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[0037]2、上台阶开挖。
[0038]对上台阶撑子面喷混凝土封闭，在拱顶150度范围施作①部超前小导管，注浆加固地层；开挖①部弧形导坑，并预留②部所示的核心土，核心土长度宜为3?5米，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3?1/2，开挖循环进尺0.6m，开挖高度完成后立即喷8cm混凝土封闭掌子面，初喷4cm厚混凝土。
[0039]3、上台阶拱脚施工及上部支护波纹板的安装。
[0040]首先，将两H型钢6分别水平固定于上台阶的两拱脚处，H型钢6经若干穿过其两翼缘而打入围岩9的锁脚锚管10进行固定，H型钢6固定后，其外侧的翼缘14与洞室围岩抵持，内侧的翼缘14用于为上部支护波纹板7及边墙波纹板3提供支撑；然后，将预制好的上部支护波纹板7吊至开挖的上台阶空间内，相邻的上部支护波纹板7经各自端部的法兰16进行固定连接，上部支护波纹板7两临时仰拱搭接头11的内侧位置部位与两H型钢6内侧翼缘14的上端部分别经螺栓固定连接，上部支护波纹板7架设好后，在上台阶的两拱脚上方位置处分别另打入若干锁脚锚管5对上部支护波纹板7进行加固，与此同时，该位置的锁脚锚管5对H型钢6起到一定的稳固作用，还可起到下部开挖起超前支护作用。
[0041]4、背后注浆混凝土。
[0042]上部支护波纹板7安装完成后，在沿上部支护波纹板7进深端部布置呈环形的高密度聚乙烯泡沫板，对上部支护波纹板7与洞室围岩9之间的空隙腔室进行封闭，上部支护波纹板7后侧未开挖的围岩9可作为天然屏障来支撑限定高密度聚乙烯泡沫板；密封完毕后，借助上部支护波纹板7上预留的注浆孔19进行混凝土 12灌注；可在上部支护波纹板7的两拱脚上方位置及拱顶位置各预留一个灌浆孔19，先从一侧的灌浆孔19注入混凝土浆，待混凝土浆从位于拱顶的灌浆孔19中溢出后即停止灌注，然后从另一侧的灌浆孔19进行灌注，同理待混凝土浆从位于拱顶的灌浆孔19中溢出后即停止灌注，最后通过拱顶处的灌注孔19进行补灌，至此即完成了混凝土的灌注。
[0043]5、临时仰拱架设。
[0044]开挖②部的核心土，将临时仰拱波纹板4与上部支护波纹板7的两临时仰拱搭接头11通过螺栓连接，由于采用螺栓连接，后期可方便的将临时仰拱4进行拆卸。至此上台阶断面闭合成环，前述组成的结构保证了洞室整体稳定性和整体传力可靠性。在上台阶断面临时封闭的管拱结构中，管拱结构与洞室围岩之间应采用混凝土垫块或钢楔块楔紧，避免出现上台阶拱脚出现悬空状态，减少隧道初期支护下沉和收敛，最后在临时仰拱波纹板I背后灌注混凝土浆。
[0045]6、下台阶开挖。
[0046]滞后上台阶一定距离，开挖③部土体，保留④部核心土，开挖进尺0.6m，初喷4cm厚混凝土封闭。
[0047]7、下台阶拱脚施工及边墙波纹板的安装。
[0048]将两根槽钢2通过若干打入围岩9的锁脚锚管5分别固定于下台阶拱脚处，槽钢2内侧的腿部15与洞室壁抵持，外侧的腿部15则用于为边墙波纹板3提供支撑；沿边墙铺设边墙波纹板3，边墙波纹板3的上端与H型钢6内侧翼缘14的下端部经螺栓连接，而其下端部则与槽钢2外侧的腿部15经螺栓固定连接；边墙波纹板3的下端预留有用于与仰拱波纹板I组合连接的仰拱搭接头13。相邻的边墙波纹板3采用纵向端部的法兰连接，待边墙波纹板7加设完成后，同样在其背侧灌注混凝土浆。
[0049]8、仰拱波纹板的安设。
[0050]开挖④部的核心土，开挖后及时铺设仰拱波纹板1，仰拱波纹板I的横向两端分别与两边墙波纹板3的仰拱搭接头13通过螺栓进行连接，相邻的仰拱波纹板I通过纵向两端的法兰组合连接，最后再在仰拱波纹板I的背后灌注混凝土浆。
[0051]9、根据上述步骤，循环进行施工。
[0052]经上述施工步骤，上部支护波纹板7、边墙波纹板3及仰拱波纹板I全断面封闭成环，而后即可拆卸临时仰拱波纹板与临时仰拱搭接头间的螺栓，拆除临时仰拱。施工步骤1-8循环进行，即可循序渐进的完成波纹钢板初期支护结构。
【主权项】
1.一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其包括如下步骤: (1)上部支护波纹板、边墙波纹板及仰拱波纹板的预制 上述部件均的纵向长度均为60cm，纵向两端均焊接有法兰，板壁上均开有注浆孔，上部支护波纹板的背侧焊接有钢筋网，上部支护波纹板两个端部分别预留有临时仰拱搭接头，边墙波纹板的下端部预留有仰拱搭接头； (2)上台阶拱脚施工及上部支护波纹板的安装 对上台阶实施开挖后，首先将两H型钢分别固定于上台阶的两拱脚处，然后，将预制好的上部支护波纹板吊至上台阶空间内，相邻的上部支护波纹板经法兰连接，上部支护波纹板两临时仰拱搭接头的内侧位置部位与两H型钢经螺栓固定连接，上部支护波纹板安装完成后，在其背侧灌注混凝土； (3)临时仰拱架设 开挖上台阶预留的核心土，将临时仰拱波纹板与上部支护波纹板的两临时仰拱搭接头连接，在临时仰拱波纹板背侧灌注混凝土浆； (4)下台阶拱脚施工及边墙波纹板的安装 下台阶开挖后，将两根槽钢通过锁脚锚管固定于下台两阶拱脚处，沿边墙铺设边墙波纹板，边墙波纹板的上端经H型钢支撑，而其仰拱搭接头内侧位置部位则与槽钢连接，相邻的边墙波纹板采用法兰连接，最后在边墙波纹板的背侧灌注混凝土浆； (5)、仰拱波纹板的安设 开挖下台阶预留的核心土，铺设仰拱波纹板，仰拱波纹板的横向两端分别与两边墙波纹板的仰拱搭接头连接，相邻的仰拱波纹板通过法兰连接，最后再在仰拱波纹板的背后灌注混凝土浆； (6)、根据上述步骤，循环进行施工 经上述施工步骤，上部支护波纹板、边墙波纹板及仰拱波纹板全断面封闭成环，而后即可拆卸临时仰拱波纹板与临时仰拱搭接头间的螺栓，拆除临时仰拱，施工步骤1-8循环进行，即可循序渐进的完成波纹钢板初期支护结构。
2.根据权利要求1所述的一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其特征在于:所述的上部支护波纹板由三块波纹钢板搭接而成，但相邻的上部支护波纹板的搭接位置不同而形成错缝结构，两两波纹钢板的搭接处均经两排搭接螺栓进行固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其特征在于:所述的上部支护波纹板的每一道波峰上均在两端及中部设有向背侧延伸的长螺栓，长螺栓头部位置点焊呈拱形的横向钢筋，再在横向钢筋上焊接呈直线型的纵向钢筋，从而在上部支护波纹板背侧形成与其相对固定的钢筋网。
4.根据权利要求1所述的一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其特征在于:所述的H型钢经若干穿过其两翼缘而打入围岩的锁脚锚管进行固定，H型钢固定后，其外侧的翼缘与洞室围岩抵持，内侧的翼缘用于为上部支护波纹板及边墙波纹板上端提供支撑。
5.根据权利要求1所述的一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其特征在于:所述的上部支护波纹板架设好后，在上台阶的两拱脚上方位置处分别另打入若干锁脚锚管对上部支护波纹板进行加固，与此同时，该位置的锁脚锚管对H型钢起到一定的稳固作用，还可起到下部开挖起超前支护作用。
6.根据权利要求1所述的一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其特征在于:步骤(2)中，灌注混凝土前，沿上部支护波纹板进深端部布置呈环形的高密度聚乙烯泡沫板，对上部支护波纹板与洞室围岩之间的空隙腔室进行封闭，密封完毕后，借助上部支护波纹板上预留的注浆孔进行混凝土灌注。
7.根据权利要求1所述的一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其特征在于:所述的槽钢内侧的腿部与洞室壁抵持，外侧的腿部则用于为边墙波纹板3提供支撑。
【专利摘要】本发明公开了一种由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法，其由上部支护波纹板、边墙波纹板及仰拱波纹板组接成环而构成；洞室上台阶两拱脚处固有两H型钢，上部支护波纹板及边墙波纹板的上端部经H型钢支撑固定；下台阶的两拱脚处固有两槽钢，边墙波纹板的下端由槽钢支撑固定，边墙波纹板的下端部预留有仰拱搭接头；上部支护波纹板、边墙波纹板及仰拱波纹板在纵向上依次通过法兰连接；上部支护波纹板、边墙波纹板及仰拱波纹板与围岩之间灌注混凝土。本发明采用波纹钢板与混凝土混合的结构制成，可与围岩均衡受力，保证了初期支护的强度，具有利于施工，周期短，效率高，稳定性强，成本低廉等优势。
【IPC分类】E21D11-00, E21D11-10
【公开号】CN104863614
【申请号】CN201510249385
【发明人】刘志罡, 刘志勇, 刘谦, 郝志宏, 赵凯, 刘保东, 张哲南
【申请人】河北腾是达金属结构有限公司, 北京交通大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月15日