一种隧道双侧壁九部导坑施工方法与流程

文档序号:12460827
一种隧道双侧壁九部导坑施工方法与流程

本发明属于隧道施工技术领域,尤其是涉及一种隧道双侧壁九部导坑施工方法。



背景技术:

双侧壁导坑法是隧道开挖的一种方式,又称双侧壁导洞法或眼镜工法,属于新奥法的一个分支,以新奥法基本原理为依据。采用双侧壁导坑法进行隧道开挖时,所采用的开挖面分部形式一般是将隧道开挖断面分成四块,即左侧壁导坑(也称为左侧壁导洞)、右侧壁导坑(也称为右侧壁导洞)、上部核心土区域导坑(也称为上部核心土区域导洞)和下台阶开挖导坑(也称为下台阶开挖导洞)。现场实测表明,双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多,扰动大,初次支护全断面闭合的时间长,但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的,因而在施工中间变形几乎不发展。双侧壁导坑法施工安全,但速度较慢,成本较高。

衬砌是为防止围岩变形或坍塌沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。采用双侧壁导坑法进行隧道开挖时,由于开挖断面分块多,因而隧道衬砌相应采用分块进行施工,施工难度较大且施工步骤复杂,施工质量难以保证。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好,能简便、快速完成隧道双侧壁九部导坑施工过程,并且施工 过程安全可靠。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤一、隧道初步开挖:沿隧道纵向延伸方向由后向前对所施工隧道进行初步开挖,并获得开挖完成的初步开挖洞体;

所施工隧道的隧道洞包括左侧壁导洞、右侧壁导洞、上部核心土区域导洞和位于所述上部核心土区域导洞正下方的下台阶开挖导洞,所述左侧壁导洞与所述右侧壁导洞呈对称布设,所述上部核心土区域导洞和下台阶开挖导洞均位于所述左侧壁导洞与右侧壁导洞之间;所述上部核心土区域导洞分为拱部导洞和位于拱部导洞正下方的中部导洞;所述左侧壁导洞与右侧壁导洞均由上至下分为上侧部导洞、中侧部导洞和下侧部导洞;所述初步开挖洞体由所述左侧壁导洞、所述右侧壁导洞和拱部导洞组成,所述隧道洞中位于所述初步开挖洞体内侧的区域为后续开挖区域;

所述隧道洞的二次衬砌结构为对隧道洞进行全断面支护的混凝土衬砌,所述二次衬砌结构包括对隧道洞的拱墙进行支护的拱墙衬砌、对隧道洞底部进行支护的隧道底部仰拱衬砌和左右两个分别连接于所述拱墙衬砌与隧道底部仰拱衬砌之间的拱脚衬砌,两个所述拱脚衬砌对称布设在隧道底部仰拱衬砌的左右两侧;所述拱脚衬砌包括位于所述拱墙衬砌底部的侧墙底部衬砌和位于隧道底部仰拱衬砌外侧的拱脚段仰拱衬砌;

步骤二、初期支护施工及临时支撑体系安装:步骤一中进行隧道初步开挖过程中,沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述初步开挖洞体进行初期支护施工,获得施工成型的隧道初期支护结构;再由后向前在已施工完成的所述隧道初期支护结构内侧搭设临时支撑体系,所述临时支撑体系搭设于所述隧道初期支护结构与后续开挖区域之间;

步骤三、拱脚衬砌施工及拱脚段仰拱回填:沿隧道纵向延伸方向由后向前对两个所述拱脚衬砌分别进行施工,并对两个所述拱脚衬砌中所述拱脚段仰拱衬砌的拱内进行回填,获得拱脚段仰拱回填结构;

步骤四、临时支撑体系拆除及拱墙衬砌施工:沿隧道纵向延伸方向由后向前对步骤二中所述临时支撑体系进行拆除,并采用移动式衬砌施工装置由后向前对所述拱墙衬砌进行施工,施工成型的所述拱墙衬砌与步骤三中两个所述拱脚衬砌紧固连接为一体;

所述移动式衬砌施工装置包括能在所述初步开挖洞体内进行前后移动的移动式满堂脚手架和安装在所述移动式满堂脚手架上且对所述拱墙衬砌进行成型施工的模板总成,所述拱墙衬砌包括对隧道洞拱部进行支护的拱部衬砌和两个分别对隧道洞的左右两侧边墙进行支护的边墙衬砌,两个所述边墙衬砌对称布设在拱部衬砌的左右两侧下方;所述移动式满堂脚手架包括搭设于拱部导洞内的上部脚手架和两个分别搭设于所述左侧壁导洞与所述右侧壁导洞内的侧部脚手架,所述上部脚手架底部装有能在所述临时支撑体系上进行平移的上部行走系统,每个所述侧部脚手架底部均装有能在所述拱脚段仰拱回填结构上进行平移的下部行走系统;所述模板总成包括对拱部衬砌进行成型施工的拱部成型模板和两个分别对两个所述边墙衬砌进行成型施工的边墙成型模板,两个所述边墙成型模板对称布设于拱部成型模板的左右两侧下方;所述拱部成型模板支撑于上部脚手架上方,两个所述边墙成型模板分别支撑于两个所述侧部脚手架外侧;

步骤五、隧道后续开挖:沿隧道纵向延伸方向由后向前对后续开挖区域进行开挖,获得开挖形成的中部导洞和下台阶开挖导洞;

步骤六、隧道底部仰拱衬砌施工:沿隧道纵向延伸方向由后向前对隧道底部仰拱衬砌进行施工,施工成型的隧道底部仰拱衬砌与步骤三中两个所述拱脚衬砌紧固连接为一体;

步骤七、隧道底部仰拱衬砌回填:对隧道底部仰拱衬砌的拱内进行回填。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤四中所述上部脚手架和两个所述侧部脚手架的长度均为9m~12m。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤二中所述隧 道初期支护结构包括多个沿隧道纵向延伸方向由后向前布设且对隧道洞进行全断面支护的初支钢架,所述初支钢架为对隧道洞进行全断面支护的支撑钢架,所述初支钢架包括位于所述拱墙衬砌内侧且对隧道洞的拱墙进行支护的钢拱架、位于所述仰拱衬砌下方且对隧道洞底部进行支护的底部连接架和左右两个分别连接于钢拱架与底部连接架之间的拱脚钢架,两个所述拱脚钢架对称布设在底部连接架的左右两侧,钢拱架和两个所述拱脚钢架组成所述初支钢架的初步安装架;

步骤二中沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述初步开挖洞体进行初期支护施工时,由后向前对多个所述初支钢架的初步安装架分别进行安装;多个所述初支钢架的所述初步安装架之间通过多道沿隧道纵向延伸方向布设的纵向连接件紧固连接为一体;

步骤五中进行隧道后续开挖过程中,由后向前对多个所述初支钢架的底部连接架分别进行安装,并使所安装的底部连接架与已安装完成的所述初步安装架紧固连接为一体。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤二中所述临时支撑体系包括多个洞内临时支撑结构,多个所述洞内临时支撑结构分别安装在多个所述初支钢架的所述初步安装架内,每个所述洞内临时支撑结构均与位于其外侧的所述初步安装架紧固连接为一体,每个所述洞内临时支撑结构均与位于其外侧的所述初步安装架布设在所施工隧道的同一个隧道断面上;

所述洞内临时支撑结构包括两个对称支设于后续开挖区域左右两侧的侧部支撑架、一个支撑于后续开挖区域上部的上部支撑架、支撑于上部支撑架上方与所述初步安装架之间的上部支撑结构和两个分别支撑于两个所述侧部支撑架与所述初步安装架之间的侧部支撑结构,两个所述侧部支撑结构分别位于所述左侧壁导洞和所述右侧壁导洞内,所述上部支撑结构位于拱部导洞内,所述上部支撑架和两个所述侧部支撑架组成内侧支撑框架,所述内侧支撑框架、所述上部支撑结构和两个所述侧部支撑结构均 布设于同一竖直面上。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤二中所述隧道初期支护结构还包括对隧道洞的拱墙进行支护的拱墙初期支护结构,所述拱墙初期支护结构为锚网喷支护结构;

步骤二中沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述初步开挖洞体进行初期支护施工,先由后向前对多个所述初支钢架的所述初步安装架分别进行安装,再采用锚网喷联合支护方法对隧道洞的拱墙进行支护,获得施工成型的所述拱墙初期支护结构,并使所述初步安装架和所述纵向连接件均锚固于所述拱墙初期支护结构内。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤四中进行临时支撑体系拆除及拱墙衬砌施工时,先沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述洞内临时支撑结构中的所述上部支撑结构和两个所述侧部支撑结构分别进行拆除,再采用移动式衬砌施工装置由后向前对所述拱墙衬砌进行施工,然后由后向前对所述洞内临时支撑结构中的所述内侧支撑框架分别进行拆除。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤二中所述临时支撑体系上部设置有上部纵移平台,所述上部纵移平台上平铺有对上部脚手架进行支撑的上支撑板,所述上支撑板上由左至右设置有多个沿隧道纵向延伸方向布设的上部平移轨道;

步骤四中所述上部行走系统包括多组分别在上部平移轨道进行前后移动的上部行走轮,每组所述上部行走轮均包括多个由后向前安装在上部脚手架底部且均安装于同一个所述上部平移轨道上的上部行走轮;

步骤三中所述拱脚段仰拱回填结构的数量为两个,两个所述拱脚段仰拱回填结构分别位于所述内侧支撑框架的左右两侧;每个所述拱脚段仰拱回填结构上均装有左右两个沿隧道纵向延伸方向布设的下部平移轨道;

步骤四中所述下部行走系统包括左右两组分别在两个所述下部平移轨道进行前后移动的下部行走轮,每组所述下部行走轮均包括多个由后向 前安装在侧部脚手架底部且均安装于同一个所述下部平移轨道上的下部行走轮。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤四中所述上部脚手架和两个所述侧部脚手架均为由钢管搭设形成的脚手架;

两个所述侧部脚手架呈对称布设;所述上部脚手架的左右两侧与两个所述侧部脚手架上部之间均通过横向连接结构进行紧固连接,所述横向连接结构包括多个由后向前布设的横向连接架;

所述上部脚手架上设置有对拱部成型模板进行支撑的上部模板支撑架,两个所述侧部脚手架的外侧均设置有对所述边墙成型模板进行支撑的侧部模板支撑架。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤一中所述拱脚段仰拱衬砌分为拱脚段外侧仰拱衬砌和位于拱脚段外侧仰拱衬砌内侧的拱脚段内侧仰拱衬砌,所述拱脚段内侧仰拱衬砌连接于拱脚段外侧仰拱衬砌与隧道底部仰拱衬砌之间;

步骤三中进行拱脚衬砌施工及拱脚段仰拱回填施工时,先对两个所述拱脚衬砌的所述侧墙底部衬砌与拱脚段外侧仰拱衬砌进行施工,并对施工成型的两个所述拱脚段外侧仰拱衬砌的拱内分别进行回填;

步骤三中所述拱脚段仰拱回填结构的数量为两个,两个所述拱脚段仰拱回填结构分别位于所述内侧支撑框架的左右两侧;每个所述拱脚段仰拱回填结构均包括渣石临时回填结构和填充于拱脚段外侧仰拱衬砌拱内的拱脚段外侧仰拱回填结构,所述渣石临时回填结构填充于侧部支撑架与拱脚段外侧仰拱衬砌和拱脚段外侧仰拱回填结构之间;

步骤五中由后向前对后续开挖区域进行开挖过程中,由后向前对两个所述渣石临时回填结构分别进行拆除;

步骤六中进行隧道底部仰拱衬砌施工过程中,沿隧道纵向延伸方向由后向前分别对两个所述拱脚段内侧仰拱衬砌同步进行施工。

上述一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,其特征是:步骤一中进行隧 道初步开挖时,先由上至下对拱部导洞进行开挖,再由上至下对所述左侧壁导洞和所述右侧壁导洞分别进行开挖;

步骤五中对后续开挖区域进行开挖时,由上至下对后续开挖区域进行开挖。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、方法步骤简单、设计合理且投入施工成本较低。

2、工序设计合理,主要包括隧道初步开挖、初期支护施工及临时支撑体系安装、拱脚衬砌施工及拱脚段仰拱回填、临时支撑体系拆除及拱墙衬砌施工、隧道后续开挖、隧道底部仰拱衬砌施工和隧道底部仰拱衬砌回填这七个施工步骤,上述六个施工步骤可同步进行,只需确保施工进度即可,施工效率高且施工质量易于保证,施工过程安全可靠。

3、所采用的临时支撑体系结构简单、设计合理且架设及拆装简便、使用效果好、实用价值高,施工效率高,劳动强度低,省工省时,包括多个由后向前布设的洞内临时支撑结构,每个洞内临时支撑结构均安装于一个对隧道洞进行支护的初支钢架内;每个洞内临时支撑结构均与位于其外侧的初步安装架紧固连接为一体,每个所述洞内临时支撑结构均与位于其外侧的初步安装架布设在同一个隧道断面上,因而本发明所采用的各洞内临时支撑结构均安装在初步安装架内并与初步安装架紧固连接为一体,由于初支钢架为对隧道洞进行初期支护支护的支护结构,并且隧道洞内的所有初支钢架紧固连接为一体,这样使得本发明的所有洞内临时支撑结构能紧固连接为一个整体,并与初支钢架配合使用,从而对已开挖成型洞体进行支护。由上述内容可知,上述临时支撑体系结构简单、设计合理且拆装简便、使用效果好,能与隧道初期支护结构相配合对已开挖成型洞体进行支护,并能对后续开挖区域进行有效支护。

4、所采用洞内临时支撑结构的结构简单、设计合理且拆装简便、使用效果好,包括两个对称支设于后续开挖区域左右两侧的侧部支撑架、一个支撑于后续开挖区域上部的上部支撑架、支撑于上部支撑架上方与初支 钢架的初步安装架之间的上部支撑结构和两个分别支撑于两个侧部支撑架与初步安装架之间的侧部支撑结构,上部支撑架和两个侧部支撑架组成内侧支撑框架,内侧支撑框架支撑于后续开挖区域外侧,支设简便且支撑稳固,并能对后续开挖区域进行有效支护,确保施工过程安全可靠;同时,通过上部支撑结构和两个侧部支撑结构与初支钢架的初步安装架紧固连接为一体,能进一步提高洞内临时支撑结构的整体稳固性,并且由于此时仅完成初支钢架中初步安装架的安装过程,底部连接架还未安装,因而此时初支钢架未封闭,采用洞内临时支撑结构能对初步安装架进行有效支撑,从而能有效保证初步安装架的支护效果,洞内临时支撑结构与初支钢架配合使用能对已开挖成型洞体(即隧道洞的初步开挖洞体)进行有效支护,支护强度高,能确保隧道初期支护效果。

5、所采用的移动式衬砌施工装置结构简单、设计合理且投入成本较低、使用操作简便且使用效果好,能在隧道洞的初步开挖洞体内进行前后移动,以便简便、快速完成隧道衬砌施工过程。

6、所采用的移动式脚手架结构简单、设计合理且搭设简便、灵活,使用效果好,包括搭设于拱部导洞内的上部脚手架和两个分别搭设于左侧壁导洞与右侧壁导洞内的侧部脚手架,上部脚手架底部装有能在后续开挖区域上进行平移的上部行走系统,每个侧部脚手架底部均装有能在拱脚段仰拱回填结构上进行平移的下部行走系统。移动式脚手架中上部脚手架和侧部脚手架分开进行搭设,并且搭设过程简便,不受隧道洞(具体是初步开挖洞体)的内部空间限制,能满足不同截面隧道洞内的使用需求。

7、所采用的模板总成包括对拱部衬砌进行成型施工的拱部成型模板和两个分别对两个边墙衬砌进行成型施工的边墙成型模板,两个边墙成型模板对称布设于拱部成型模板的左右两侧下方;拱部成型模板支撑于上部脚手架上方,两个边墙成型模板分别支撑于两个侧部脚手架外侧,模板支设简便且支撑稳固。

8、所采用的移动式衬砌施工装置使用方式灵活,既可以对上边墙衬 砌和下边墙衬砌同步进行施工,也可以对上边墙衬砌和下边墙衬砌分别进行施工。

9、使用效果好,能简便、快速完成隧道双侧壁九部导坑施工过程,施工效率高,且施工风险小,施工难度低。

综上所述,本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好,能简便、快速完成隧道双侧壁九部导坑施工过程,并且施工过程安全可靠。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图。

图2为本发明施工隧道的结构示意图。

图3为本发明洞内临时支撑结构的布设位置示意图。

图4为本发明洞内临时支撑结构的支撑状态示意图。

图5为本发明初支钢架、二次衬砌与洞内临时支撑结构的位置关系示意图。

图6为本发明移动式衬砌施工装置的结构示意图。

图7为本发明移动式衬砌施工装置的使用状态参考图。

图8为本发明上部行走轮与上部平移轨道的结构示意图。

图9为本发明的施工状态示意图。

附图标记说明:

1—上侧部导洞; 2—中侧部导洞; 3—下侧部导洞;

4—上横向支撑梁; 5—中横向支撑梁; 6—后续开挖区域;

7—拱部导洞; 8—中部导洞; 9—下台阶开挖导洞;

9-1—隧道洞; 10-1—底部连接架; 10-2—拱脚钢架;

10-3—钢拱架; 11-1—侧部支撑架; 11-2—上部支撑架;

11-3—上部支撑柱; 12-1—拱脚段外侧仰拱回填结构;

12-2—渣石临时回填结构; 13-1—拱脚衬砌;

13-2—隧道底部仰拱衬砌; 13-3—拱部衬砌; 13-4—下边墙衬砌;

13-5—上边墙衬砌; 14-1—上部脚手架; 14-2—侧部脚手架;

14-3—横向连接架; 15-1—拱部成型模板;

15-2—下边墙成型模板; 15-3—上边墙成型模板;

16-1—上部模板支撑架; 16-2—下边墙模板支撑架;

16-3—上边墙模板支撑架; 17—上支撑板;

17-1—拱脚段外侧仰拱衬砌;

17-2—拱脚段内侧仰拱衬砌;18—上部平移轨道;

19—上部行走轮; 20—下部平移轨道; 21—下部行走轮;

22—下上支撑板; 23—仰拱回填结构。

具体实施方式

如图1所示的一种隧道双侧壁九部导坑施工方法,包括以下步骤:

步骤一、隧道初步开挖:沿隧道纵向延伸方向由后向前对所施工隧道进行初步开挖,并获得开挖完成的初步开挖洞体;

结合图2和图9,所施工隧道的隧道洞9-1包括左侧壁导洞、右侧壁导洞、上部核心土区域导洞和位于所述上部核心土区域导洞正下方的下台阶开挖导洞9,所述左侧壁导洞与所述右侧壁导洞呈对称布设,所述上部核心土区域导洞和下台阶开挖导洞9均位于所述左侧壁导洞与右侧壁导洞之间;所述上部核心土区域导洞分为拱部导洞7和位于拱部导洞7正下方的中部导洞8;所述左侧壁导洞与右侧壁导洞均由上至下分为上侧部导洞1、中侧部导洞2和下侧部导洞3;所述初步开挖洞体由所述左侧壁导洞、所述右侧壁导洞和拱部导洞7组成,所述隧道洞9-1中位于所述初步开挖洞体内侧的区域为后续开挖区域6;

所述隧道洞9-1的二次衬砌结构为对隧道洞9-1进行全断面支护的混凝土衬砌,所述二次衬砌结构包括对隧道洞9-1的拱墙进行支护的拱墙衬 砌、对隧道洞9-1底部进行支护的隧道底部仰拱衬砌13-2和左右两个分别连接于所述拱墙衬砌与隧道底部仰拱衬砌13-2之间的拱脚衬砌13-1,两个所述拱脚衬砌13-1对称布设在隧道底部仰拱衬砌13-2的左右两侧;所述拱脚衬砌13-1包括位于所述拱墙衬砌底部的侧墙底部衬砌和位于隧道底部仰拱衬砌13-2外侧的拱脚段仰拱衬砌;

步骤二、初期支护施工及临时支撑体系安装:步骤一中进行隧道初步开挖过程中,沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述初步开挖洞体进行初期支护施工,获得施工成型的隧道初期支护结构;再由后向前在已施工完成的所述隧道初期支护结构内侧搭设临时支撑体系,所述临时支撑体系搭设于所述隧道初期支护结构与后续开挖区域6之间;

步骤三、拱脚衬砌施工及拱脚段仰拱回填:沿隧道纵向延伸方向由后向前对两个所述拱脚衬砌13-1分别进行施工,并对两个所述拱脚衬砌13-1中所述拱脚段仰拱衬砌的拱内进行回填,获得拱脚段仰拱回填结构;

步骤四、临时支撑体系拆除及拱墙衬砌施工:沿隧道纵向延伸方向由后向前对步骤二中所述临时支撑体系进行拆除,并采用移动式衬砌施工装置由后向前对所述拱墙衬砌进行施工,施工成型的所述拱墙衬砌与步骤三中两个所述拱脚衬砌13-1紧固连接为一体;

如图6、图7所示,所述移动式衬砌施工装置包括能在所述初步开挖洞体内进行前后移动的移动式满堂脚手架和安装在所述移动式满堂脚手架上且对所述拱墙衬砌进行成型施工的模板总成,所述拱墙衬砌包括对隧道洞9-1拱部进行支护的拱部衬砌13-3和两个分别对隧道洞9-1的左右两侧边墙进行支护的边墙衬砌,两个所述边墙衬砌对称布设在拱部衬砌13-3的左右两侧下方;所述移动式满堂脚手架包括搭设于拱部导洞7内的上部脚手架14-1和两个分别搭设于所述左侧壁导洞与所述右侧壁导洞内的侧部脚手架14-2,所述上部脚手架14-1底部装有能在所述临时支撑体系上进行平移的上部行走系统,每个所述侧部脚手架14-2底部均装有能在所述拱脚段仰拱回填结构上进行平移的下部行走系统;所述模板总成包 括对拱部衬砌13-3进行成型施工的拱部成型模板15-1和两个分别对两个所述边墙衬砌进行成型施工的边墙成型模板,两个所述边墙成型模板对称布设于拱部成型模板15-1的左右两侧下方;所述拱部成型模板15-1支撑于上部脚手架14-1上方,两个所述边墙成型模板分别支撑于两个所述侧部脚手架14-2外侧;

步骤五、隧道后续开挖:沿隧道纵向延伸方向由后向前对后续开挖区域6进行开挖,获得开挖形成的中部导洞8和下台阶开挖导洞9;

步骤六、隧道底部仰拱衬砌施工:沿隧道纵向延伸方向由后向前对隧道底部仰拱衬砌13-2进行施工,施工成型的隧道底部仰拱衬砌13-2与步骤三中两个所述拱脚衬砌13-1紧固连接为一体;

步骤七、隧道底部仰拱衬砌回填:对隧道底部仰拱衬砌13-2的拱内进行回填。

本实施例中,所述隧道底部仰拱回填结构23为混凝土结构。

因而,所施工隧道的开挖断面上包括9个导洞,所施工隧道的开挖施工方法为双侧壁导坑法,并且采用九部开挖,也称为双侧壁九部导坑法。

本实施例中,步骤四中所述上部脚手架14-1和两个所述侧部脚手架14-2的长度均为9m~12m。

本实施例中,步骤二中所述隧道初期支护结构包括多个沿隧道纵向延伸方向由后向前布设且对隧道洞9-1进行全断面支护的初支钢架,所述初支钢架为对隧道洞9-1进行全断面支护的支撑钢架,所述初支钢架包括位于所述拱墙衬砌内侧且对隧道洞9-1的拱墙进行支护的钢拱架10-3、位于所述仰拱衬砌下方且对隧道洞9-1底部进行支护的底部连接架10-1和左右两个分别连接于钢拱架10-3与底部连接架10-1之间的拱脚钢架10-2,两个所述拱脚钢架10-2对称布设在底部连接架10-1的左右两侧,钢拱架10-3和两个所述拱脚钢架10-2组成所述初支钢架的初步安装架;

步骤二中沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述初步开挖洞体进行初期支护施工时,由后向前对多个所述初支钢架的初步安装架分别进行安 装;多个所述初支钢架的所述初步安装架之间通过多道沿隧道纵向延伸方向布设的纵向连接件紧固连接为一体;

步骤五中进行隧道后续开挖过程中,由后向前对多个所述初支钢架的底部连接架10-1分别进行安装,并使所安装的底部连接架10-1与已安装完成的所述初步安装架紧固连接为一体。

本实施例中,所述纵向连接件为纵向连接钢筋。

本实施例中,步骤二中所述临时支撑体系包括多个洞内临时支撑结构,多个所述洞内临时支撑结构分别安装在多个所述初支钢架的所述初步安装架内,每个所述洞内临时支撑结构均与位于其外侧的所述初步安装架紧固连接为一体,每个所述洞内临时支撑结构均与位于其外侧的所述初步安装架布设在所施工隧道的同一个隧道断面上;

如图3、图4及图5所示,所述洞内临时支撑结构包括两个对称支设于后续开挖区域6左右两侧的侧部支撑架11-1、一个支撑于后续开挖区域6上部的上部支撑架11-2、支撑于上部支撑架11-2上方与所述初步安装架之间的上部支撑结构和两个分别支撑于两个所述侧部支撑架11-1与所述初步安装架之间的侧部支撑结构,两个所述侧部支撑结构分别位于所述左侧壁导洞和所述右侧壁导洞内,所述上部支撑结构位于拱部导洞7内,所述上部支撑架11-2和两个所述侧部支撑架11-1组成内侧支撑框架,所述内侧支撑框架、所述上部支撑结构和两个所述侧部支撑结构均布设于同一竖直面上。

本实施例中,步骤二中所述临时支撑体系上部设置有上部纵移平台,所述上部纵移平台上平铺有对上部脚手架14-1进行支撑的上支撑板17,所述上支撑板17上由左至右设置有多个沿隧道纵向延伸方向布设的上部平移轨道18;

步骤四中所述上部行走系统包括多组分别在上部平移轨道18进行前后移动的上部行走轮19,每组所述上部行走轮19均包括多个由后向前安装在上部脚手架14-1底部且均安装于同一个所述上部平移轨道18上的上 部行走轮19;

步骤三中所述拱脚段仰拱回填结构的数量为两个,两个所述拱脚段仰拱回填结构分别位于所述内侧支撑框架的左右两侧;每个所述拱脚段仰拱回填结构上均装有左右两个沿隧道纵向延伸方向布设的下部平移轨道20;

步骤四中所述下部行走系统包括左右两组分别在两个所述下部平移轨道20进行前后移动的下部行走轮21,每组所述下部行走轮21均包括多个由后向前安装在侧部脚手架14-2底部且均安装于同一个所述下部平移轨道20上的下部行走轮21。

同时,两个所述拱脚段仰拱回填结构12上均设置有供侧部脚手架14-2进行支撑的下上支撑板22,左右两个所述下部平移轨道11均安装在下上支撑板22上。

本实施例中,所述上支撑板17上由左至右设置有4个所述上部平移轨道18。4个所述上部平移轨道18呈均匀布设。

实际使用时,多组所述上部行走轮19的结构和尺寸均相同,且两组所述下部行走轮21的结构和尺寸均相同。

本实施例中,相邻两个所述上部平移轨道18之间的间距为420cm,每组所述上部行走轮19中前后相邻两个所述上部行走轮19之间的间距为80cm。两个所述下部平移轨道20之间的间距为420cm,每组所述下部行走轮21中前后相邻两个所述下部行走轮21之间的间距为240cm。

实际施工过程中,可根据具体需要,对相邻两个所述上部平移轨道18之间的间距、两个所述下部平移轨道20之间的间距、每组所述上部行走轮19中前后相邻两个所述上部行走轮19之间的间距和每组所述下部行走轮21中前后相邻两个所述下部行走轮21之间的间距分别进行相应调整。

实际施工时,可根据具体需要,对上支撑板17上所设置上部平移轨道18的数量以及各上部平移轨道18的布设位置分别进行相应调整。

如图8所示,所述上部平移轨道18和下部平移轨道20均为型钢轨道,所述型钢轨道包括一道所述槽钢和布设在所述槽钢内侧中部的角钢,所述 上部行走轮19和下部行走轮21均为能沿所述角钢进行前后移动的钢轮。

实际施工时,可根据具体需要,对上部脚手架14-1和两个所述侧部脚手架14-2的长度进行相应调整。

本实施例中,步骤二中所述隧道初期支护结构还包括对隧道洞9-1的拱墙进行支护的拱墙初期支护结构,所述拱墙初期支护结构为锚网喷支护结构;

步骤二中沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述初步开挖洞体进行初期支护施工,先由后向前对多个所述初支钢架的所述初步安装架分别进行安装,再采用锚网喷联合支护方法对隧道洞9-1的拱墙进行支护,获得施工成型的所述拱墙初期支护结构,并使所述初步安装架和所述纵向连接件均锚固于所述拱墙初期支护结构内。

本实施例中,步骤四中进行临时支撑体系拆除及拱墙衬砌施工时,先沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述洞内临时支撑结构中的所述上部支撑结构和两个所述侧部支撑结构分别进行拆除,再采用移动式衬砌施工装置由后向前对所述拱墙衬砌进行施工,然后由后向前对所述洞内临时支撑结构中的所述内侧支撑框架分别进行拆除。

本实施例中,步骤四中所述上部脚手架14-1和两个所述侧部脚手架14-2均为由钢管搭设形成的脚手架;

两个所述侧部脚手架14-2呈对称布设;所述上部脚手架14-1的左右两侧与两个所述侧部脚手架14-2上部之间均通过横向连接结构进行紧固连接,所述横向连接结构包括多个由后向前布设的横向连接架14-3;

所述上部脚手架14-1上设置有对拱部成型模板15-1进行支撑的上部模板支撑架16-1,两个所述侧部脚手架14-2的外侧均设置有对所述边墙成型模板进行支撑的侧部模板支撑架。

并且,所述上部脚手架14-1和两个所述侧部脚手架14-2中相邻两根所述钢管之间均通过钢管扣件进行连接。

本实施例中,步骤一中所述拱脚段仰拱衬砌分为拱脚段外侧仰拱衬砌 17-1和位于拱脚段外侧仰拱衬砌17-1内侧的拱脚段内侧仰拱衬砌17-2,所述拱脚段内侧仰拱衬砌17-2连接于拱脚段外侧仰拱衬砌17-1与隧道底部仰拱衬砌13-2之间;

步骤三中进行拱脚衬砌施工及拱脚段仰拱回填施工时,先对两个所述拱脚衬砌13-1的所述侧墙底部衬砌与拱脚段外侧仰拱衬砌17-1进行施工,并对施工成型的两个所述拱脚段外侧仰拱衬砌17-1的拱内分别进行回填;

步骤三中所述拱脚段仰拱回填结构的数量为两个,两个所述拱脚段仰拱回填结构分别位于所述内侧支撑框架的左右两侧;每个所述拱脚段仰拱回填结构均包括渣石临时回填结构12-2和填充于拱脚段外侧仰拱衬砌17-1拱内的拱脚段外侧仰拱回填结构12-1,所述渣石临时回填结构12-2填充于侧部支撑架11-1与拱脚段外侧仰拱衬砌17-1和拱脚段外侧仰拱回填结构12-1之间;

步骤五中由后向前对后续开挖区域6进行开挖过程中,由后向前对两个所述渣石临时回填结构12-2分别进行拆除;

步骤六中进行隧道底部仰拱衬砌施工过程中,沿隧道纵向延伸方向由后向前分别对两个所述拱脚段内侧仰拱衬砌17-2同步进行施工。

本实施例中,步骤七中进行隧道底部仰拱衬砌回填时,同步对两个所述拱脚段内侧仰拱衬砌17-2的拱内进行回填,获得施工成型的仰拱回填结构23。

本实施例中,所述拱脚段外侧仰拱回填结构12-1为混凝土结构。

本实施例中,步骤一中所述后续开挖区域6的左右两侧壁均为弧形侧壁;

步骤三中所述侧部支撑架11-1和上部支撑架11-2均为型钢支架,所述侧部支撑架11-1为弧形支撑架。

实际使用时,步骤三中所述上部支撑结构包括多个由左至右布设的上部支撑柱11-3,所述上部支撑柱11-3的底部支撑于上部支撑架11-2上且 其顶部均支撑于所述初步安装架上。并且,所述上部支撑柱11-3的顶部均支撑于钢拱架10-3的拱部。

本实施例中,所述上部支撑结构中包括三个所述上部支撑柱11-3,三个所述上部支撑柱11-3包括一个支撑于上部支撑架11-2中部上方的中部支撑柱和两个对称布设于所述中部支撑柱左右两侧的侧部支撑柱,两个所述侧部支撑柱分别支撑于上部支撑架11-2的左右两侧上方;

所述中部支撑柱为竖直支撑柱;两个所述侧部支撑柱均为弧形支撑柱且二者分别支撑于两个所述侧部支撑架11-1上方,每个所述所述侧部支撑架11-1均与支撑于其上方的所述侧部支撑柱连接形成一个弧形支架。

实际使用时,可根据具体需要,对所述上部支撑结构中所包括上部支撑柱11-3的数量以及各上部支撑柱11-3的布设位置分别进行相应调整。

每个所述侧部支撑结构均包括多道由上至下布设的横向支撑梁,所述横向支撑梁呈水平布设,所述横向支撑梁的内外两端分别支撑于侧部支撑架11-1与所述初步安装架之间。并且,所述横向支撑梁的外端支撑于钢拱架10-3侧部。

每个所述侧部支撑结构均包括两道横向支撑梁,所述横向支撑梁呈水平布设,所述横向支撑梁的内外两端分别支撑于侧部支撑架11-1与所述初步安装架之间。

两道所述横向支撑梁分别为位于上侧部导洞1底部的上横向支撑梁4和位于中侧部导洞2底部的中横向支撑梁5。

实际使用时,可根据具体需要,对每个所述侧部支撑结构所包括横向支撑梁的数量以及各道横向支撑梁的布设位置分别进行相应调整。

本实施例中,所述上部支撑柱11-3为工字钢。所述横向支撑梁为工字钢。并且,所述侧部支撑架11-1和上部支撑架11-2均为工字钢。

实际加工时,所述上部支撑柱11-3、所述横向支撑梁、侧部支撑架11-1和上部支撑架11-2也可以采用其它类型的型钢杆件。

本实施例中,所述边墙衬砌分为下边墙衬砌13-4和位于下边墙衬砌 13-4上方的上边墙衬砌13-5,所述下边墙衬砌13-4与上边墙衬砌13-5之间的连接处位于中侧部导洞2内;

所述边墙成型模板包括对下边墙衬砌13-4进行成型施工的下边墙成型模板15-2和对上边墙衬砌13-5进行成型施工的上边墙成型模板15-3,所述上边墙成型模板15-3位于下边墙成型模板15-2上方。

本实施例中,所述侧部模板支撑架包括对下边墙成型模板15-2进行支撑的下边墙模板支撑架16-2和对上边墙成型模板15-3进行支撑的上边墙模板支撑架16-3。

本实施例中,步骤一中进行隧道初步开挖时,先由上至下对拱部导洞7进行开挖,再由上至下对所述左侧壁导洞和所述右侧壁导洞分别进行开挖;

步骤五中对后续开挖区域6进行开挖时,由上至下对后续开挖区域6进行开挖。

本实施例中,步骤四中对所述拱墙衬砌进行施工时,先对两个所述边墙衬砌的下边墙衬砌13-4进行施工,再对两个所述边墙衬砌的上边墙衬砌13-5进行施工,然后对拱部衬砌13-3进行施工。

实际施工时,既可以对下边墙衬砌13-4和上边墙衬砌13-5进行同步施工,也可以对下边墙衬砌13-4和上边墙衬砌13-5分别进行施工,具体是先对下边墙衬砌13-4进行施工,再对上边墙衬砌13-5进行施工。

本实施例中,所述隧道洞9-1-1的宽度为22.8m且其高度为19m,所述二次衬砌的厚度为80cm且其采用C45P10防水混凝土,所述拱脚段外侧仰拱回填结构12-1采用C20普通混凝土。

实际施工过程中,所述模板总成的纵向长度为7.2m~8.4m。

实际使用时,所述上部脚手架14-1和两个所述侧部脚手架14-2的长度均为9m~12m。

本实施例中,所述上部脚手架14-1的长度为9.6m,高度为2.4m,宽度为10.2m;所述上部脚手架14-1中竖向钢管的纵横距和步距均为60cm; 同时,在上部脚手架14-1上设置竖向剪刀撑和水平剪刀撑。

所述侧部脚手架14-2的长度为9.6m,高度为22.8m,宽度为4.2m,同时,在侧部脚手架14-2上设置竖向剪刀撑和水平剪刀撑。

本实施例中,所述上部脚手架14-1和侧部脚手架14-2采用的钢管直径均为Φ48mm且其壁厚均为3.5mm。

实际施工时,可根据具体需要,对上部脚手架14-1与侧部脚手架14-2的长度、高度和宽度以及所采用钢管的尺寸分别进行相应调整。

实际使用时过程中,两个所述侧部脚手架14-2中各区域的受力均匀且前移速度一致。

本实施例中,步骤一中隧道初步开挖过程、步骤二中初期支护施工及临时支撑体系安装过程、步骤三中拱脚衬砌施工及拱脚段仰拱回填过程、步骤四中临时支撑体系拆除及拱墙衬砌施工过程、步骤五中隧道后续开挖过程、步骤六中隧道底部仰拱衬砌施工过程和步骤七中隧道底部仰拱衬砌回填过程均能同步进行施工,只需保证各步骤的施工进度不同即可。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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