CN108533295B - 一种自然导洞挑顶法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隧道挑顶施工领域，更具体而言，涉及一种自然导洞挑顶法，在导洞挑顶施工中完全取消门架，采用横洞最后一榀拱架加强作为正洞交叉段拱架的支撑点，与门架导洞法施工的隧道比较，支撑横梁部位更为圆顺，减小局部的人为超挖，确保了隧道挑顶段施工的进度、质量和安全。

Description

一种自然导洞挑顶法
技术领域
本发明涉及隧道挑顶施工领域，更具体而言，涉及一种自然导洞挑顶法。
背景技术
随着我国铁路建设的高速发展，长大隧道不断涌现。为保证施工进度，会设置适当的辅助坑道用以增加施工工作面，加快施工进度，改善施工条件。在辅助坑道进入正洞的施工中，由于交叉口段结构复杂，结构受力转化频繁，因此掌握挑顶施工技术在隧道施工中有非常重要的意义。隧道挑顶普遍采用的以门架横梁作为正洞拱架支撑点的施工技术，采用这种施工技术易因人为原因造成门架上方局部三角形超挖带过大，与门架连接的正洞拱架采用直线型，不利于结构受力稳定。
如专利CN201520661628.6公开了一种隧道交叉口挑顶钢架支护的技术方案，该专利采用门架挑顶法，以“人”字型门架为正洞交叉段拱架为支撑点，该方法受辅助坑道顶和正洞顶高差的条件约束，高度差必须小于2.2m，否则挑顶过程中，施工作业人员操作难度增加，安全风险也增加。如果该钢架支护也对应地调整相对高差至2.2m左右，则“人”字型开口过大，外插支腿施工难度会大大增加，调整相对高度差会大大降低该支架的稳定性。该挑顶支护还利用正洞下台阶的内向倾角形成内插支腿，但失去挑顶时天然的工作平台，会大大增加挑顶难度。在挑顶过程中，应尽量减少对支腿这一区域的围岩的扰动，待挑顶完成上正洞中导部分，才宜开挖，否则极易失稳坍塌。
发明内容
为了克服现有技术中门架导洞法所存在受力不稳定等不足，本发明提供一种自然导洞挑顶法，取消门架辅助措施，减小局部的人为超挖，减少对围岩的扰动，确保挑顶开挖的安全。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种自然导洞挑顶法，包括以下步骤：
S1、横洞最后一榀拱架焊接支座钢板作为预留接板；
S2、沿隧道小里程方向，将拱架与横洞预留接板对应连接，拆除横洞竖向临时支撑，完成交叉段正洞上导初期支护；
S3、沿隧道大里程方向掘进5m，一次一榀进行正洞上导和交叉段中导施工；
S4、沿隧道小里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞上导初期支护；
S5、沿隧道大里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞中导和交叉段下导初期支护；
S6、沿隧道小里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞中导初期支护；
S7、完成交叉段下导初期支护，使交叉段初期支护尽早成环；
S8、完成交叉段仰拱钢筋绑扎，混凝土浇注，使整个交叉段趋于稳定，挑顶完成。
所述S1中预留接板架高度为10cm，预留接板垂直于水平线布置，布置间距为0.8m。
所述横洞最后一榀拱架、正洞拱架和预留接板均采用I18工字钢。
所述拱架每榀间间距为0.8m。
所述S2中钢拱架与预留接板焊接连接。
所述S2中拱架一侧与横洞口预留接板焊接，另一侧用锁脚锚杆固定。
所述S2中临时支撑拆除为边施工边拆除。
所述预留接板标高各不相同，故需对每榀交叉短正洞上导拱架进行分别设计，所述拱架的加工方法为：
S1、绘制正洞及横洞最后一榀拱架正面图，作正洞边墙垂直切线，以每个预留接板顶面作水平线，相交于该切线，该交点与圆心O1拱架的接板端即为需要设计的三心圆第二段弧的弦长L线；
S2、作弦长L的中垂线，相交于圆心O1半径的延长线，取r1加O1 O2之间的长度为半径r2长度 ；
S3、以O2为圆心，以r2为半径作圆，作顺接的钢拱架弧度；
S4、采用I18工字钢加工成拱架。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明一种自然导洞挑顶法，完全取消门架，采用横洞最后一榀拱架加强作为正洞交叉段拱架的支撑点，与门架导洞法施工的隧道比较，支撑横梁部位更为圆顺，减小局部的人为超挖，确保了隧道挑顶段施工的进度、质量和安全。
附图说明
图1为本发明自然导洞挑顶整体结构示意图；
图2为拱架加工作弦长L线示意图；
图3为拱架加工作圆心O2示意图；
图4为拱架加工作交叉段拱架弧形示意图；
图5为横洞最后一榀与拱架弧线连接示意图。
图中：1为正洞、2为圆心O1拱架的接端、3为横洞最后一榀拱架、4为预留接板、5为正洞边墙垂直切线、6为预留接板顶面水平线、7为L线、8为L的中垂线。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
一种自然导洞挑顶法，包括以下步骤：
S1、横洞最后一榀拱架3焊接支座钢板作为预留接板，预留接板4高度为10cm，垂直于水平线布置，布置间距为0.8m；
S2、沿隧道小里程方向，将拱架一侧与横洞预留接板对应焊接连接，另一侧用锁脚锚杆固定，所述拱架每榀间间距为0.8m，边施工边拆除横洞竖向临时支撑，完成交叉段正洞上导初期支护；
S3、沿隧道大里程方向掘进5m，一次一榀进行正洞上导和交叉段中导施工；
S4、沿隧道小里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞上导初期支护；
S5、沿隧道大里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞中导和交叉段下导初期支护；
S6、沿隧道小里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞中导初期支护；
S7、完成交叉段下导初期支护，使交叉段初期支护尽早成环；
S8、完成交叉段仰拱钢筋绑扎，混凝土浇注，使整个交叉段趋于稳定，挑顶完成。
在本实施例中，横洞最后一榀拱架、正洞拱架和预留接板均采用I18工字钢。
正洞上导拱架为三心圆，挑顶段拱架原来的圆心O1的弧长部分不动，圆心O2的部分重新设计，自然顺接至横洞预留接板。预留接板标高各不相同，故需对每榀交叉短正洞上导拱架进行分别设计，所述拱架的加工方法为：
S1、如图2所示，绘制正洞1及横洞最后一榀拱架2正面图，作正洞边墙垂直切线5，以每个预留接板顶面作水平线6，相交于该切线，该交点与圆心O1拱架的接板端2即为需要设计的三心圆第二段弧的弦长L线7；
S2、如图3所示，作弦长L的中垂线8，相交于圆心O1半径的延长线，取r1加O1 O2之间的长度为半径r2长度；
S3、如图4和图5所示，以O2为圆心，以r2为半径作圆，作顺接的钢拱架弧度；
S4、采用I18工字钢加工成拱架。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自然导洞挑顶法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、横洞最后一榀横洞拱架焊接支座钢板作为预留接板；
S2、沿隧道小里程方向，将正洞拱架与横洞预留接板对应连接，拆除横洞竖向临时支撑，完成交叉段正洞上导初期支护；
S3、沿隧道大里程方向掘进5m，一次一榀进行正洞上导和交叉段中导施工；
S4、沿隧道小里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞上导初期支护；
S5、沿隧道大里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞中导和交叉段下导初期支护；
S6、沿隧道小里程方向掘进5m，一次一榀完成正洞中导初期支护；
S7、完成交叉段下导初期支护；
S8、完成交叉段仰拱钢筋绑扎，混凝土浇注，挑顶完成。
2.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于：所述S1中预留接板高度为10cm，预留接板垂直于水平线布置，布置间距为0.8m。
3.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于：所述横洞最后一榀横洞拱架、正洞拱架和预留接板均采用I18工字钢。
4.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于：所述正洞拱架与横洞拱架每榀间间距为0.8m。
5.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于：所述S2中正洞拱架与预留接板焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于：所述S2中正洞拱架一侧与横洞预留接板连接，另一侧用锁脚锚杆固定。
7.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于：所述S2中临时支撑拆除为边施工边拆除。
8.根据权利要求1所述的一种自然导洞挑顶法，其特征在于，所述正洞拱架的加工方法为：
S1、绘制正洞及横洞最后一榀拱架正面图，作正洞边墙垂直切线，以每个预留接板顶面作水平线，相交于该切线，该交点与圆心O1拱架的接板端即为需要设计的三心圆第二段弧的弦长L线；
S2、作弦长L的中垂线，相交于圆心O1半径的延长线，取r1加O1 O2之间的长度为半径r2长度；
S3、以O2为圆心，以r2为半径作圆，作顺接的钢拱架弧度；
S4、采用I18工字钢加工成拱架；
上述中，圆心O1拱架为原设计尺寸的正洞拱架；r1为原设计尺寸的正洞拱架圆弧半径，O1为原设计尺寸的正洞拱架圆弧圆心，O2为重新构造的三心圆圆心。
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