隧道下穿国道段开挖支护施工工艺的制作方法

本发明属于隧道施工，具体涉及隧道下穿国道段开挖支护施工工艺。

背景技术：

1、山区隧道施工过程中，经常会遇到下穿国省道情况，通常隧道下穿国省道施工的流程主要是采用大型机械设备对出洞口和入洞门开挖施工，钻孔爆破，掘进开挖，支护加固，装饰施工，二次衬砌施工，但是当遇到下穿临山临河国道，隧道的出口端地形较为陡峭且出洞口临河，并且隧道出洞口贯通前无施工平台，大型机械设备及材料无法运达，此时通常就会采用中导洞方法来进行施工代替了传统使用大型机械设备施工的方法，而中导洞施工时常常又会用到台阶法，台阶法通常是采用的上下台阶的高度比为1.5:1，并且台阶法施工需要多步开挖、多次爆破，在作业中上部台阶的钻眼作业和下部台阶的出碴，可以平行进行，不仅可以适应稳定性较差的岩层环境，还可以降低人工作业强度，提高工作效率。

2、但是，在施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏，如此，在每步开挖的过程中，隧道周边不断发生变形，并最终凸显，可能会给工程的进行造成危害，严重的还会对下穿国道段的国道产生破坏，对此提出隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，通过对每步开挖的隧道以划定区域的方法喷涂混凝土，并且确保混凝土凝固之后再进行下一步开挖，不会影响到已经喷涂的混凝土，以此使得隧道和混凝土成为一个整面，避免施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏从而导致隧道周边发生变形。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，解决了施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏，使得隧道周边不断发生变形，并最终凸显，可能会给工程的进行造成危害，严重的还会对下穿国道段的国道产生破坏的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，包括如下步骤：

3、s1：按步距长度为l对隧道步进开挖；

4、s2：开挖第一个长度l区域之后，以未开挖的隧道面为起点向第一个长度l区域选取h距离为混凝土防破坏区，划定l减去h的距离为第一个混凝土喷涂区；

5、s3：待混凝土凝固之后对已经喷涂混凝土的隧道内壁加支护；

6、s4：继续开挖第二个长度l区域，以未开挖的隧道面为起点向第二个长度l区域选取h距离为混凝土防破坏区，划定l减去h的距离为第二个混凝土喷涂区，然后对前一个混凝土防破坏区和第二个混凝土喷涂区喷涂混凝土，待混凝土凝固再加支护之后，继续开挖第三个长度l区域，以此类推。

7、作为本发明进一步的方案，所述步骤s2中混凝土喷涂区喷涂混凝土时，需要先对已经开挖的隧道内壁清理，保证隧道内壁平整。

8、作为本发明进一步的方案，所述步骤s3中通过保温设备对混凝土加热，加快混凝土凝固速率。

9、作为本发明进一步的方案，所述步骤s2中采用机械喷涂装置对隧道的侧壁均匀喷涂，所述机械喷涂装置包括车体、设置在车体上的导轨、滑动设置在导轨上的往返喷涂组件和步进推进组件，所述往返喷涂组件沿着导轨往返滑动，所述步进推进组件驱动导轨步进前进。

10、作为本发明进一步的方案，所述往返喷涂组件包括转动部、滑动设置在转动部上的齿条、与齿条相啮合的齿轮和设置在齿轮上的喷涂杆，所述喷涂杆由齿轮驱动，所述喷涂杆外接混凝土存储箱，所述转动部和齿轮均轴接在外接车体上。

11、作为本发明进一步的方案，所述步进推进组件包括用于驱动车体运动的驱动部、曲柄摇杆部、旋转部和锁紧部，所述旋转部由曲柄摇杆部的曲柄驱动，所述曲柄摇杆部的摇杆设置在转动部上，所述旋转部驱动锁紧部与驱动部步进限位，且驱动部由旋转部驱动，所述驱动部和车体的车轮传动连接。

12、作为本发明进一步的方案，所述旋转部包括旋转轮、设置在旋转轮外侧的固定杆和拨杆，所述拨杆设置在固定杆一侧的旋转轮上，所述驱动部通过拨杆驱动。

13、作为本发明进一步的方案，所述锁紧部包括限位杆、设置在限位杆侧壁的限位齿块和固定块，所述限位杆铰接在车体上，所述限位齿块和驱动部啮合限位，所述固定杆通过与固定块滑动贴合驱动限位杆运动。

14、作为本发明进一步的方案，所述固定块与固定杆滑动贴合的部分为第一弧形结构，所述固定杆头部为第二弧形结构，所述第一弧形结构和第二弧形结构相配合。

15、本发明的有益效果为：

16、通过开挖第一个长度l区域之后，以未开挖的隧道面为起点向第一个长度l区域选取h距离为混凝土防破坏区，划定l减去h的距离为第一个混凝土喷涂区，待混凝土凝固之后对已经喷涂混凝土的隧道内壁加支护，使得隧道和混凝土成为一体，以此避免了施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏，导致在每步开挖的过程中，隧道周边不断发生变形的问题。

技术特征：

1.隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述步骤s2中混凝土喷涂区喷涂混凝土时，需要先对已经开挖的隧道内壁清理，保证隧道内壁平整。

3.根据权利要求1所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述步骤s3中通过保温设备对混凝土加热，加快混凝土凝固速率。

4.根据权利要求2所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述步骤s2中采用机械喷涂装置对隧道的侧壁均匀喷涂，所述机械喷涂装置包括车体、设置在车体上的导轨、滑动设置在导轨上的往返喷涂组件和步进推进组件，所述往返喷涂组件沿着导轨往返滑动，所述步进推进组件驱动导轨步进前进。

5.根据权利要求4所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述往返喷涂组件包括转动部、滑动设置在转动部上的齿条、与齿条相啮合的齿轮和设置在齿轮上的喷涂杆，所述喷涂杆由齿轮驱动，所述喷涂杆外接混凝土存储箱，所述转动部和齿轮均轴接在外接车体上。

6.根据权利要求4所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述步进推进组件包括用于驱动车体运动的驱动部、曲柄摇杆部、旋转部和锁紧部，所述旋转部由曲柄摇杆部的曲柄驱动，所述曲柄摇杆部的摇杆设置在转动部上，所述旋转部驱动锁紧部与驱动部步进限位，且驱动部由旋转部驱动，所述驱动部和车体的车轮传动连接。

7.根据权利要求6所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述旋转部包括旋转轮、设置在旋转轮外侧的固定杆和拨杆，所述拨杆设置在固定杆一侧的旋转轮上，所述驱动部通过拨杆驱动。

8.根据权利要求7所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述锁紧部包括限位杆、设置在限位杆侧壁的限位齿块和固定块，所述限位杆铰接在车体上，所述限位齿块和驱动部啮合限位，所述固定杆通过与固定块滑动贴合驱动限位杆运动。

9.根据权利要求8所述的隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，其特征在于，所述固定块与固定杆滑动贴合的部分为第一弧形结构，所述固定杆头部为第二弧形结构，所述第一弧形结构和第二弧形结构相配合。

技术总结
本发明涉及隧道下穿国道段开挖支护施工工艺，属于隧道施工技术领域，按步距长度为L对隧道步进开挖，开挖第一个长度L区域之后，以未开挖的隧道面为起点向第一个长度L区域选取H距离为混凝土防破坏区，划定L减去H的距离为第一个混凝土喷涂区，待混凝土凝固之后对已经喷涂混凝土的隧道内壁加支护，继续开挖第二个长度L区域，以未开挖的隧道面为起点向第二个长度L区域选取H距离为混凝土防破坏区，划定L减去H的距离为第二个混凝土喷涂区，待混凝土完全凝固之后，继续步进开挖，通过对混凝土喷涂过程的处理，以此避免了施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏，导致在每步开挖的过程中，隧道周边不断发生变形的问题。

技术研发人员：钟招炬,谭艳臣,黄超,邓自立,罗含友,林伟哲,李雄威,彭传宇,温月亮,罗康辉,吕锋,薛智,杨攀峰,钟泽锋,王皓
受保护的技术使用者：保利长大工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15