CN104929649A - 隧道横洞进主洞挑顶工法及挑顶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道横洞进主洞挑顶工法，包括步骤a：横洞施工到与规在主洞的上台阶利用小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，在所述横洞洞顶与主洞交汇处架设横梁；b：对小导洞部分的主洞进行初期支护；步骤c：拆除主洞大里程方向的小导洞临时支护的竖直支护，向主洞的大里程方向对主洞的上台阶扩挖；步骤d：拆除主洞小里程方向的小导洞临时支护的竖直支护，采用台阶法向主洞的小里程方向对主洞的上台阶扩挖。本发明还公开了一种隧道横洞进主洞挑顶结构，所述挑顶结构的小导洞洞顶与主洞洞顶结构一致；横洞洞顶与主洞交汇处架设横梁；小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方。本发明挑顶开挖面积小，施工风险低。
Description
技术领域
本发明涉及隧道的施工领域，具体地说是一种隧道横洞进主洞挑顶工法及挑顶结构。
背景技术
隧道现行横洞进主洞挑顶方式多采用如图1的挑顶方式，挑顶轮廓大于主洞，挑顶距离较长，范围较大，经济代价和施工效率均较慢，并且主洞与挑高轮廓的拱架连接非常繁琐，且挑顶完毕后主洞施工时需要破除挑顶的钢架并进行换撑，尤其对于围岩条件差的情况风险性较高。另外，现行横洞进主洞挑顶方式多以横洞全断面向主洞挑顶的方式，比较适用于单车道横洞进两车道主洞。但对于双车道横洞进三车道主洞，由于横洞与主洞开挖断面尺寸均较大，如果再加上围岩条件比较差风险性更高。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种施工风险低，挑顶工法简单，施工效率高且节约成本的隧道横洞进主洞挑顶工法及挑顶结构。本发明主要在主洞的上台阶采用宽度小于横洞的小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，减小开挖面积；小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方，开挖主洞后小导洞临时支护可作为永久支护保护围岩，提高施工安全性。本发明采用的技术手段如下：
一种隧道横洞进主洞挑顶工法，适合横洞与主洞开挖断面尺寸均较大，横洞进主洞的挑顶工法，其特征在于，具有如下步骤：
步骤a：横洞施工到与规划的主洞洞顶的交汇位置，在主洞的上台阶利用小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，所述小导洞的宽度小于所述横洞的宽度，并对所述小导洞进行临时支护；在所述横洞洞顶与主洞交汇处架设横梁，以给主洞初期支护的拱形钢架提供落脚平台；所述横梁与主洞的中心线平行；
步骤b：对小导洞部分的主洞进行初期支护，小导洞部分的主洞初期支护位于小导洞临时支护的下方；
步骤c：拆除主洞大里程方向的小导洞临时支护的竖直支护，采用台阶法向主洞的大里程方向对主洞的上台阶扩挖；
步骤d：拆除主洞小里程方向的小导洞临时支护的竖直支护，采用台阶法向主洞的小里程方向对主洞的上台阶扩挖。
在主洞的上台阶沿主洞上拱面向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，相对于现有的挑顶方法，开挖面积小。小导洞部分的小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方，对主洞进行施工时，只需将小导洞临时支护的竖直支护拆除，其他部分作为永久支护保护围岩，增加施工的安全性，且节约了施工成本和施工时间。
进一步地，所述步骤c和步骤d中，位于所述横梁左侧主洞的上台阶先不挖；向大里程或小里程每扩挖2m补接一段横梁，以满足为主洞初期支护的拱形钢架提供落脚平台需要；主洞扩挖超过横洞的宽度后，补接的横梁与主洞初期支护的拱形钢架搭接三榀。
进一步地，所述横梁由两根通过钢筋抱箍固定在一起的I25a工字钢构成；所述钢筋抱箍的间距为1m；所述横梁的下方设置有支撑其的竖向支撑梁，所述横梁与所述竖向支撑梁通过锁脚锚杆固定，所述锁脚锚杆每1m设一组。
进步一地，所述步骤c向主洞大里程方向扩挖6m，然后根据所述步骤d向主洞小里程方向扩挖6m。形成主洞施工的工作空间。
进一步地，还包括步骤e：步骤d完成后，开挖所述横梁左侧主洞的上台阶。横梁右侧的主洞做好初期支护后再挖横梁左侧的主洞，有助于提供施工的安全性，
进一步地，还包括步骤f：步骤e完成后，开挖主洞的下台阶。
更进一步地，所述小导洞临时支护具有门形钢架，所述门形钢架采用I20b工字钢，且竖向工字钢与横向工字钢采用钢垫板连接；所述门形钢架之间的距离为0.6m，门形钢架之间通过双层钢筋网连接，所述钢筋网直径为6.5mm；对门形钢架喷射C25混凝土，其中混凝土厚度为260mm。
竖向工字钢与横向工字钢采用钢垫板连接，便于向主洞大里程方向和主洞小里程方向施工时对竖向工字钢的拆除。
本发明同时公开了一种隧道横洞进主洞挑顶结构，适合横洞与主洞开挖断面尺寸均较大，其特征在于，在主洞的上台阶采用小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，所述挑顶结构的小导洞洞顶与主洞洞顶结构一致；所述小导洞的宽度小于所述横洞的宽度；所述横洞洞顶与主洞交汇处架设横梁，所述横梁与主洞的中心线平行。
进一步地，对小导洞做好临时支护后，对小导洞部分的主洞做初期支护，小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方。
更进一步地，所述横梁由两根通过钢筋抱箍固定在一起的I25a工字钢构成；所述钢筋抱箍的间距为1m；所述横梁的下方设置有支撑其的竖向支撑梁，所述横梁与所述竖向支撑梁通过锁脚锚杆固定，所述锁脚锚杆每1m设一组；所述横梁长度超出横洞的宽度的部分与所述主洞初期支护的拱形钢架搭接三榀。
本发明显而易见地具有以下优点：
1、本发明尤其适合隧道两车道横洞进主洞的挑顶，在主洞的上台阶利用宽度小于横洞的小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，相对于现有的挑顶方法，开挖面积小，且采用小导洞先行，再向主洞的大里程和小里程方向扩挖，尤其是对于围岩条件不好的隧道施工，大大降低了施工风险。
2、小导洞部分的小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方，对主洞进行施工时，只需将小导洞临时支护的竖直支护拆除，其他部分作为永久支护保护围岩，增加施工的安全性，且节约了施工成本和施工时间。
3、竖向工字钢与横向工字钢采用钢垫板连接，便于向主洞大里程方向和主洞小里程方向施工时对竖向工字钢的拆除。
基于上述理由本发明可在隧道横洞进主洞挑顶施工等领域广泛推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术中挑顶结构示意图；
图2是本发明实施例挑顶结构示意图；
图3是本发明实施例施工顺序图；
图4是本发明实施例横梁及主洞初期支护连接图；
图5是本发明实施例主洞初期支护上视图。
1/1a、横洞，2/2a、主洞，20、主洞的上台阶，21、主洞的下台阶，22、横梁左侧主洞的上台阶，3、横梁，4、小导洞临时支护，40、门形钢架，401、竖向工字钢，402、横向工字钢，5、主洞初期支护，50主洞初期支护的拱形钢架，6、锁脚锚杆，7、钢筋抱箍，8、小导洞，A、主洞洞顶弧线轮廓，9a、现有技术的挑顶部分。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。
图1中示出了现有技术中横洞进主洞时的挑顶结构，挑顶轮廓大于主洞，挑顶距离较长，范围较大，经济代价和施工效率均较慢，并且主洞与挑高轮廓的拱架连接非常繁琐，且挑顶完毕后主洞施工时需要破除挑顶的钢架并进行换撑。
本发明实施例参考图2～图5所示，适合横洞与主洞开挖断面尺寸均较大，横洞进主洞的挑顶工法，具有如下步骤：
步骤a：横洞1施工到与规划的主洞2洞顶的交汇位置，在主洞的上台阶20利用小导洞8沿主洞洞顶弧线轮廓A向主洞2的宽度方向爬坡直接挑顶，所述小导洞8的宽度小于所述横洞1的宽度，并对所述小导洞8进行临时支护；在所述横洞1洞顶与主洞2交汇处架设横梁3，以给主洞初期支护的拱形钢架50提供落脚平台；横梁3与主洞2中心线平行；，尤其对于两车道横洞进三车道主洞的挑顶，采用小导洞先行，再向主洞的小里程和大里程方向扩挖，此方法开挖面积小，大大降低了施工风险。
步骤b：对小导洞部分的主洞2进行初期支护，小导洞部分的主洞初期支护5位于小导洞临时支护4的下方。小导洞部分的小导洞临时支护4位于主洞初期支护5的上方，对主洞2进行施工时，只需将小导洞临时支护4的竖直支护拆除，其他部分作为永久支护保护围岩，增加施工的安全性，且节约了施工成本和施工时间。
步骤c：拆除主洞2大里程方向的小导洞临时支护4的竖直支护，采用台阶法向主洞2的大里程方向对主洞的上台阶20扩挖；
步骤d：拆除主洞2小里程方向的小导洞临时支护4的竖直支护，采用台阶法向主洞2的小里程方向对主洞的上台阶20扩挖。
向主洞2大里程方向扩挖6m，然后根据所述步骤d向主洞2小里程方向扩挖6m，形成主洞施工的工作空间。小导洞临时支护4具有门形钢架40，门形钢架40采用I20b工字钢，且竖向工字钢401与横向工字钢402采用钢垫板连接；门形钢架40之间的距离为0.6m，门形钢架40之间通过双层钢筋网连接，钢筋网直径为6.5mm；对门形钢架40喷射C25混凝土，其中混凝土厚度为260mm。竖向工字钢401与横向工字钢402采用钢垫板连接，便于向主洞大里程方向和主洞小里程方向施工时对竖向工字钢401的拆除。
步骤c和步骤d中，位于横梁左侧主洞的上台阶22先不挖；向大里程或小里程每扩挖2m补接一段横梁3，以满足为主洞初期支护的拱形钢架50提供落脚平台需要；主洞2扩挖超过横洞1的宽度后，补接的横梁3与主洞初期支护的拱形钢架50搭接三榀。
横梁3由两根通过钢筋抱箍7固定在一起的I25a工字钢构成；钢筋抱箍7的间距为1m；横梁3的下方设置有支撑其的竖向支撑梁，横梁3与竖向支撑梁通过锁脚锚杆6固定，锁脚锚杆6每1m设一组。
还包括步骤e：步骤d完成后，开挖所述横梁左侧主洞的上台阶22。横梁右侧的主洞做好初期支护后再挖横梁左侧的主洞，有助于提供施工的安全性，
还包括步骤f：步骤e完成后，开挖主洞的下台阶21。
本发明实施例的隧道横洞进主洞挑顶结构，适合横洞1与主洞2开挖断面尺寸均较大，其特征在于，在主洞的上台阶20采用小导洞8沿主洞洞顶弧线轮廓A向主洞2的宽度方向爬坡直接挑顶，所述挑顶结构的小导洞8洞顶与主洞2的洞顶结构一致；小导洞8的宽度小于横洞1的宽度；横洞1洞顶与主洞2交汇处架设横梁3，横梁3与主洞2的中心线平行。
对小导洞8做好临时支护后，对小导洞部分的主洞做初期支护，小导洞临时支护4位于主洞初期支护5的上方。
横梁3由两根通过钢筋抱箍7固定在一起的I25a工字钢构成；钢筋抱箍7的间距为1m；横梁3的下方设置有支撑其的竖向支撑梁，横梁3与竖向支撑梁通过锁脚锚杆6固定，锁脚锚杆6每1m设一组；横梁3长度超出横洞1的宽度的部分与主洞初期支护的拱形钢架50搭接三榀。
本发明具有以下优点：
1、本发明尤其适合隧道两车道横洞进主洞的挑顶，在主洞的上台阶利用宽度小于横洞的小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，相对于现有的挑顶方法，开挖面积小，且采用小导洞先行，再向主洞的大里程和小里程方向扩挖，尤其是对于围岩条件不好的隧道施工，大大降低了施工风险。
2、小导洞部分的小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方，对主洞进行施工时，只需将小导洞临时支护的竖直支护拆除，其他部分作为永久支护保护围岩，增加施工的安全性，且节约了施工成本和施工时间。
3、竖向工字钢与横向工字钢采用钢垫板连接，便于向主洞大里程方向和主洞小里程方向施工时对竖向工字钢的拆除。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隧道横洞进主洞挑顶工法，适合横洞与主洞开挖断面尺寸均较大，横洞进主洞的挑顶工法，其特征在于，具有如下步骤：
步骤a：横洞施工到与规划的主洞洞顶的交汇位置，在主洞的上台阶利用小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，所述小导洞的宽度小于所述横洞的宽度，并对所述小导洞进行临时支护；在所述横洞洞顶与主洞交汇处架设横梁，以给主洞初期支护的拱形钢架提供落脚平台；所述横梁与主洞的中心线平行；
步骤b：对小导洞部分的主洞进行初期支护，小导洞部分的主洞初期支护位于小导洞临时支护的下方；
步骤c：拆除主洞大里程方向的小导洞临时支护的竖直支护，采用台阶法向主洞的大里程方向对主洞的上台阶扩挖；
步骤d：拆除主洞小里程方向的小导洞临时支护的竖直支护，采用台阶法向主洞的小里程方向对主洞的上台阶扩挖。
2.根据权利要求1所述的挑顶工法，其特征在于，所述步骤c和步骤d中，位于所述横梁左侧主洞的上台阶先不挖；向大里程或小里程每扩挖2m补接一段横梁，以满足为主洞初期支护的拱形钢架提供落脚平台需要；主洞扩挖超过横洞的宽度后，补接的横梁与主洞初期支护的拱形钢架搭接三榀。
3.根据权利要求1或2所述的挑顶工法，其特征在于所述横梁由两根通过钢筋抱箍固定在一起的I25a工字钢构成；所述钢筋抱箍的间距为1m；所述横梁的下方设置有支撑其的竖向支撑梁，所述横梁与所述竖向支撑梁通过锁脚锚杆固定，所述锁脚锚杆每1m设一组。
4.根据权利要求1或2所述的挑顶工法，其特征在于，所述步骤c向主洞大里程方向扩挖6m，并完成初期支护，然后根据所述步骤d向主洞小里程方向扩挖6m，并完成初期支护。
5.根据权利要求2所述的挑顶工法，其特征在于，还包括步骤e：步骤d完成后，开挖所述横梁左侧主洞的上台阶。
6.根据权利要求5所述的挑顶工法，其特征在于还包括步骤f：步骤e完成后，开挖主洞的下台阶。
7.根据权利要求1、2、5或6任一项所述的挑顶工法，其特征在于所述小导洞临时支护具有门形钢架，所述门形钢架采用I20b工字钢，且竖向工字钢与横向工字钢采用钢垫板连接；所述门形钢架之间的距离为0.6m，门形钢架之间通过双层钢筋网连接，所述钢筋网直径为6.5mm；对门形钢架喷射C25混凝土，其中混凝土厚度为260mm。
8.一种隧道横洞进主洞挑顶结构，适合横洞与主洞开挖断面尺寸均较大，其特征在于，在主洞的上台阶采用小导洞沿主洞洞顶弧线轮廓向主洞的宽度方向爬坡直接挑顶，所述挑顶结构的小导洞洞顶与主洞洞顶结构一致；所述小导洞的宽度小于所述横洞的宽度；所述横洞洞顶与主洞交汇处架设横梁，所述横梁与主洞的中心线平行。
9.根据权利要求8所述的挑顶结构，其特征在于，对小导洞做好临时支护后，对小导洞部分的主洞做初期支护，小导洞临时支护位于主洞初期支护的上方。
10.根据权利要求8或9所述的挑顶结构，其特征在于，所述横梁由两根通过钢筋抱箍固定在一起的I25a工字钢构成；所述钢筋抱箍的间距为1m；所述横梁的下方设置有支撑其的竖向支撑梁，所述横梁与所述竖向支撑梁通过锁脚锚杆固定，所述锁脚锚杆每1m设一组；所述横梁长度超出横洞的宽度的部分与所述主洞初期支护的拱形钢架搭接三榀。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150923 |