CN109594993A - 一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法 - Google Patents

一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法 Download PDF

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冷希乔
李玉文
祁鹏
涂鹏
林志
邓刚
陶双江
张睿
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/01—Methods or apparatus for enlarging or restoring the cross-section of tunnels, e.g. by restoring the floor to its original level
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling

Abstract

本发明公开了一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，属于隧道施工领域，本发明包括以下步骤：在既有隧道内架设移动式防护架，分块切除既有隧道内的衬砌结构，扩挖既有隧道，对扩建区域施做初期支护，修建扩建区域的二次衬砌，对扩建区域的底侧进行仰拱扩挖，将移动式防护架移动到既有隧道的下一个待扩建区域，重复上述施工操作，直至完成整条隧道扩建区域的扩建与衬砌，拆除移动式防护架，恢复隧道通车，本发明既能不影响隧道内正常的交通运营、保护运行车辆的安全，又能确保施工进度、提高了施工效率，有效的降低工程造价，全面提升山岭隧道的施工便捷性、运营安全性和运营品质。

Description

一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种不中断交通情况下的隧道扩建 施工方法。
背景技术
随着我国经济持续快速发展，我国的交通运营量急剧增长，许多建设年 代久远的山岭隧道受限于当时的施工技术水平及设计标准，通常采用断面较 小的双车道形式，很难进行扩容施工，因此通行运营能力难以满足现代日益 增长的交通需求，不仅影响了我国国民的出行，也为交通运营管理工作提出 了严峻挑战，从而影响了我国社会经济的快速发展。在一些交通量大的经济 发达地区，这些问题日益突出。
现有的解决措施：一是交通运营管理部门对该路段进行封闭，采用中断 交通并进行隧道扩挖施工的处理措施，影响国民的出行、增加周围线路的负 担，进而阻碍地区经济的发展。二是新建一条复线工程，新建线路需要重新 进行规划，需重新对隧址的工程地质和水文地质进行勘察；新建工程需要重 新进行投资且费用昂贵。因此，亟需开发一种新型的不中断交通扩容隧道的 装配式衬砌结构及施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，以 解决现有隧道拓宽时中断现有交通且成本较高的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，依次包括以下步骤：
(S1)：在既有隧道内架设移动式防护架，将既有隧道的通道与将要进 行扩宽的扩建区域分离；
(S2)：采用风镐或者切割机对既有隧道的衬砌进行连续切割，分块切 除既有隧道内的衬砌结构；
(S3)：采用矿山法在扩建区域依次开挖导洞并扩挖既有隧道，扩建区 域的扩宽长度始终在移动式防护架的长度内进行；
(S4)：扩挖完成后对扩建区域施做初期支护，沿扩建区域的内侧面形 成初期支护层；
(S5)：初期支护结构施工完毕后，采用装配式衬砌修建扩建区域的二 次衬砌，将若干在工厂或现场预制的构件运入坑道内并用机械拼装，装配完 成后，二次衬砌即可承受围岩压力；
(S6)：对扩建区域的底侧进行仰拱扩挖，然后进行初衬仰拱支护结构 修建以及二衬仰拱施工；
(S7)：将移动式防护架移动到既有隧道的下一个待扩建区域；
(S8)：重复进行步骤(S1)至步骤(S7)的施工操作，直至完成整条 隧道扩建区域的扩建与衬砌；
(S9)拆除移动式防护架，恢复隧道通车。
本发明采用移动式防护架隔离出交通通道和施工预留空间，可以在不影 响现有交通运行的情况下下进行隧道的扩建。在步骤(S4)中采用矿山法依 次扩挖既有隧道并施做初期支护，有效地制止岩层变形的发展，并控制应力 降低区的伸展而减轻支护的承载，保护原有了岩体强度，增强了岩层的稳定 性，防止扩建区域滑塌，确保施工人员和行车的安全。在步骤(S5)中采用 装配式衬砌，不需要隧道养护时间即可承受围岩压力，缩短了工期；其中的 大量构件可以在工厂成批生产，并且能够在隧道内进行机械化拼装，在拼装 时不需要临时支护。
作为优选，步骤(S5)中所述的装配式衬砌中的装配式接头采用圆形接 头，圆形接头上涂覆有聚合物水泥基防水涂料。
本发明中通过圆形接头使装配式衬砌安装技术简单且误差要求低，同时 涂覆在圆形接头上的聚合物水泥基防水涂料可有效的防止隧道内的渗漏水。
作为优选，步骤(S1)中所述的移动式防护架为钢材加工成型的预制件， 所述预制件包括钢立柱和钢护板。
本发明中移动式防护架采用预制件拼装提高了施工效率，降低施工对现 有运行交通的影响。
作为优选，步骤(S4)中所述初期支护结构采用锚杆、钢拱架和喷混凝 土的支护方式进行支护。
作为优选，所述锚杆采用长度为3m至4m的φ25管缝式锚杆，纵向间距 90cm，环向间距90cm；所述钢拱架采用工字钢；所述喷射的混凝土采用混凝 土，喷射厚度为8cm至13cm。
作为优选，步骤(S6)中所述仰拱与既有隧道的仰拱拼接
本发明具有以下有益效果：
本发明采用移动式防护架隔离出交通通道和施工预留空间，当完成一个 阶段的隧道扩建后，移动式防护架移动到下一个扩建区域，节约了防护架的 使用材料，降低了施工成本。既能不影响隧道内正常的交通运营、保护运行 车辆的安全，又能确保施工进度、提高了施工效率，同时能避免重复新建隧 道、有效的降低工程造价，全面提升山岭隧道的施工便捷性、运营安全性和 运营品质。本发明在施工过程中采用装配式衬砌，缩短了工期并降低了造价， 节省了大量的支撑材料和劳动力，改善了劳动条件。
附图说明
图1为本发明一实施例中施工步骤(S1)的隧道截面结构示意图；
图2为本发明一实施例中施工步骤(S2)至(S5)的隧道截面结构示意 图；
图3为本发明一实施例中施工步骤(S6)的隧道截面结构示意图；
图4为本发明中装配式衬砌的结构示意图。
图中：1-移动式防护架；2-既有隧道；3-初期支护；4-装配式衬砌；5- 仰拱；6-装配式接头；7-聚合物水泥基防水涂料；8-既有隧道仰拱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本 发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
(S1)：在既有隧道2内架设可沿着既有隧道2滑动的移动式防护架1， 移动式防护架1为钢材加工成型的预制件，所述预制件包括钢立柱和钢护板。 移动式防护架1把既有隧道2通道与即将扩宽的的施工区域分割开，移动式 防护架1内侧为既有隧道2的通道，移动式防护架1外侧与既有隧道2的轮 廓之间为施工空间，移动式防护架1采用预制件拼装提高了施工效率，降低 施工对现有运行交通的影响。
(S2)：移动式防护架1安装完成并放入既有隧道2后，采用风镐或者 切割机对既有隧道2的衬砌进行连续切割，分块切除既有隧道2内的衬砌结 构；降低衬砌切除对隧道周围的土层产生的干扰，提高了既有隧道2周围土 层的稳定性。
(S3)：采用矿山法在扩建区域依次开挖导洞并扩挖既有隧道2，扩建 区域的扩宽长度始终在移动式防护架1的长度内进行，防止扩建区域的扩宽 施工对现有运行交通造成影响。
(S4)：扩挖完成后对扩建区域施做初期支护3；所述初期支护3结构 采用在扩建区域的内侧面插入长度为3m，直径为25mm的管缝式锚杆，相邻 锚杆的纵向间距为90cm，环向为间距90cm、沿扩建区域的内侧面设置材料 为I20工字钢的钢拱架，然后在钢拱架内喷射厚度为8cm的C20混凝土，沿 扩建区域的内侧面形成初期支护层；保护原有岩体的强度，增强岩层的稳定 性，防止扩建区域滑塌，确保施工人员和行车的安全。
(S5)：初期支护3结构施工完毕后，采用装配式衬砌4修建扩建区域 的二次衬砌；将若干在工厂或现场预制的构件运入坑道内并用机械拼装，装 配完成后，二次衬砌即可承受围岩压力。
(S6)：(S6)：对扩建区域的底侧进行仰拱5扩挖，然后进行初衬仰 拱支护结构修建以及二衬仰拱施工；
(S7)：将移动式防护架1移动到既有隧道2的下一个待扩建区域；
(S8)：重复进行步骤(S1)至步骤(S7)的施工操作，直至完成整条 隧道扩建区域的扩建与衬砌；
(S9)拆除移动式防护架1，恢复隧道通车。
实施例2
本实施例的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法与实施例1基本相 同，区别在于，步骤(S5)中装配式衬砌4中的装配式接头6采用圆形接头， 圆形接头上涂覆有聚合物水泥基防水涂料7，安装在圆形接头上的聚合物水 泥基防水涂料7可有效的防止隧道内的渗漏水。
实施例3
本实施例的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法与实施例1基本相 同，区别在于，步骤(S4)所述初期支护3结构采用在扩建区域的内侧面插 入长度为3m，直径为25mm的管缝式锚杆，相邻锚杆的纵向间距为90cm，环 向为间距90cm、沿扩建区域的内侧面设置材料为I20工字钢的钢拱架，然后 在钢拱架内喷射厚度为8cm的C20混凝土，沿扩建区域的内侧面形成初期支 护层。
实施例4
本实施例的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法与实施例1基本相 同，区别在于，步骤(S6)中扩建区域的仰拱5与既有隧道仰拱8拼接，以 既有隧道仰拱8为基础进行拼接，提高施工效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
(S1)：在既有隧道内架设移动式防护架，将既有隧道的通道与将要进行扩宽的扩建区域分离；
(S2)：采用风镐或者切割机对既有隧道的衬砌进行连续切割，分块切除既有隧道内的衬砌结构；
(S3)：采用矿山法在扩建区域依次开挖导洞并扩挖既有隧道，扩建区域的扩宽长度始终在移动式防护架的长度内进行；
(S4)：扩挖完成后对扩建区域施做初期支护，沿扩建区域的内侧面形成初期支护层；
(S5)：初期支护结构施工完毕后，采用装配式衬砌修建扩建区域的二次衬砌，将若干在工厂或现场预制的构件运入坑道内并用机械拼装，装配完成后，二次衬砌即可承受围岩压力。
(S6)：对扩建区域的底侧进行仰拱扩挖，然后进行初衬仰拱支护结构修建以及二衬仰拱施工；
(S7)：将移动式防护架移动到既有隧道的下一个待扩建区域；
(S8)：重复进行步骤(S1)至步骤(S7)的施工操作，直至完成整条隧道扩建区域的扩建与衬砌；
(S9)拆除移动式防护架，恢复隧道通车。
2.根据权利要求1所述的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，其特征在于，步骤(S5)中所述装配式衬砌中的装配式接头采用圆形接头，圆形接头上涂覆有聚合物水泥基防水涂料。
3.根据权利要求1所述的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，其特征在于，所述移动式防护架为钢材加工成型的预制件，所述预制件包括钢立柱和钢护板。
4.根据权利要求1所述的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，其特征在于，步骤(S4)中所述初期支护结构采用锚杆、钢拱架和喷混凝土的支护方式进行支护。
5.根据权利要求4所述的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，其特征在于，所述锚杆采用长度为3m至4m的φ25管缝式锚杆，纵向间距90cm，环向间距90cm；所述钢拱架采用工字钢；所述喷射的混凝土采用混凝土，喷射厚度为8cm至13cm。
6.根据权利要求1所述的不中断交通情况下的隧道扩建施工方法，其特征在于，步骤(S6)中所述仰拱与既有隧道仰拱拼接。
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