本发明涉及一种交通基础设施领域的隧道施工方法，特别是涉及一种隧道悬臂式超前锚杆掘进法。
背景技术：
隧道施工过程中经常会遇到各种不良的地质状况，于是产生了各种掘进方法，如大管棚法、超前小导管法、超前锚杆法、帷幕注浆法。但每种方法既有其优点又有其局限性。目前，隧道施工遇到的围岩地质条件是冲洪积卵石、强风化粉砂质泥岩。卵石呈松散结构，基岩围岩为粉砂质泥岩为主夾砂岩、砾岩，强风化，属极软岩类。围岩开挖后，拱顶围岩无支护时易塌落、冒顶、涌水、涌砂，侧壁易出现小坍塌。小导管施工时围岩受风钻震动就塌方，一个漏砂洞就能漏出几方或十几方砂卵石。大管棚施工挑顶困难，不能解决漏砂问题，且施工速度缓慢。有此可见，上述施工方法均不能完成上述地质条件的隧道施工，
由此可见，上述现有的隧道施工方法均不能完成上述地质条件的隧道施工，本发明人积极加以研究创新，以期创设一种新的隧道悬臂式超前锚杆掘进法，能够改进一般现有的隧道施工方法，使其更具有实用性。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于，克服现有的隧道施工方法存在的缺陷，而提供一种新的隧道悬臂式超前锚杆掘进法，所要解决的技术问题是使其在围岩地质条件是冲洪积卵石、强风化粉砂质泥岩，能够顺利地保质保量的完成。
本发明的另一目的在于，提供一种新的隧道悬臂式超前锚杆掘进法，所要解决的技术问题是使其确保不塌方，安全施工，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种隧道悬臂式超前锚杆掘进法，其以一个循环进尺50厘米为例,上台阶开挖法，包括以下步骤：
步骤1：立工字钢钢拱架，在工字钢钢拱架腹部按一定距离打孔，立好工字钢钢拱架，焊接纵向连接钢筋及网片，固定锁脚。
步骤2：预置超前锚杆管道，将截好的固定长度的预置钢管一端插在工字钢钢拱架腹部的孔里，该预置钢管的另一端焊接在前一个循环的工字钢钢拱架下面。
步骤3：喷满喷射混凝土，将所述的工字钢钢拱架间喷满喷射混凝土，使其成为完整的初支体系；
步骤4：打入多个钢筋锚杆，将每一个钢筋锚杆通过预埋的预置钢管打入掌子面，本步骤采用大锤打入则将该钢筋锚杆全部打入，遇到大卵石打不动时，则待背板推到大卵石前时，用钢钎或电锤将钢筋锚杆前面的卵石挖除，再将钢筋锚杆插入或打入，该钢筋锚杆的尾部和预埋的预置钢管焊住。
步骤5：环形开挖，人工用工具或挖机从工字钢钢拱架一侧的拱脚处往上环形开挖，开挖一个循环进尺即可，然后，挖出钢筋锚杆，将多块背板分别放到该些钢筋锚杆上面，准备封堵漏砂和塌方；挖到哪里，就将背板推到哪里，视围岩稳定情况，挖好一段,及时初喷一层2cm～3cm的喷射混凝土封闭围岩，在遇到漏砂和塌方时，迅速将背板推到漏砂塌方位置进行封堵，同样方法从该工字钢钢拱架另一侧拱脚部位往拱顶方向开挖。
步骤6预留核心土，核心土既是掌子面的支撑，又是工作平台，其高度以上面站人方便即可，平台纵向长1m～2m，平台横向宽2m～4m,边坡呈梯形，多余的土渣用挖掘机挖除。
步骤7：进入下一个循环。
前述的隧道悬臂式超前锚杆掘进法，其特征在于其中所述的工字钢钢拱架腹部打孔的直径50mm～60mm，以插入预置钢管为宜，孔距30cm～40cm；所述的预置钢管3长度为60cm～70cm，视工字钢间距而定，所述的钢筋锚杆直径22mm～32mm、长1.3～1.5m。
前述的隧道悬臂式超前锚杆掘进法，其特征在于其中所述的背板为木板或竹胶板，该背板长70cm～80cm、宽10cm～20cm、厚2cm～3cm。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。其至少具有下列优点：
1、本发明隧道悬臂式超前锚杆掘进法，预埋超前锚杆管道，掌子面的工字钢钢拱架立好后，按照超前的钢筋锚杆的角度预埋一个预置钢管作为超前锚杆管道，并将预置钢管预埋在喷射混凝土中。将钢筋锚杆通过预置钢管打入掌子面，每一根钢筋锚杆都相当于尾部固结的悬臂，全部钢筋锚杆像一个“帽檐”一样插入掌子面，形成一个循环进尺的超前支护。预置钢管解决了先支护，后打超前的钢筋锚杆的问题。工人在支护下作业，大大提高了安全性。
2、本发明在钢筋锚杆上方放入背板封堵漏砂和塌方。背板可以环向、横向推动。因此可以及时封堵漏砂和塌方，使隧道施工既能保质保量的顺利完成，又保障了安全施工。
3、本发明减少了对围岩的震动。采用人工打入，比风钻震动小的多，减少了机械震动引起的砂石塌落，从而保障了施工的安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是本发明施工示意图。
其中：
1:掌子面2:钢筋锚杆
3:预置钢管4:喷射混凝土
5:工字钢钢拱架6:核心土
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的悬臂式超前锚杆掘进法其具体实施步骤、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，本发明较佳实施例的悬臂式超前锚杆掘进法，其主要包括以其以一个循环进尺50厘米为例,上台阶开挖法，包括以下步骤：
步骤1：立工字钢钢拱架5，在工字钢钢拱架5腹部按一定距离打孔，立好工字钢钢拱架5，焊接纵向连接钢筋及网片，固定锁脚。其中，打孔的直径50mm～60mm，孔距30cm～40mm
步骤2：预置超前锚杆管道，将截好的固定长度的预置钢管3一端插在工字钢钢拱架5腹部的孔里，该预置钢管3的另一端焊接在前一个循环的工字钢钢拱架5下面。所述的预置钢管3长度为60cm～70cm
步骤3：喷满喷射混凝土4。将所述的工字钢钢拱架5间喷满喷射混凝土4，使其成为完整的初支体系。
步骤4：打入多个钢筋锚杆2，将每一个钢筋锚杆2通过预埋的预置钢管3打入掌子面1，本步骤采用大锤打入则将该钢筋锚杆全部打入，遇到大卵石打不动时，则待背板推到大卵石前时，用钢钎或电锤将钢筋锚杆2前面的卵石挖除，再将钢筋锚杆2插入或打入，该钢筋锚杆2的尾部和预埋的预置钢管3焊住。其中所述的钢筋锚杆直径22mm～32mm、长1.3～1.5m。所述的背板为木板或竹胶板，该背板长70cm～80cm、宽10cm～20cm、厚2cm～3cm。
步骤5：环形开挖，人工用工具或挖机从工字钢钢拱架5一侧的拱脚处往上环形开挖，开挖一个循环进尺即可，然后，挖出钢筋锚杆2，将多块背板分别放到该些钢筋锚杆2上面，准备封堵漏砂和塌方；挖到哪里，就将背板推到哪里，视围岩稳定情况，挖好一段,及时初喷一层2cm～3cm的喷射混凝土封闭围岩，在遇到漏砂和塌方时，迅速将背板推到漏砂塌方位置进行封堵，同样方法再从该工字钢钢拱架5另一侧拱脚部位往拱顶方向开挖；
步骤6预留核心土6，核心土6既是掌子面1的支撑，又是工作平台，其高度以上面站人方便即可，平台纵向长1m～2m，横向宽2m～4m，呈梯形即可，多余的土渣用挖掘机挖除；
步骤7：进入下一个循环。
本发明的工作原理是打入的钢筋锚杆2是一个尾部固结的悬臂式短超前防护结构，超前范围为50cm～100cm，钢筋锚杆2可用钢筋制作。由于钢筋锚杆2尾部在预置钢管3里固结，因此，钢筋锚杆2相当于一个悬臂静定结构，这种工字钢钢拱架5间距在50cm～60cm，在实际施工中,绝大多数的钢筋锚杆2可以打人掌子面1的70cm～100cm，足以承载漏砂和塌方的荷载，加上背板堵漏起到临时防护作用。
本发明适用于砂卵性围岩和非钻爆施工的松散结构或黄土围岩的隧道掘进施工。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。