专利名称：一种大跨隧道中洞二次衬砌防开裂的施工方法
技术领域：
本发明属于暗挖多联拱隧道先期二次衬砌的施工的技术领域，具体涉及一种大跨隧道中洞二次衬砌防开裂的施工方法。
背景技术：
随着人口的增长和城市化的进一步推进，交通亟待快速跟进，而地面资源有限，隧道建设成为解决交通特别是城市交通的极为最要的手段得到空前发展和应用。随着隧道技术的发展，隧道逐渐向大断面、超大断面发展，在大断面和超大断面隧道建设的过程中， 目前钻爆暗挖支护技术主要采用联拱方案，即把一个大的断面分成多个拱形进行开挖和支护，以保持开挖面和围岩的稳定。经过计算比较分析，先开挖中间洞室并先期浇注中洞二次衬砌然后开挖两侧洞室的中洞法从力学特征和施工工艺上都是比较合理，所以中洞法被广泛应用于大断面隧道的开挖设计与施工过程中。中洞拱顶二次衬砌施作完毕后开挖两侧洞室时拱顶二次衬砌开裂是当下中洞法施工过程中普遍存在的问题，也是直接影响隧道安全和质量的重大问题，一直没有得到很好的解决。目前，中洞法施工过程中，中洞拱顶二次衬砌保护技术主要采用在中洞拱顶二次衬砌施作过程中预留钢筋头，在侧洞开挖之前，用制作好的钢筋把预留的钢筋头连接起来， 起到拉紧衬砌防止其向外位移的作用。这种方法一定程度上限制了衬砌位移，对防止中洞拱顶衬砌开裂起到一定作用。但实践证明这种方法只限制了衬砌向两侧的外向位移，并没有限制限制衬砌的向内侧位移，所以用这种方法进行加固后，在侧洞开挖的过程中中洞拱顶二次衬砌仍会发生开裂，在实际工程中类似事故时有发生。
发明内容
本发明为了解决现有暗挖多联拱隧道施工过程中，侧洞开挖的过程易引起已经施作好的中洞拱顶二次衬砌开裂的问题，提供了一种大跨隧道中洞二次衬砌防开裂的施工方法。本发明采用如下的技术方案实现
大跨隧道中洞二次衬砌防开裂的施工方法，其步骤如下
1)、进行中间洞室的开挖并进行初期支护层与格栅钢架临时支撑的施工，格栅临时支撑包括竖向格栅钢架和横向格栅钢架；
2)、在中间洞室的底部施作仰拱二次衬砌和底部纵梁；
3)、在底部纵梁上安装钢管柱，然后施作中间洞室的拱顶二次衬砌和上部纵梁，相邻钢管柱之间的两上部纵梁上预留稳定杆孔道，两上部纵梁上的稳定杆孔道相对于隧道轴线对称；
4)、拆除竖向格栅钢架上部至上部纵梁的下方，在对称的稳定杆孔道之间架设支撑钢管，同时在稳定杆孔道和支撑钢管内穿入螺杆钢筋并及时拧紧端头螺母，形成稳定的拉压稳定结构；5)、施作中间板层；
6)、开挖两侧的侧洞室并及时衬砌，形成联拱隧道结构。本发明的有益效果在中间洞室的拱顶二次衬砌预留孔道，然后利用螺杆和支撑钢管使得钢管柱和拱顶二次衬砌形成稳定结构，在后期中间板层和侧洞室施工过程中保证拱顶二次衬砌不受拉力和压力作用，有效保护拱顶衬砌，并保证衬砌的质量。本方法简单易操作，造价低廉，而且拉力螺杆和支撑钢管可以重复使用，在当今大规模地下工程特别是大跨隧道建设领域其经济效益和社会效益尤为突出，意义深远，有极高的推广价值。
图1为中洞开挖并初期支护的示意图
图2为底部施作仰拱二次衬砌和底部纵梁基础的示意3为施工钢管柱、拱顶二次衬砌和上部纵梁的示意4为二次衬砌拉压稳定结构的示意5为二次衬砌拉压稳定结构的俯视6为施作中间半层的示意7为形成的联拱隧道结构的示意图
图中1_初期支护层，2-竖向格栅钢架，3-横向格栅钢架，4-仰拱二次衬砌，5-底部纵梁，6-钢管柱，7-拱顶二次衬砌，8-上部纵梁，9-稳定杆孔道，10-支撑钢管，11-螺杆钢筋， 12-中间板层，13-中间洞室，14-侧洞室。
具体实施例方式结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。本发明是针对大断面或超大断面多联拱隧道施工过程中中洞拱顶二次衬砌保护的新技术，其具体实施方法为
1、进行中间洞室13的开挖并进行初期支护，如图1所示。2、底部施作仰拱二次衬砌4和底部纵梁5，并保证竖向格栅钢架2嵌入仰拱二次衬砌4不小于10cm。如图2所示。3、在底部纵梁5上安装钢管柱6，并施作中间洞室13的拱顶二次衬砌7和上部纵梁8，并在拱顶二次衬砌7下部的上部纵梁8上预留稳定杆孔道9，同时竖向格栅钢架2上部拆除至上部纵梁8下方，如图3所示。4、及时在中间洞室13的拱顶二次衬砌7下部的两侧上部纵梁8中间架设厚壁支撑钢管10，同时在稳定杆孔道9和其内厚壁支撑钢管10内穿入螺杆钢筋11并及时拧紧端头螺母，形成稳定的拉压稳定结构，如图4、图5所示。5、施作中间板层12，如图6所示。6、开挖两侧的侧洞室14并及时衬砌，最终形成联拱隧道结构，如图7所示。
权利要求
1. 一种大跨隧道中洞二次衬砌防开裂的施工方法，其特征在于步骤如下1)、进行中间洞室(13)的开挖并进行初期支护层(1)与格栅钢架临时支撑的施工，格栅临时支撑包括竖向格栅钢架(2)和横向格栅钢架(3)；2)、在中间洞室(13)的底部施作仰拱二次衬砌(4)和底部纵梁(5)；3)、在底部纵梁(5)上安装钢管柱(6)，然后施作中间洞室(13)的拱顶二次衬砌(7)和上部纵梁(8)，相邻钢管柱(6)之间的两上部纵梁(8)上预留稳定杆孔道(9)，两上部纵梁 (8)上的稳定杆孔道(9)相对于隧道轴线对称；4)、拆除竖向格栅钢架(2)上部至上部纵梁(8)的下方，在对称的稳定杆孔道(9)之间架设支撑钢管(10)，同时在稳定杆孔道(9)和支撑钢管(10)内穿入螺杆钢筋(11)并及时拧紧端头螺母，形成稳定的拉压稳定结构；5)、施作中间板层(12);6)、开挖两侧的侧洞室(14)并及时衬砌，形成联拱隧道结构。
全文摘要
本发明属于暗挖多联拱隧道先期二次衬砌施工的技术领域，具体涉及一种大跨隧道中洞二次衬砌防开裂的施工方法，解决了现有隧道施工中，侧洞开挖易引起中洞拱顶二次衬砌开裂的问题。其步骤如下进行中间洞室的施工，在中间洞室上部纵梁上预留稳定杆孔道，在对称的稳定杆孔道之间架设支撑钢管，同时在稳定杆孔道和支撑钢管内穿入螺杆钢筋并及时拧紧端头螺母，形成稳定的拉压稳定结构，开挖两侧的侧洞室并及时衬砌，形成联拱隧道结构。本发明的有益效果简单易操作，造价低廉，而且拉力螺杆和支撑钢管可以重复使用，在当今大规模地下工程特别是大跨隧道建设领域其经济效益和社会效益尤为突出，意义深远，有极高的推广价值。
文档编号E21D11/00GK102182469SQ20111011408
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者张俊兵, 辛振省, 郑保才 申请人:中铁三局集团有限公司