基于冻结法的隧道联络通道施工方法与流程

本发明属于隧道设计技术领域，具体涉及一种基于冻结法的隧道联络通道施工方法。

背景技术：

联络通道通常设置在两条隧道之间，起到连通、排水及防火等作用，若一条隧道出现问题，行人可通过连接通道转移到另外一条隧道，极大的增加了安全系数，因此有“逃生通道”之称；同时也方便在一条隧道出现问题时，救援人员可以从另外一条隧道到达联络通道，然后经由联络通道进入需要救援的位置，达到快速救援的目的，在使用冻结法施工的隧道中，如何施工形成符合设计要求的隧道联络通道是需要重点解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种基于冻结法的隧道联络通道施工方法，施工步骤简单易行，能够得到符合设计要求的隧道联络通道。

本发明提供的基于冻结法的隧道联络通道施工方法，所述施工方法包括：s1)对待挖掘隧道联络通道口四周的隧道壁管片之间的拼装缝进行焊接，拆除待挖掘隧道联络通道口范围内的隧道壁管片；s2)采用全断面法开挖所述隧道联络通道，开挖后进行土体保温并施作初期支护；s3)对初期支护表面进行找平，对外露的钢筋接头进行切除或磨平，之后进行防水层施工；s4)施作二次衬砌，完成所述隧道联络通道的施工。

优选地，在步骤s1)之前，该方法还包括：搭设隧道工作平台；安装待挖掘联络通道口预应力支架；安装待挖掘联络通道口防护门。

优选地，步骤s1)中，拆除待挖掘隧道联络通道口的隧道壁管片，包括：

使用手拉葫芦和千斤顶对待挖掘隧道联络通道口的隧道壁管片进行拆除。

优选地，步骤s2)中，在采用全断面法开挖所述隧道联络通道期间，开挖步距控制在预定距离内、开挖断面超挖不大于预定长度、开挖中心线偏差不大于预定偏差。

优选地，所述预定距离为0.5m；所述预定长度为30mm，所述预定偏差为20mm。

优选地，步骤s2)中，所述施作初期支护，包括：架设钢支撑架；在所述钢支撑架和冻土帷幕之间夹设木背板；在所述钢支撑架上挂钢筋网；向所述钢支撑架和所述钢筋网的间隙喷射混凝土。

优选地，所述混凝土的强度等级为c25，所述混凝土的配合比为水泥：砂：石：水：外加剂等于1:1.85:1.92:0.45:0.04，其中所述水泥采用p·o42.5水泥。

优选地，步骤s2)中，所述施作初期支护包括：首次喷射预定厚度；在首次喷射砼初凝后进行二次喷射定型。

优选地，所述预定厚度为150mm。

优选地，步骤s3)中，进行防水层施工包括：设置梅花型衬垫；采用无钉铺设防水层。

本发明提供的基于冻结法的隧道联络通道施工方法，对待挖掘隧道联络通道口四周的隧道壁管片之间的拼装缝进行焊接，采用满焊的方式进行焊接，以提高隧道壁管片的整体性；使用手拉葫芦和千斤顶对待挖掘隧道联络通道口范围内的隧道壁管片进行拆除，操作简单灵活；采用全断面法开挖所述隧道联络通道，以有效的通过冻结帷幕；在开挖后施作初期支护以保证土帷幕的稳定性，同时在开挖后需要进行土体保温以保持冻土帷幕的有效性；对初期支护表面进行找平，对外露的钢筋接头进行切除或磨平，之后进行防水层施工，以防冻土层解冻时，解冻水进入隧道内影响隧道的安全；施作二次衬砌，进一步加强对所述隧道联络通道的支撑，完成隧道联络通道施工，得到符合设计要求的隧道联络通道。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的基于冻结法的隧道联络通道施工方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的基于冻结法的隧道联络通道施工方法，所述施工方法包括：s1)对待挖掘隧道联络通道口四周的隧道壁管片之间的拼装缝进行焊接，拆除待挖掘隧道联络通道口范围内的隧道壁管片；s2)采用全断面法开挖所述隧道联络通道，开挖后进行土体保温并施作初期支护；s3)对初期支护表面进行找平，对外露的钢筋接头进行切除或磨平，之后进行防水层施工；s4)施作二次衬砌，完成所述隧道联络通道的施工。

在进行隧道联络通道施工之前，首先进行施工准备工作，包括：搭设隧道工作平台；安装待挖掘联络通道口预应力支架；安装待挖掘联络通道口防护门。

搭设隧道工作平台包括根据隧道联络通道出口尺寸及施工需要，搭建冻结站平台、开挖平台和斜坡道，以便于施工人员通行和进行施工操作。具体地，在待挖掘的隧道联络通道口位置搭建所述开挖平台，面积为2m×3.5m＝7m²；在隧道联络通道运输侧，搭建斜坡道与所述开挖平台相连接，坡长约8m，坡度以便于车辆上下运输为原则可以进行适当调整；在开挖平台的另一侧搭建冻结站平台，可以使用16#工字钢进行搭建，并可以搭在隧道壁管片上，台面用50mm厚木板铺盖形成。

安装待挖掘联络通道口预应力支架，以防止所述挖掘联络通道口在挖掘的过程中发生坍塌事故；安装待挖掘联络通道口防护门，以在挖掘联络通道的过程中发生涌水涌砂事故时进行关闭，以保证隧道的安全。

根据本发明的技术方案，所述施工方法包括：步骤s1)对待挖掘隧道联络通道口四周的隧道壁管片之间的拼装缝进行焊接，采用满焊的方式进行焊接，以提高隧道壁管片的整体性，并防止拆除待挖掘隧道联络通道口范围内的隧道壁管片时，四周的隧道壁管片松动脱落；焊接前首先对拼装缝进行除锈除垢处理，以避免虚焊；焊接时，采用划分区域对称焊接的方式，以防止应力集中，引起隧道壁管片变形；焊接材料可以选用e4303型结构钢焊条，使用手工电弧焊进行焊接。

拆除待挖掘隧道联络通道口范围内的隧道壁管片，优选地，使用手拉葫芦和千斤顶对待挖掘隧道联络通道口的隧道壁管片进行拆除，操作简单灵活。具体地，准备两台32t千斤顶，5t、10t和2t手拉葫芦各一个，两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同管片连接，通过顶推横梁向外推拉管片，在操作的过程中，需要观察管片受力及位移情况，消除局部受阻因素，防止管片变形；5t、10t手拉葫芦作为主拉拔管片使用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向隧道内拉拔管片；2t葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。

由于隧道周围的土体已采用冻结法进行加固，冻土强度较高，冻结帷幕承载能力大，因此根据本发明的技术方案，步骤s2)采用全断面法开挖所述隧道联络通道，以有效的通过冻结帷幕；在采用全断面法开挖所述隧道联络通道期间，开挖步距控制在预定距离内、开挖断面超挖不大于预定长度、开挖中心线偏差不大于预定偏差，优选地，所述预定距离为0.5m；所述预定长度为30mm，所述预定偏差为20mm。

在开挖过程中发现地质情况与设计不符时，应及时通知设计及监理单位，进行现场核实，同时应进行收敛变形监测，以便及时调整支护方式和结构，并且注意冻结管的位置，以防止风动工具打破冻结管；若发生打破冻结管的情况，应及时通知冻结站人员关闭阀门，补焊冻结管。

联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要及时对冻结帷幕进行及时的支护，所以联络通道的初期支护即作为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步，因此根据本发明的技术方案，在开挖后进行土体保温并施作初期支护以保证土帷幕的稳定性，同时在开挖后需要进行土体保温以保持冻土帷幕的有效性。

根据本发明的一种实施方式，优选地，步骤s2)中，所述施作初期支护，包括：架设钢支撑架；在所述钢支撑架和冻土帷幕之间夹设木背板；在所述钢支撑架上挂钢筋网；向所述钢支撑架和所述钢筋网的间隙喷射混凝土。

可以采用i16组合式钢支撑架，i字钢加工成直腿拱形支架和矩形支架，钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的初期支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架排间距与通道的开挖步距相对应为0.50m，相临两排支架间必须用φ22纵向筋相互连接，纵向筋环向间距1m，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。

为了控制支架间冻结帷幕的变形，减少冻结帷幕冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同冻结壁紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木橛子或及时将木背板与地层空隙用沙土等填充，以提高支护效果。

由于受喷面为木质结构，不利喷射物集结，因此在所述钢支撑架上挂钢筋网，另在所述钢支撑支架适当位置焊接若干短钢筋，以控制混凝土喷射厚度。优选地，所述混凝土的强度等级为c25，所述混凝土的配合比为水泥：砂：石：水：外加剂等于1:1.85:1.92:0.45:0.04，其中所述水泥采用p·o42.5水泥。

根据本发明的一种实施方式，步骤s2)中，所述施作初期支护包括：首次喷射预定厚度；在首次喷射砼初凝后进行二次喷射定型。

喷射混凝土厚度应包住所述钢支撑架，保护层厚度不小于35mm，初支厚度为250mm，一次不易成型分两次进行喷射：首次喷射预定厚度；在首次喷射砼初凝后进行二次喷射定型。喷射时应注意风压、水压大小、喷射角度、喷嘴到受喷面的距离；喷射应先下部后上部，与受喷面垂直；喷射物料中应按要求掺加速凝剂，喷射墙体部位所述钢支撑架后的木背板拆除几块，以便喷射物料进入木背板与冻结帷幕之间，便于支护层和通道周边土层接触密实，以防冻土层解冻时，地层变形破坏通道。优选地，首次喷射的预定厚度为150mm。

根据本发明的技术方案，步骤s3)对初期支护表面进行找平，对外露的钢筋接头进行切除或磨平，找平后的基面应平整、无尖锐突出物，优选地，平整度不大于1/6，之后进行防水层施工，以防冻土层解冻时，解冻水进入隧道内影响隧道的安全。

根据本发明的一种实施方式，优选地，步骤s3)中，进行防水层施工包括：设置梅花型衬垫；采用无钉铺设防水层，以保证防水效果。使用eva防水板厚度为1.5mm，衬垫为梅花型布置，间距为拱顶0.7×0.7m，边墙1.0×1.0m，底部1.5×1.5m，局部凹凸较大时，应在凹处进行加密布置，不允许在防水板上钉明钉；防水板的接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接；防水板接缝处搭接长度为100mm，焊缝宽度为10mm。

根据本发明的技术方案，步骤s4)施作二次衬砌，进一步加强对所述隧道联络通道的支撑，完成所述隧道联络通道的施工。

本发明提供的基于冻结法的隧道联络通道施工方法，对待挖掘隧道联络通道口四周的隧道壁管片之间的拼装缝进行焊接，采用满焊的方式进行焊接，以提高隧道壁管片的整体性；使用手拉葫芦和千斤顶对待挖掘隧道联络通道口的隧道壁管片进行拆除，操作简单灵活；采用全断面法开挖所述隧道联络通道，以有效的通过冻结帷幕；在开挖后施作初期支护以保证土帷幕的稳定性，同时在开挖后需要进行土体保温以保持冻土帷幕的有效性；对初期支护表面进行找平，对外露的钢筋接头进行切除或磨平，之后进行防水层施工，以防冻土层解冻时，解冻水进入隧道内影响隧道的安全；施作二次衬砌，进一步加强对所述隧道联络通道的支撑，完成所述隧道联络通道的施工，得到符合设计要求的隧道联络通道。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。