一种隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法与流程

本发明属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法。

背景技术：

在中国国内铁路隧道工程建设中，针对不同的隧道围岩情况有着不同的开挖施工方法，其中台阶法开挖在围岩破碎的地质情况下是优先选择的施工方法。针对目前仰拱初支滞后下台阶初支的下台阶施工完成后未及时施工初支仰拱，仰拱和下台阶封闭成环距离掌子面较远的传统台阶法施工这一现状，在中条山隧道率先开展仰拱与下台阶一次开挖支护的施工方法，以“新奥法”为施工理念，开挖完成后及时封闭成环，最大限度地减少围岩暴露时间，有效地控制围岩变形，同时减少工序施工的相互干扰，加快施工进度。而按照传统的初支仰拱拱架和下台阶的连接方式，存在下台阶拱脚处开挖困难，难以按照设计轮廓线开挖成型，超挖严重；封闭成环后，拱脚处已不是受力主要部位，受力主要集中在连接处的螺栓上，易造成断裂；且连接处以下的拱架和脚板冗余，易造成喷浆不密实。

如中国专利申请号为：201410694187.x公开了一种隧道钢拱架安装方法，包括步骤，作业台架的设置，将起升台架以及移动轨道安装至开挖台车上；安装起吊小车；钢拱架起吊，利用起吊小车将钢拱架构件吊至作业台架上；钢拱架连接，在作业台架上连接钢拱架；钢拱架安装，利用起升台架，进行钢拱架安装。具有增加隧道钢拱架安装速度、减少工人人工浪费、安全、可靠的特点，且降低了隧道钢拱架安装实际成本。但是没有提出一种隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法。

又如中国专利申请号为：201811398170.4公开了一种隧道拱架快速安装的施工方法，包括：根据隧道需要的拱架跨度将拱架分为至少两段，其中一段为主拱架段，其余段为辅拱架段，其中主拱架段为多节拱架段在隧道外拼接而成；在隧道外将多榀主拱架段在台架上拼装好，同时将横筋和网片焊在多榀主拱架段上，使多榀主拱架段形成一体结构；利用吊装机构将多榀主拱架段吊到主臂的多拱装夹托盘上；拱架机带着多榀主拱架段开进隧道，并到达隧道掌子面；拱架机主臂架将多榀主拱架段一次举伸到安装位置，操作手站在地面上或用左、右副臂架将其余拱架段与多榀主拱架段拼装成一体，即可。该发明提供的施工工艺能显著提高施工效率，且节省人工。但是同样没有提出一种隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供了一种隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法。

本发明的技术方案是：

所述的隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法，包括：

步骤1、测量隧道截面并运输拱架；

步骤2、切割角钢并运输连接角钢；

步骤3、利用连接角钢固定拱架；

步骤4、检查拱架安装。

进一步的，步骤1、测量隧道截面并运输拱架包括：

步骤11、清除隧道内杂物、泥土块并利用高压水枪清洗隧道内壁，利用机械手初喷4cm厚混凝土，封闭隧道内壁的岩面，利用红外线激光全站仪对隧道截面进行测量，然后确定上台阶拱架、下台阶拱架和初支仰拱拱架的预定位置，红外线全站仪距离隧道口的距离为5m；

步骤12、根据测量隧道截面形状加工成型相应的上台阶拱架、下台阶拱架和初支仰拱拱架，利用运输工具将上台阶拱架、下台阶拱架和初支仰拱拱架运输至隧道内的等间距预定位置。

进一步的，步骤2、所述切割角钢并运输连接角钢包括：

步骤21、利用等离子切割机切割规格为125*80*10mm的不等边角钢，切割成多个长度相同的连接角钢，使用冲剪机对连接角钢上进行打螺栓孔，孔径为24mm，每个连接角钢的一短边上打有2个螺栓孔，另外一长边上焊接有两个长度相等的钢架主筋；

步骤22、利用运输工具将4个连接角钢放至隧道内每个预定位置上。

进一步的，步骤3、利用连接角钢固定拱架包括：

步骤31、根据预先测设的位置，沿拱架外侧铺设钢筋网片，单层布设，钢筋网片搭接不少于1个网格，钢筋网片间点焊连接；

步骤32、按照先安装上台阶拱架、下台阶拱架以及初支仰拱拱架安装顺序，先提供拱架台车将上台阶拱架安装在隧道内壁，上台阶拱架抵贴洞口界面，上台阶拱架在拱脚位置顺地面打入楔块，楔紧上台阶拱架，下台阶拱架与初支仰拱拱架同时进行安装，并与上台阶拱架封闭成环；

步骤33、将两个下台阶拱架提升并调整至预定高度，将下台阶拱架的上端与上台阶拱架连接，将初支仰拱拱架放置于与上台阶拱架相对位置处，初支仰拱拱架的两端与下台阶拱架的两端相接触，人工利用螺栓通过螺栓孔将每2个连接角钢固定在初支仰拱拱架与下台阶拱架的连接处。

进一步的，步骤4、检查拱架安装包括：

步骤41、拱架安装施工过程中和安装完成后，对上台阶拱架、下台阶拱架以及初支仰拱拱架的预定位置进行复核测量，调整并控制上台阶拱架、下台阶拱架以及初支仰拱拱架的预定位置；

步骤42、采用湿喷机械手对拱架喷射混凝土。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法解决了隧道仰拱开挖成型难以控制，超挖严重，避免受力集中和连接处喷浆不密实等问题，改进了隧道初支仰拱和下台阶的连接方式。

2、本发明所述隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法将连接位置由下台阶侧面改进到下台阶底部，开挖轮廓变成圆弧形，有利于超欠挖控制；受力均匀分布在拱架上，避免应力集中造成连接处断裂；减少连接处冗余的拱架和脚板，既节约了成本，又有利于喷浆密实度控制。

附图说明

图1为本发明隧道初支拱架示意图；

图2为本发明隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接示意图；

图3为本发明隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接接头透视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，所述隧道初支仰拱拱架与下台阶拱架连接方法，包括：

步骤1、测量隧道截面并运输拱架；

步骤11、清除隧道内杂物、泥土块并利用高压水枪清洗隧道内壁，利用机械手初喷4cm厚混凝土，封闭隧道内壁的岩面，利用红外线激光全站仪对隧道截面进行测量，然后确定上台阶拱架、下台阶拱架和初支仰拱拱架的预定位置，红外线全站仪距离隧道口的距离为5m；

步骤12、根据测量隧道截面形状加工成型相应的上台阶拱架、下台阶拱架和初支仰拱拱架，利用运输工具将上台阶拱架、下台阶拱架和初支仰拱拱架运输至隧道内的等间距预定位置。

步骤2、切割角钢并运输连接角钢；

步骤21、利用等离子切割机切割规格为125*80*10mm的不等边角钢，切割成多个长度相同的连接角钢，使用冲剪机对连接角钢上进行打螺栓孔，孔径为24mm，每个连接角钢的一短边上打有2个螺栓孔，另外一长边上焊接有两个长度相等的钢架主筋；

步骤22、利用运输工具将4个连接角钢放至隧道内每个预定位置上。

步骤3、利用连接角钢固定拱架；

步骤31、根据预先测设的位置，沿拱架外侧铺设钢筋网片，单层布设，钢筋网片搭接不少于1个网格，钢筋网片间点焊连接；

步骤32、按照先安装上台阶拱架、下台阶拱架以及初支仰拱拱架安装顺序，先提供拱架台车将上台阶拱架安装在隧道内壁，上台阶拱架抵贴洞口界面，上台阶拱架在拱脚位置顺地面打入楔块，楔紧上台阶拱架，下台阶拱架与初支仰拱拱架同时进行安装，并与上台阶拱架封闭成环；

步骤33、将两个下台阶拱架提升并调整至预定高度，将下台阶拱架的上端与上台阶拱架连接，将初支仰拱拱架放置于与上台阶拱架相对位置处，初支仰拱拱架的两端与下台阶拱架的两端相接触，人工利用螺栓通过螺栓孔将每2个连接角钢固定在初支仰拱拱架与下台阶拱架的连接处。

步骤4、检查拱架安装。

步骤41、拱架安装施工过程中和安装完成后，对上台阶拱架、下台阶拱架以及初支仰拱拱架的预定位置进行复核测量，调整并控制上台阶拱架、下台阶拱架以及初支仰拱拱架的预定位置；

步骤42、采用湿喷机械手对拱架喷射混凝土。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。