装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法与流程

本发明涉及隧道及地下工程，特别涉及一种装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法。

背景技术：

近年来，我国铁路建设发展迅猛，特别是高速铁路的建设进入了爆发式增长阶段。随着铁路运营里程的快速增长，以及线路标准的提高而带来的隧线比增大，铁路隧道的数量和规模也呈迅速增长的趋势，特别是在西南山区，隧道在铁路基建项目中的占比极高。

目前矿山法隧道施工过程中，由于各类工艺质量及其他因素，部分地段存在初支或衬砌背后脱空、二衬厚度不足、裂纹、渗漏水、施工缝错台、混凝土强度不均或不足等质量缺陷，此类质量问题在隧道拱部尤为突出，对铁路运营安全带来极大隐患。近年来，多条已开通的高速铁路在运营期间发生了若干起由于隧道衬砌质量缺陷带来的病害，导致降速运行甚至线路中断的事故，引起各方高度重视，并投入了巨大的人力物力进行整治。

传统矿山法施工的隧道衬砌一般采用曲墙带仰拱的现浇结构形式，整个衬砌均是在现场浇筑成型。其存在的最大缺陷在于：由于衬砌为现场整体浇筑，浇筑工艺对衬砌质量至关重要，然而实际施工中由于结构钢筋绑扎不到位，入模、振捣、混凝土灌注困难等施工工艺问题，容易造成混凝土衬砌出现蜂窝、麻面、厚度不足、浇筑振捣不密实等情况，造成运营过程中衬砌的开裂甚至剥落掉块，极大程度上威胁着线路行车安全，此类情况在衬砌拱部位置尤为严重，对行车安全带来的威胁也最大。

针对传统矿山法衬砌存在的上述缺陷，在本发明人同日提出的名称为“一种装配式隧道衬砌结构”的发明专利申请的说明书，公开了一种用拱部预制拼装节段代替传统现浇结构进行现场拼装的装配式隧道衬砌结构，能够有效解决传统矿山法隧道衬砌结构的拱部质量缺陷。但由于衬砌拱部为预制拼装节段，其现场施工存在较大难度，需解决诸如拱部预制拼装节段如何在现场运输吊装、如何在隧道衬砌边墙已施作的情况下将预制拼装节段安装到设计位置、如何保证现场各工序的相对独立从而保证施工安全和进度等一系列问题。因此，需设计一种适用于拱部预制衬砌结构的施工方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供了一种装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法，该方法具有施工灵活方便和安全性好的特点，能在拱部预制衬砌结构的施工过程中避免对其他工序的干扰，保证施工进度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法，包括如下步骤：

①掌子面正常开挖掘进；

②及时施作初期支护及防排水系统；

③滞后掌子面一定距离施作仰拱及仰拱填充层；

④滞后仰拱及仰拱填充层一定距离施作边墙二次衬砌；

⑤将拱部二次衬砌节段从洞口运输到洞内已施作完边墙二次衬砌的端头；

⑥调整拱部二次衬砌节段的姿态使其与二次衬砌拱部预留位置相符，并将拱部二次衬砌节段举升到高于边墙二次衬砌的位置；

⑦沿隧道纵向由洞内向洞外将拱部二次衬砌节段平移到预定位置并放置，完成一块拱部二次衬砌节段的拼装施工；

⑧重复步骤⑤到⑦，直至完成本段拱部二次衬砌节段的拼装；

⑨重复步骤④到⑧，直至完成全隧二次衬砌结构的施工。

本发明的有益效果是，在不影响掌子面开挖掘进及初支、防排水系统和边墙二次衬砌等施工的前提下，完成拱部预制衬砌结构的施工，改善现场劳动条件，节约材料，提高了隧道施工的机械化水平和劳动效率，具有灵活方便、安全快捷的特点。

附图说明

本说明书包括如下八幅附图：

图1是装配式隧道衬砌结构的断面图；

图2至图8是本发明装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法的施工过程示意图；

图中出示部位、构件及所对应的标记：初期支护结构10、防排水系统20、边墙二次衬砌30、仰拱31、仰拱填充层31a、拱部二次衬砌节段32、掌子面a、洞口b。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在本发明人同日提出了名称为“一种装配式隧道衬砌结构”的发明专利申请，图1是该装配式隧道衬砌结构的断面图。隧道衬砌结构包括由内而外设置的初期支护结构10、防排水系统20和二次衬砌结构，二次衬砌结构包括仰拱31、边墙二次衬砌30和拱部二次衬砌32。所述仰拱31两端与边墙二次衬砌30底端固结，沿隧道延伸方向分段连续浇筑形成，即仰拱31、边墙二次衬砌30采用现场立模浇筑施作。所述拱部二次衬砌32为预制结构，由钢筋混凝土预制砌块单元纵向拼装而成，其环向两端与同侧边墙二次衬砌30通过连接结构形成搭接，或者通过连接构件形成固定连接。在充分发挥矿山法隧道施工灵活的优势下，拱部二次衬砌32采用预制拼装结构，其钢筋混凝土预制砌块单元可在工厂中批量生产，然后运到现场采用机械化拼装，改善现场劳动条件，节约材料，提高了隧道施工的机械化水平和劳动效率。由于钢筋混凝土预制砌块单元为工厂化预制，可以有效保证结构质量，避免由于现浇工艺问题带来的拱部衬砌质量缺陷，避免运营过程中拱部衬砌病害，保证行车安全。

参照图2至图8，本发明装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法是在隧道掌子面a开挖的同时，以合理步距施作初期支护10、防排水系统20、仰拱31及仰拱填充层31a、边墙二次衬砌30，将拱部二次衬砌节段32从洞外运输到洞内边墙二次衬砌30端头，利用尚未施作边墙二次衬砌30的空间将拱部二次衬节段砌32举升到高于边墙二次衬砌30的位置，然后由洞内往洞口方向纵向平移拱部二次衬砌节段32到设计位置安放，依次完成拱部二次衬砌节段32的拼装。

该方法包括如下步骤：

①掌子面a正常开挖掘进；

②及时施作初期支护10及防排水系统20；

③滞后掌子面a一定距离施作仰拱31及仰拱填充层31a)

④滞后仰拱31及仰拱填充层31a一定距离施作边墙二次衬砌30；

⑤将拱部二次衬砌节段32从洞口b运输到洞内已施作完边墙二次衬砌30的端头；

⑥调整拱部二次衬砌节段32的姿态使其与二次衬砌拱部预留位置相符，并将拱部二次衬砌节段32举升到高于边墙二次衬砌30的位置；

⑦沿隧道纵向由洞内向洞外将拱部二次衬砌节段32平移到预定位置并放置，完成一块拱部二次衬砌节段32的拼装施工；

⑧重复步骤⑤到⑦，直至完成本段拱部二次衬砌节段32的拼装；

⑨重复步骤④到⑧，直至完成全隧二次衬砌结构的施工。

技术特征：

1.装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法，包括如下步骤：

①掌子面(a)正常开挖掘进；

②及时施作初期支护(10)及防排水系统(20)；

③滞后掌子面(a)一定距离施作仰拱(31)及仰拱填充层(31a)；

④滞后仰拱(31)及仰拱填充层(31a)一定距离施作边墙二次衬砌(30)；

⑤将拱部二次衬砌节段(32)从洞口(b)运输到洞内已施作完边墙二次衬砌(30)的端头；

⑥调整拱部二次衬砌节段(32)的姿态使其与二次衬砌拱部预留位置相符，并将拱部二次衬砌节段(32)举升到高于边墙二次衬砌(30)的位置；

⑦沿隧道纵向由洞内向洞外将拱部二次衬砌节段(32)平移到预定位置并放置，完成一块拱部二次衬砌节段(32)的拼装施工；

⑧重复步骤⑤到⑦，直至完成本段拱部二次衬砌节段(32)的拼装；

⑨重复步骤④到⑧，直至完成全隧二次衬砌结构的施工。

技术总结
装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法，能在拱部预制衬砌结构的施工过程中避免对其他工序的干扰，保证施工进度。包括如下步骤：掌子面正常开挖掘进；及时施作初期支护及防排水系统；滞后掌子面一定距离施作仰拱及仰拱填充层；滞后仰拱及仰拱填充层一定距离施作边墙二次衬砌；将拱部二次衬砌节段从洞口运输到洞内已施作完边墙二次衬砌的端头；调整拱部二次衬砌节段的姿态使其与二次衬砌拱部预留位置相符，并将拱部二次衬砌节段举升到高于边墙二次衬砌的位置；沿隧道纵向由洞内向洞外将拱部二次衬砌节段平移到预定位置并放置，完成一块拱部二次衬砌节段的拼装施工。

技术研发人员：卿伟宸;旷文涛;熊国兴;杨昌宇;王嵩;张慧玲;宁远思;谢运来;杨宝;曹林卫;王聚山;杨光华;陈磊
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2020.01.23
技术公布日：2021.07.23