CN110295931A - 一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，属于隧道施工技术领域，本发明将隧道在纵向上从下往上依次分为仰拱、侧墙和顶拱共3个区域，分三个步骤拆除：首先切割与仰拱相交的立撑部分，再拆除侧墙范围内的横撑，最后拆除与顶拱相交的横撑，并切割与顶拱相交的剩余立撑。每一步的支撑拆除中均采用隔榀拆除的方式，以保证隧道受力均匀，且拆撑前均先进行1cm范围内的预切割，并观察围岩和隧道变形，确认稳定后再进行下一步操作，否则焊接好已切割的支撑，重新拟定拆撑方案，每个区域的支撑拆除后，随即进行该区域的二次衬砌的浇筑。本发明能有效控制拆撑过程中隧道顶拱和地表沉降，保证浅埋偏压大跨度的拆撑安全。

Description

一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除 方法

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体的说，涉及一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法。

背景技术

大跨度隧道采用浅埋暗挖法开挖隧道时，往往通过临时支撑与初期支护组成的棚架体系维持开挖面稳定，在进行二衬衬砌浇筑前，需进行临时支撑的拆除，由于初期支护在该阶段失去临时支撑的保护，而二次衬砌又未到设计强度，初期支护处于较为危险的时期，拆撑工作不当，易引起隧道塌方等安全事故。相比于无偏压隧道，偏压隧道在临时支撑拆除后，初期支护的受力形式更为不利。而大跨度隧道多采用CRD工法和导坑法施工，且拆撑方式与“井”字型的支撑有所不同，因此关于“井”字型的支撑拆除目前相关研究较少。

发明内容

基于以上技术问题，本发明对浅埋偏压大跨度隧道的“井”字形临时支撑设计了一套拆撑方案，解决了以往大跨隧道多采用CRD工法和导坑法等施工时临时支撑拆除较为复杂的问题，且方法步骤简单、设计合理、施工简便、使用效果好，能简便、快速完成隧道支撑的拆除和二次衬砌的浇筑工作，整个施工过程安全可靠。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，其特征在于将隧道在纵向划分为不同拆撑仓段，将隧道断面从下至上依次划分为仰拱、侧墙和顶拱三部分，并按部分别进行拆撑和二次衬砌浇筑，步骤如下：

S1：仰拱临时支撑拆除，并先后完成仰拱二次衬砌和素填混凝土的浇筑；

S2：侧墙临时支撑拆除与二次衬砌浇筑；

S3：顶拱临时支撑拆除与二次衬砌浇筑。

进一步的，所述的步骤S1包括以下步骤：

S11：破除两排立撑之间的底部初期支护面80cm范围内的混凝土；

S12：间隔1榀拱架切割底部立撑与仰拱型钢相交部位，切口宽度小于1cm；

S13：间隔1榀拱架切割底部立撑与仰拱型钢相交部位80cm长的临时支撑，至此本段第一仓支撑拆除完成；拆除后仰拱范围内剩余型钢间距为1.0cm；拆除工程中加密监测，根据监测情况调整支撑拆除方案。

S14：仰拱二次衬砌浇筑。

进一步的，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：待素填混凝土达到设计强度80%以上后，拆除侧墙段喷射混凝土；

S22：分两序隔榀将临时立撑两侧的侧墙范围的临时横撑全部拆除，若监测数据异常，将切割开的支撑焊接好；拆除工程中加密监测，根据监测情况调整拆除方案。

S23：切割侧墙范围的横撑的两翼；

S24：侧墙防水验收合格后，进行侧墙二衬混凝土浇筑。

进一步的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S31：待侧墙混凝土达到设计强度的80%以上后，先拆除顶拱范围内横撑两翼，采用搭设脚手架拆除顶拱范围内的横撑；

S32：拆除顶部立撑，顶部立撑分2序拆除，先切割1序1cm切口，监测观察变形情况；稳定无异常后，再切除1序顶部85cm立撑，若有异常，用钢板重新与下部立撑焊接好，停止拆除，再讨论拆除方案；

S33：切割2序，切开1cm，监测观察变形情况；稳定无异常后，再切除2序顶部85cm立撑，若有异常，用钢板重新与立撑焊接好，停止拆除，再讨论拆除方案；

S34：铺设防水，浇筑顶拱二衬混凝土；

S35：剩余支撑待顶拱浇筑完成后，与承重脚手架一起拆除。

进一步的，拆除临时支撑前先进行初期支护背后注浆、堵漏处理。初期支护背后注浆采用水灰比为0.6：1水泥浆注浆，注浆压力采用0.5～0.8Mpa；渗水大的部位注水泥水玻璃双液浆，注浆水泥浆水灰比为1：1，水泥浆与水玻璃的体积比为1：1，双液浆初凝时间控制在25秒左右。

进一步的，每层支撑拆除完成后对不平整的初期支护面进行抹面，抹面采用水灰比为1：1的水泥砂浆，厚度为底板5cm，边顶拱为2cm，抹面砂浆达到60%以上设计强度后开始铺设防水层作业。

本发明的有益效果：

本发明针对偏压隧道的“井”字型的临时支撑的安全拆除方法，能有效控制拆撑过程中隧道顶拱和地表沉降，其中，顶拱沉降量在拆撑前后保持在2mm以内，未引起突变，说明本方法能有效保证浅埋偏压大跨度的拆撑安全。

附图说明

图1是本发明临时支撑拆除顺序的示意图；

图2是本发明的立撑与仰拱相交部分间隔一榀切割后的正视图；

图3是图2的1-1面剖视图；

图4是本发明的仰拱范围的二次衬砌混凝土浇筑后的示意图；

图5是图4的1-1面剖视图；

图6是本发明的侧墙范围内横撑两翼切割后的示意图；

图7是图6的1-1面剖视图；

图8是本发明的侧墙范围内二次衬砌混凝土浇筑以及立撑与顶拱相交部分切割后的示意图；

图9是图8的1-1面剖视图;

图10是本发明的顶拱范围内二次衬砌混凝土浇筑以及剩余支撑拆除后的示意图；

图11是图10的1-1面剖视图；

图中，1-二次衬砌轮廓线、2-初期支护轮廓线、3-隧道开挖轮廓线、4-立撑、5-横撑、6-立撑与仰拱相交部分、7-侧墙范围内横撑两翼、8-顶拱范围内横撑两翼、9-立撑与顶拱相交部分、10-素填混凝土。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

所述的一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，将隧道断面从下至上依次划分为仰拱、侧墙和顶拱三部分，单仓拆撑长度取9m（即每次的拆除长度为9m），分三个步骤分别进行拆撑和二次衬砌浇筑，其中支撑的拆除步骤如图1中，整个临时支撑的拆除步骤如下：

步骤一：隧道仰拱临时支撑拆除与二次衬砌浇筑，包括以下步骤：

步骤101：先进行初期支护背后注浆、堵漏处理。初期支护背后注浆采用水灰比为0.6：1水泥浆注浆，注浆压力为0.5～0.8MPa。渗水大的部位注水泥水玻璃双液浆，注浆水泥浆水灰比为1：1，水泥浆与水玻璃的体积比为1：1，双液浆初凝时间控制在25秒左右。

步骤102：破除两排立撑之间的仰拱初期支护面80cm范围内的混凝土，长度为初期支护面浇筑段并向浇筑段两端各延长80cm。混凝土破除采用风镐+人工破除，不能采用大型机械破除（如液压反铲锤）。破除开始前需对顶拱的沉降量和水平收敛值进行观察监测，监测数据作为拆除的第一次数据，第一次混凝土破除后对监测点进行读数，混凝土拆除过程中每3小时观察一次，破除完成后24小时内观察监测情况，若监测数据稳定无异常，进入下一步工序；

步骤103：间隔1榀拱架用气焊切割立撑底部与仰拱型钢相交部位，切口宽度为1cm，切割过程中和切割后每3小时监测一次监测点沉降量和水平收敛值，监测数据稳定无异常，进入下一步工序。若监测异常用钢板将切割开的切口焊接好，停止拆除立撑；

步骤104：间隔1榀拱架切割立撑底部与仰拱型钢相交部位80cm长的立撑，至此本仓段仰拱范围内的立撑拆除完成；

步骤105：立撑底部拆除完成后对不平整的初期支护面进行抹面，抹面采用水灰比为1：1的水泥砂浆，底板抹面厚度为5cm，顶拱抹面厚度为2cm，抹面砂浆达到60%以上设计强度后开始铺设防水层作业；

步骤106：铺设防水层时注意在剩余临时立撑二衬范围段加设30mm止水圆环，并在立撑底部做防水加强处理；

步骤107：防水验收合格后，先后完成仰拱混凝土、素填混凝土浇铸。素填混凝土回填处理处临时，立撑用编织袋包裹，包裹范围不小于5cm×5cm×5cm。仰拱厚度为700mm，分层浇筑高度4.47m，在两侧分仓线至临时立撑段设置钢模，模板采用P1015（宽100mm×长1500）、P3015（宽300mm×1500mm）组合钢模，φ48×3.5mm Q235A的扣件式钢管搭设满堂架支撑系统。模板背后内楞采用φ48mm弧形钢管，纵向间距750mm，顶托梁采用φ48×3.5双钢管。满堂架支撑系统的立杆的纵距1.0m，立杆的横距1.0m，立杆的步距h=1.2m，水平向利用原临时支撑进行对顶，纵向利用原临时支撑横板固定，抗浮措施采用在底部焊接拉筋加固，拉筋纵向间距1.0m，横向间距1.0m，梅花形布置。

步骤二：隧道侧墙临时支撑拆除与二次衬砌浇筑：

步骤201：搭设操作脚手架和临时支撑脚手架，采用风镐凿除与初期支护面相接的临时喷射混凝土，凿除长度为30cm，每3小时对拆除部分进行监测读数，若有异常立即停止，本段内与初期支护面的所有点的喷射混凝土拆除完成后观察24小时，初期支护混凝土拆除前需对仰拱浇筑混凝土面进行保护，保护采用土工布进行覆盖保护，若监测数据无变化进行下一步工序。

步骤202：拆除本段内剩余喷射混凝土，混凝土拆除从下往上，混凝土破除过程中不得采用大型机械设备，采用风镐，边拆除混凝土边观测监测数据，如无变形继续拆除完成，若监测数据异常停止破除。

步骤203：采用气焊间隔1榀切割侧墙范围内横撑两翼，先切割1cm宽的切口，监测观察24小时，监测数据无异常，再采用气焊切割侧墙范围内剩余横撑两翼，切口宽1cm，监测观察24小时监测数据无异常，至此第二层侧墙范围内横撑两翼隔板与初期支护全部脱离，若监测数据异常，将切割开的支撑焊接好，进入下一步工序。

支撑拆除完成后对不平整的初期支护面进行抹面，抹面采用水灰比为1：1的水泥砂浆，底板抹面厚度为5cm，边顶拱抹面厚度为2cm，抹面砂浆达到60%以上设计强度后开始铺设防水层作业。

步骤204：侧墙防水验收合格后，进行侧墙二衬混凝土浇筑。侧墙厚度为700mm，分层浇筑高度5.137m，模板采用P1015（宽100mm×长1500）、P3015（宽300mm×1500mm）组合钢模。弧形内楞（背撑）采用16号工字钢，间距750mm（即沿隧道纵向方向每块模板的两端、中间部位均有工字钢压顶），外楞采用Φ48×3.5，Q235A双钢管纵向布置，上下间距加密至600mm，顶托梁采用φ48×3.5双钢管，可调支撑托节点。立杆的纵距750mm，横距900mm，步距加密至600mm。两侧横杆与立杆交界处的节点均采用双扣件连接，满堂架水平通杆的连接用对接接头。水平向利用初期支护临时支撑进行对顶，同时在两道竖向临时支撑间加设钢管架(立杆的纵距750mm，立杆的横距900mm，步距1200mm)进行对顶加固。浇筑时，注意两边边墙的浇筑速度（≤1m/h）。

步骤三：隧道顶拱临时支撑拆除与二次衬砌浇筑，包括以下过程：

步骤301：先拆除顶拱范围内横撑两翼，采用搭设脚手架拆除剩余横撑，其横撑拆除步骤与方法与步骤二中步骤203中拆除侧墙范围内两翼横撑相同；

步骤302：拆除顶部立撑，顶部立撑分2序拆除，1序立撑与2序立撑之间间隔1榀拱架，先采用气焊切割1序1cm切口，监测观察变形情况；稳定无异常后，再切除1序顶部85cm长的立撑，若有异常，用钢板重新与立撑焊接好，停止拆除，再讨论拆除方案；

步骤303：采用气焊切割2序，切开为1cm，监测观察变形情况；稳定无异常后，再切除2序顶部85cm立撑，若有异常，用钢板重新与立撑焊接好，停止拆除，再讨论拆除方案；

步骤304：顶部立撑拆除完成后对不平整的初期支护面进行抹面，抹面采用水灰比为1：1的水泥砂浆，底板抹面厚度为5cm，边顶拱抹面厚度为2cm，抹面砂浆达到60%以上设计强度后开始铺设防水层作业。

步骤305：铺设防水，浇筑顶拱二衬混凝土。边顶拱厚度为700mm，分层浇筑高度5.468m，模板采用P3015（宽300mm×1500mm）组合钢模。内楞采用16号工字钢，间距750mm（即沿隧道纵向方向每块模板的两端、中间部位均有工字钢压顶），外楞采用Φ48×3.5，Q235A双钢管纵向布置，上下间距为600mm，顶托梁采用φ48×3.5双钢管。立杆的纵距750mm，立杆的横距900mm，步距1200mm（顶拱处加密至600mm）。

步骤306：剩余立撑和横撑待顶拱浇筑完成后，与承重脚手架一起拆除。。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，其特征在于将隧道在纵向划分为不同拆撑仓段，将隧道断面从下至上依次划分为仰拱、侧墙和顶拱三部分，并按部分别进行拆撑和二次衬砌浇筑，步骤如下：

S1：仰拱临时支撑拆除，并先后完成仰拱二次衬砌和素填混凝土的浇筑；

S2：侧墙临时支撑拆除与二次衬砌浇筑；

S3：顶拱临时支撑拆除与二次衬砌浇筑。

2.根据权利要求1所述的一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，其特征在于：所述的步骤S1包括以下步骤：

S11：破除两排立撑之间的底部初期支护面80cm范围内的混凝土；

S12：间隔1榀拱架切割底部立撑与仰拱型钢相交部位，切口宽度小于1cm；

S13：间隔1榀拱架切割底部立撑与仰拱型钢相交部位80cm长的临时支撑，至此本段第一仓支撑拆除完成；拆除后仰拱范围内剩余型钢间距为1.0cm；拆除工程中加密监测，根据监测情况调整支撑拆除方案；

S14：仰拱二次衬砌浇筑。

3.根据权利要求1所述的一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：

S21：待素填混凝土达到设计强度80%以上后，拆除本仓段剩余喷射混凝土；

S22：分两序隔榀将临时立撑两侧的侧墙范围的临时横撑全部拆除，若监测数据异常，将切割开的支撑焊接好；拆除工程中加密监测，根据监测情况调整拆除方案；

S23：切割横撑的两翼；

S24：侧墙防水验收合格后，进行侧墙二衬混凝土浇筑。

4.根据权利要求1所述的一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，其特征在于：所述的步骤S3包括以下步骤：

S31：待侧墙二衬混凝土达到设计强度的80%以上后，先拆除顶拱范围内横撑两翼，采用搭设脚手架拆除顶拱范围内的横撑；

S32：拆除顶部立撑，顶部立撑分2序拆除，先切割1序1cm切口，监测观察变形情况；稳定无异常后，再切除1序顶部85cm立撑，若有异常，用钢板重新与下部立撑焊接好，停止拆除，再讨论拆除方案；

S33：切割2序，切开1cm，监测观察变形情况；稳定无异常后，再切除2序顶部85cm立撑，若有异常，用钢板重新与立撑焊接好，停止拆除，再讨论拆除方案；

S34：铺设防水，浇筑顶拱二衬混凝土；

S35：剩余支撑待顶拱浇筑完成后，与承重脚手架一起拆除。

5.根据权利要求1所述的一种适用于浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑的拆除方法，其特征在于：拆除临时支撑前先进行初期支护背后注浆、堵漏处理；

初期支护背后注浆采用水灰比为0.6：1水泥浆注浆，注浆压力采用0.5～0.8Mpa；渗水大的部位注水泥水玻璃双液浆，注浆水泥浆水灰比为1：1，水泥浆与水玻璃的体积比为1：1，双液浆初凝时间控制在25秒左右。

6.根据权利要求1所述的的浅埋偏压大跨度隧道“井”字型临时支撑拆除和二次衬砌浇筑的施工方法，其特征在于：每层支撑拆除完成后对不平整的初期支护面进行抹面，抹面采用水灰比为1：1的水泥砂浆，厚度为底板5cm，边顶拱为2cm，抹面砂浆达到60%以上设计强度后开始铺设防水层作业。