一种隧道上部导坑的出渣结构以及出渣方法与流程

本发明涉及岩土工程领域，具体涉及一种隧道上部导坑的出渣结构以及出渣方法。

背景技术：

crd又称交叉中隔法，在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。但目前采用crd工法施工时，一般采用人工开挖、人工和机械配合出渣，但这种人工出渣方式效率低，影响施工速度。

因此，有必要提供一种新的出渣结构，其可以加快上部导坑，如通过crd工法获得的上部导坑的出渣速度，以此来提高效率，加快施工进度。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种隧道上部导坑的出渣结构以及出渣方法，其可以加快上部导坑的出渣速度，加快施工进度。

本发明所采用的技术方案是：

一方面，提供一种隧道上部导坑的出渣结构，其包括：

临时仰拱，其设置在所述隧道上部导坑底部；

至少一个出渣孔，其设置在所述临时仰拱上；

通过所述出渣孔将获得所述上部导坑的过程中产生的渣土倒入位于所述临时仰拱下方的渣土收集装置中。

优选的，还包括用于封闭所述出渣孔的封闭组件，所述封闭组件包括：

暗梁组件；以及与所述暗梁组件可转动地连接的盖板；所述盖板用于封闭/打开所述出渣孔。

优选的，所述暗梁组件包括：

设置所述出渣孔一侧的第一支撑件、设置在所述出渣孔另一侧的第二支撑件；所述第一支撑件与第二支撑件相对设置；

第一暗梁，其一端与所述第一支撑件连接，另一端与所述第二支撑件连接；

第二暗梁，其一端与所述第一支撑件连接，另一端与所述第二支撑件连接；

所述盖板的一端与所述第一支撑件或第二支撑件铰接，且当所述盖板封闭所述出渣孔时，所述盖板的、与所述铰接的一端相对的另一端被所述第二支撑件或第一支撑件支撑。

优选的，所述第一暗梁以及第二暗梁均包括：

至少一个箍筋；以及至少一根主筋；

所述箍筋首尾连接，形成封闭的几何图形；所述主筋在穿过所述箍筋后与所述箍筋的内表面固定连接；

所述第一暗梁的主筋的一端与所述第一支撑件连接，另一端与所述第二支撑件连接；

所述第二暗梁的主筋的一端与所述第一支撑件连接，另一端与所述第二支撑件连接。

另一方面，还提供一种隧道上部导坑的出渣方法，其包括如下步骤：

s1、在待开挖的隧道上部获得第一上部导坑；

s2、在所述第一上部导坑的底部设有第一临时仰拱；

s3、在所述第一临时仰拱上设置至少一个出渣孔，通过所述出渣孔将获得所述第一上部导坑的过程中产生的渣土倒入位于所述第一临时仰拱下方的渣土收集装置中。

优选的，所述步骤s3后还包括：

s4、在所述第一上部导坑下方开挖第一下部导坑；并在所述第一下部导坑底部设置第一横撑。

优选的，所述步骤s4后还包括如下步骤：

s5、在待开挖的隧道上部获得第二上部导坑；

s6、在所述第二上部导坑的底部设有第二临时仰拱；

s7、在所述第二临时仰拱上设置至少一个出渣孔，通过所述出渣孔将获得所述第二上部导坑的过程中产生的渣土倒入位于所述第二临时仰拱下方的渣土收集装置中。

优选的，所述步骤s7后还包括：

s8、在所述第二上部导坑下方开挖第二下部导坑；并在所述第二下部导坑底部设置第二横撑。

优选的，所述步骤s8后还包括：

s9、在所述第一横撑下方开挖左隧底。

优选的，所述步骤s9后还包括：

s10、在所述第二横撑下方开挖右隧底。

本发明技术方案所带来的效果：

本发明在临时仰拱中设置出渣孔，方便上部导坑在开挖过程中产生的渣土从出渣孔倒入位于下方的渣土收集装置内，以此来提供出渣效率，进一步提高了如crd工法的施工速度。

附图说明

图1是本发明实施例一的出渣结构的结构示意图；

图2是本发明实施例一出渣孔的俯视图；

图3是本发明实施例一暗梁组件的俯视图；

图4是本发明实施例一暗梁组件的侧视图；

图5是本发明实施例一暗梁的侧视图；图6是本发明实施例二出渣方法的流程图；

图7是本发明实施例二出渣方法中各初支结构、临时中隔壁的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图1示出了本发明中的隧道上部导坑的出渣结构，其包括：

临时仰拱1,1’，其设置在所述隧道上部导坑2,2’底部；

至少一个出渣孔3，其设置在所述临时仰拱1,1’上；

通过所述出渣孔3将获得所述上部导坑2,2’的过程中产生的渣土倒入位于所述临时仰拱1,1’下方的渣土收集装置(如渣土车等)中。

进一步的，如图2所示，所述出渣结构还包括用于封闭所述出渣孔3的封闭组件4，且本实施例中，所述出渣孔3有2个以上，特别优选为4个，且所述出渣孔3均匀间隔设置，相邻两出渣孔3的中点之间的间距为1000-2000mm，(优选为1500mm)，出渣孔3的形状和尺寸不作限定，只要是规则几何形状即可，如本实施例中，所述出渣孔3为矩形，其长度为500mm，宽度为275mm。对应的，所述封闭组件4也有2个以上，且特别优选为4个，每一所述出渣孔3都对应设有一封闭组件4。

如图3-4所示，所述封闭组件4包括：

暗梁组件；以及与所述暗梁组件可转动地连接的盖板41；所述盖板41用于封闭/打开所述出渣孔3，本实施例中，所述盖板41由硬质材料制成，如钢、木材等，其可以为规则几何形状，如长为1000mm、宽为700mm、厚为10mm的矩形等。

进一步的，所述暗梁组件包括：

设置所述出渣孔3一侧的第一支撑件42、设置在所述出渣孔3另一侧的第二支撑件43；所述第一支撑件42与第二支撑件43相对设置；本实施例中，所述第一支撑件42和/或第二支撑件43为钢格栅，且第一支撑件42和第二支撑件43之间的间距为300-600mm，优选为500mm；

第一暗梁44，其一端与所述第一支撑件42连接，另一端与所述第二支撑件43连接；

第二暗梁45，其一端与所述第一支撑件42连接，另一端与所述第二支撑件43连接；

所述盖板41的一端411与所述第一支撑件42或第二支撑件43通过铰接件30(如合页等)铰接，且当所述盖板41封闭所述出渣孔3时，所述盖板41的、与所述第一支撑件42或第二支撑件43铰接的一端411相对的另一端412被所述第二支撑件43或第一支撑件42支撑；即当所述盖板41的一端411与所述第一支撑件42铰接时，另一端412被所述第二支撑件43支撑，或，当所述盖板41的一端411与所述第二支撑件43铰接时，另一端412被所述第一支撑件42支撑。

更为具体的，如图4-5所示，所述第一暗梁44以及第二暗梁45均包括：

至少一个箍筋10，所述箍筋10的规格为φ8@75mm；以及至少一根主筋20；

所述箍筋10首尾连接，形成封闭的几何图形；所述主筋20在穿过所述箍筋10后与所述箍筋10的内表面固定连接；本实施例中，如图5所示，所述箍筋10为封闭的四边形(如正方形等)，所述主筋20有4根，分别在穿过所述箍筋10后位于所述四边形的4个转角处，且通过焊接等方式与所述箍筋10的内表面固定连接，当然，所述箍筋10还可以为三角形，所述主筋20对应的有3根，且在穿过箍筋10后位于所述三角形的3个顶点处，且同样与所述箍筋10的内表面固定连接，诸如此类，在此不再继续举例说明，只要所述箍筋10能支撑所述盖板41即可；

进一步的，所述第一暗梁44的主筋10的一端与所述第一支撑件42连接，另一端与所述第二支撑件43连接；

所述第二暗梁45的主筋10的一端与所述第一支撑件42连接，另一端与所述第二支撑件43连接。

实施例二：

如图6-7所示，本发明还提供一种隧道上部导坑的出渣方法，其包括如下步骤：

s1、在待开挖的隧道100上部获得第一上部导坑2；具体的，其包括：

s11、在待开挖的隧道100上施作隧道侧壁超前支护及导坑侧壁锚杆超前支护500；

s12、弱爆破开挖所述隧道100的左上部，即图7中的①部，获得第一上部导坑2；

s13、喷5-10cm(优选8cm)厚混凝土封闭所述第一上部导坑2的掌子面。

s2、在所述第一上部导坑2的底部设有第一临时仰拱1；具体的，其包括：

s21、在所述第一上部导坑2周边施做第一初期支护201、第一临时中隔壁202，并在所述第一上部导坑2的底部设置第一临时仰拱1；且所述第一临时中隔壁202的顶端与所述第一初期支护201的上部连接.

s3、在所述第一临时仰拱1上设置至少一个出渣孔3，通过所述出渣孔3将获得所述第一上部导坑2的过程中产生的渣土倒入位于所述第一临时仰拱1下方的渣土收集装置中。同时，还可在每一所述出渣孔3上设置盖板203，出渣时打开盖板203，方便渣土倒入出渣孔3。出渣完成后及时盖上盖板203，防止杂物从出渣孔3掉落砸伤下台阶的人员和设备，保障施工安全；

且为了保证结构强度，步骤s3中还包括：在所述第一初期支护201的外壁钻设径向锚杆500’后，在所述第一初期支护201的内壁复喷混凝土至设计厚度，所述设计厚度可为30cm。

优选的，所述步骤s3后还包括：s4、在所述第一上部导坑2下方开挖第一下部导坑20；并在所述第一下部导坑20底部设置第一横撑21。具体的，其包括：

s41、在所述第一上部导坑2下方3～5m处弱爆破开挖所述隧道100的左下部，即图7中的②部，获得所述第一下部导坑20；

s42、喷5-10cm(优选8cm)厚混凝土封闭所述第一下部导坑20的掌子面；

s43、在所述第一下部导坑20内壁初喷2-6cm(优选4cm)厚的混凝土；

s44、延长所述第一初期支护201的下部和第一临时中隔壁202的底端，使其分别产生与所述第一下部导坑20位置对应的第二初期支护201’和第二临时中隔壁204，并在所述第一下部导坑20底部设置第一横撑21；本实施例中，所述第一横撑21为i18临时钢架；

以及s45、在所述第二初期支护201’的外壁钻设径向锚杆500’后，在所述第二初期支护201’的内壁复喷混凝土至设计厚度，所述设计厚度可为30cm厚。

优选的，所述步骤s4后还包括如下步骤：s5、在待开挖的隧道100上部获得第二上部导坑2’；具体的，其包括：

s51、在待开挖的隧道100上施作隧道侧壁超前支护；

s52、弱爆破开挖所述隧道100的右上部，即图7中的③部，获得第二上部导坑2’；

s53、喷5-10cm(优选8cm)厚混凝土封闭所述第二上部导坑2’的掌子面.

s6、在所述第二上部导坑2’的底部设有第二临时仰拱1’；具体的，其包括：

s61、在所述第二上部导坑2’周边施做第三初期支护205、第三临时中隔壁202’，并在所述第二上部导坑2’的底部设置第二临时仰拱1’；且所述第三临时中隔壁202’的顶端与所述第三初期支护205的上部连接。

s7、在所述第二临时仰拱1’上设置至少一个出渣孔3，通过所述出渣孔3将获得所述第二上部导坑2’的过程中产生的渣土倒入位于所述第二临时仰拱200’下方的渣土收集装置中。同时，还可在每一所述出渣孔204’上设置盖板203’，出渣时打开盖板203’，方便渣土倒入出渣孔3。出渣完成后及时盖上盖板203’，防止杂物从出渣孔3掉落砸伤下台阶的人员和设备，保障施工安全；

且为了保证结构强度，步骤s7中还包括：在所述第三初期支护205的外壁钻设径向锚杆500’后，在所述第三初期支护205的内壁复喷混凝土至设计厚度，所述设计厚度可为30cm厚。

优选的，所述步骤s7后还包括：s8、在所述第二上部导坑2’下方开挖第二下部导坑20’；并在所述第二下部导坑20’底部设置第二横撑21’。具体的，其包括：

s81、在所述第二上部导坑2’下方3～5m处弱爆破开挖所述隧道100的右下部，即图7中的④部，获得所述第二下部导坑20’；

s82、喷5-10cm(优选8cm)厚混凝土封闭所述第二下部导坑20’的掌子面；

s83、在所述第二下部导坑200’内壁初喷2-6cm(优选4cm)厚混凝土；

s84、延长所述第三初期支护205的下部和第三临时中隔壁202’的底端，使其分别产生与所述第二下部导坑20’位置对应的第四初期支护205’和第四临时中隔壁204’，并在所述第二下部导坑20’底部设置第二横撑21’；本实施例中，所述第二横撑21’为i18临时钢架；

以及s85、在所述第四初期支护205’的外壁钻设径向锚杆500’后，在所述第四初期支护205’的内壁复喷混凝土至设计厚度，所述设计厚度可为30cm厚。

优选的，所述步骤s8后还包括：s9、在所述第一横撑21下方开挖左隧底30。具体的，其包括：

s91、在所述第一横撑21下方弱爆开挖所述隧道100的左隧底部分，即图7中的⑤部，获得所述左隧底30；

s92、在所述左隧底30内壁初喷2-6cm(优选4cm)厚混凝土；

s93、延长所述第二初期支护201’的下部和第二临时中隔壁204的底端，使其分别产生与所述左隧底30位置对应的第五初期支护201”和第五临时中隔壁206；且所述第五临时中隔壁206的底端与所述第五初期支护208的下部连接；

s94、在所述第五初期支护201”的外壁钻设径向锚杆500’后，在所述第五初期支护201”的内壁复喷混凝土至设计厚度，所述设计厚度可为30cm厚。

优选的，所述步骤s9后还包括：s10、在所述第二横撑21’下方开挖右隧底30’。具体的，其包括：

s101、在所述第二横撑21’下方弱爆开挖所述隧道100的右隧底部分，即图7中的⑥部，获得所述右隧底30’；

s102、在所述右隧底30’内壁初喷2-6cm(优选4cm)厚混凝土；

s103、延长所述第四初期支护205’的下部和第四临时中隔壁204’的底端，使其分别产生与所述右隧底30’位置对应的第六初期支护205”和第六临时中隔壁206’；且所述第六临时中隔壁206’的底端与所述第六初期支护205”的下部连接；

s104、在所述第六初期支护205”的外壁钻设径向锚杆500’后，在所述第六初期支护205”内壁复喷混凝土至设计厚度，所述设计厚度可为30cm厚。

优选的，所述步骤s10后还包括s11、根据监控量测结果分析，待所有初期支护收敛后，拆除第一横撑21以及第二横撑21’，灌注所述左隧底30的边墙基础以及右隧底30’的边墙基础，即图7中的⑦部；以及分别对第一临时仰拱1、第二临时仰拱1’、左隧底30以及右隧底30’进行填充(上述各部件的填充均可分次施工)。

所述步骤s11后还包括s12、利用衬砌模板台车分别对所述第一初期支护、第二初期支护、第三初期支护、第四初期支护、第五初期支护以及第六初期支护的边墙，即图7中的⑧部进行衬砌灌注，且对上述每一部件的衬砌灌注均为一次性完成。

需要说明的是，上述实施例一、二中的技术特征可进行任意组合，所获得技术方案均属于本发明的保护范围。

综上所述，本发明在临时仰拱中设置出渣孔，方便上部左、右导坑开挖的渣土从出渣孔倒入下台阶的渣土车内，提供出渣效率；且在出渣孔上方设置钢盖被，出渣时打开盖板，出渣完成后及时盖上盖板，防止杂物从出渣孔掉落砸伤下方工作人员和设备，保障了施工安全。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。