢架;4.迈式微型粧；
[0016]5?7.连接钢板;8.仰拱钢架;9.螺栓。【具体实施方式】
[0017]下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0018]本实用新型的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，其较佳的【具体实施方式】是:
[0019]包括:
[0020]掌子面加固结构:采取O 32mm玻纤注浆锚杆；[〇〇21]防止预衬砌整体下沉的结构:两环预衬砌喇叭口部分喷射素混凝土或网喷混凝土并在需要时架设型钢钢架，边墙和墙脚处每处设2根长6m的T76S迈式微型粧；
[0022]仰拱钢架与预衬砌的连接结构:仰拱开挖架设型钢钢架前，在预衬砌墙脚预埋连接钢板与后施做的仰拱钢架采用螺栓连接。[〇〇23] 所述掌子面加固结构中，玻纤锚杆长12m，纵向搭接不小于2m，间距采用1.5*1.5m 或1.2m*l.2m，等边三角形布置。[〇〇24]所述防止预衬砌整体下沉的结构中，当喷射素混凝土或网喷混凝土的厚度大于 20cm时设置巾8_钢筋网找平层。
[0025]所述仰拱钢架与预衬砌的连接结构中，针对仅仰拱部位有钢架的段落在预衬砌墙脚预埋连接钢板。
[0026]预切槽施工技术是采用专用的拱架式预切槽机沿隧道横断面周边分区预先切割沟槽，切槽后立即向槽内灌注C30混凝土，在开挖面前方形成一个预衬砌。随后才将切槽所界定的掌子面开挖处理，这样就能有效地减少因掌子面开挖而产生的围岩变形与地表沉降，并能在预衬砌的保护下安全高效地进行工作面的挖掘、渣土装运、仰拱、防排水、二次衬砌等施工作业。[〇〇27]本实用新型的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，针对隧道施工中可能遇到的这两个关键技术问题及仰拱与预衬砌的连接进行专门的研究。不仅可以控制大断面黄土隧道施工中的地表沉降、降低施工风险和塌方，更可以提高施工效率、加快施工进度、保证施工质量。对于提高预切槽法在黄土隧道地层的适应性并提高黄土隧道的机械化建设水平有着重要的意义。[〇〇28] 本实用新型在施工过程中必须做到:
[0029]1)根据黄土地层的围岩级别和含水率等因素综合确定掌子面是否能够自稳，无法自稳的情况下应对掌子面进行预先加固处理。
[0030]2)为防止预衬砌的整体下沉，应对两环预衬砌间喇叭口部分采用素混凝土或或网喷混凝土找平处理，并应对边墙和墙脚部分设置T76S迈式微型粧锁脚锚杆，且根据地层情况必要时在喇叭口三角带内设置型钢钢架。[0031 ]3)仰拱钢架应与预衬砌采用预埋钢板的方式进行有效连接。
[0032]在整个施工过程中，施工方法的具体控制:
[0033]掌子面加固的必要性、玻纤锚杆的加固长度、间距和搭接长度。
[0034]两环预衬砌间的找平层处理厚度及材料，边墙和墙脚的锁脚锚杆长度和位置。
[0035]仰拱钢架与预衬砌的可靠有效连接。[〇〇36]本实用新型的有益效果是:
[0037]充分利用预切槽法形成的预衬砌和稳定的掌子面(必要时进行掌子面加固)的保护，能够实现安全高效地进行工作面的全断面挖掘、渣土装运、仰拱、防排水、二次衬砌等施工作业，大大提高了施工效率、加快了施工进度、保证了施工质量。
[0038]控制了预衬砌的整体下沉和稳定性，将能够有效地确保预切槽法的施工质量和施工安全性，从而有效地减小地表沉降和围岩变形等施工风险，有效保证隧道施工人员及设备的安全。[〇〇39]本实用新型适用于采用预切槽法施工大断面黄土隧道的工程，通过掌子面的超前加固措施、防止预衬砌的整体下沉和做好预衬砌与仰拱的整体连接三项关键技术，可最大限度地确保预切槽法的施工安全和施工质量。
[0040]具体实施例:
[0041]在预切槽法施工大断面黄土隧道的过程中，主要关键技术和内容如下:[〇〇42] 如图1、2和3所示，[〇〇43]掌子面1的稳定控制措施；
[0044]预切槽法施工的最大优势是预先切槽灌注的混凝土衬砌兼具超前支护、施工支护和永久支护的功能，可以实现大断面开挖。但由于黄土地层在含水率较高或砂质含量较高时可能会出现掌子面无法自稳的情况，因此在这种情况下，应先采用玻纤锚杆对掌子面进行加固，然后再进行全断面开挖。掌子面加固宜结合具体地层情况调整玻纤锚杆的长度、搭接长度和间距。
[0045]预衬砌整体下沉的控制措施；
[0046]由于预切槽法在切槽灌注时沿隧道纵向上有一定的角度，在两环预衬砌间会形成一个喇叭口状的三角带，为防止预衬砌的整体下沉，该三角带内应设置C25素喷混凝土或网喷混凝土(厚度大于20cm时)找平层，并视地层情况必要时设置3榀型钢钢架，同时在边墙和墙脚设置2根长6m的T76S迈式微型粧，以确保施工安全。[〇〇47]3)预衬砌与仰拱钢架的连接；
[0048]针对仅仰拱部位有钢架的段落，为确保仰拱钢架与预衬砌的有效连接，采用在预衬砌墙脚预埋连接钢板，然后再与后施做的仰拱钢架采用螺栓连接。
[0049]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种大断面黄土隧道预切槽法施工结构，其特征在于，包括:掌子面加固结构:米取〇 32mm玻纤注衆锚杆；防止预衬砌整体下沉的结构:两环预衬砌喇叭口部分喷射素混凝土或网喷混凝土并在 需要时架设型钢钢架，边墙和墙脚处每处设2根长6m的T76S迈式微型粧；仰拱钢架与预衬砌的连接结构:仰拱开挖架设型钢钢架前，在预衬砌墙脚预埋连接钢 板与后施做的仰拱钢架采用螺栓连接。2.根据权利要求1所述的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，其特征在于，所述掌子面 加固结构中，玻纤锚杆长12m，纵向搭接不小于2m，间距采用1.5* 1.5m或1.2m*l.2m，等边三 角形布置。3.根据权利要求1所述的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，其特征在于，所述防止预 衬砌整体下沉的结构中，当喷射素混凝土或网喷混凝土的厚度大于20cm时设置巾8mm钢筋 网找平层。4.根据权利要求1所述的大断面黄土隧道预切槽法施工结构，其特征在于，所述仰拱钢 架与预衬砌的连接结构中，针对仅仰拱部位有钢架的段落在预衬砌墙脚预埋连接钢板。
【文档编号】E21D20/00GK205605215SQ201620224568
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】刘培硕, 杨国柱, 路美丽, 罗章波, 谢勇涛, 苏新民, 于清浩, 李新志, 蒋雅君, 丁祥, 郭庆昊, 刘彦文
【申请人】中铁第五勘察设计院集团有限公司, 石家庄铁道大学, 西南交通大学