CN110593905B - 超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法 - Google Patents

超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110593905B
CN110593905B CN201910933535.7A CN201910933535A CN110593905B CN 110593905 B CN110593905 B CN 110593905B CN 201910933535 A CN201910933535 A CN 201910933535A CN 110593905 B CN110593905 B CN 110593905B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tunnel
lining
intelligent
grouting
construction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910933535.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110593905A (zh
Inventor
谢东武
丁文其
张清照
赵程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910933535.7A priority Critical patent/CN110593905B/zh
Publication of CN110593905A publication Critical patent/CN110593905A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110593905B publication Critical patent/CN110593905B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/102—Removable shuttering; Bearing or supporting devices therefor
    • 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
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete
    • 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
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/381—Setting apparatus or devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F16/00—Drainage
    • E21F16/02—Drainage of tunnels

Abstract

本发明涉及一种超前预加固‑初衬‑二衬的隧道全断面建造方法，包括以下步骤：1)对隧道掌子面前方进行超前预加固，确保隧道全断面开挖过程中掌子面稳定性，避免分区施工多次扰动围岩；2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的拼装以及波纹钢与围岩间空隙的壁后注浆填充；3)进行仰拱防水板的铺设、现浇仰拱和仰拱回填，采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的拼装和壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工，实现隧道的全断面建造。与现有技术相比，本发明具有稳定性高、自动化建造、全断面施工等优点。

Description

超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法
技术领域
本发明涉及隧道全断面开挖领域，尤其是涉及一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法。
背景技术
采用传统矿山法施工的隧道，在围岩条件破碎的情况下，常采用断面分部施工方法，如CRD法、双侧壁导坑法等，将隧道断面分割为多个进行施工，施工效率低下，多次施工扰动造成围岩松动区的不断增大，进而导致施工过程中隧道事故或运营过程中隧道病害。随着施工机械化、智能化的发展，以及隧道理论水平的提高，掌子面超前加固与全断面施工的需求越来越迫切。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用锚杆钻机进行掌子面前方预加固，确保隧道开挖过程中掌子面稳定性和隧道开挖面周边的稳定性；采用初期支护智能拼装及智能壁后注浆台车、二衬智能拼装及智能壁后注浆台车进行隧道波纹钢初期支护和预制二衬管片的自动化安装，并进行初期支护与围岩间空隙、初期支护与二衬间空隙的注浆填充，实现隧道的全断面快速机械化智能化建造，提高隧道施工的现代化水平，提高施工效率，节约工程造价，减小环境影响，实现绿色施工。
附图说明
图1为隧道掌子面超前加固横断面图。
图2为施工波纹钢初期支护及初期支护与围岩间注浆横断面图。
图3为施工仰拱二衬和仰拱回填后横断面图。
图4为预制二衬管片拼装后横断面图。
图5为进行初衬和二衬间注浆以及施工路面和两侧排水沟、电缆沟横断面图。
图6为隧道施工工序纵断面示意图。
图7为隧道施工工序平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1-7所示，本发明提供一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，包括以下步骤：
(1)隧道掌子面前方超前预加固，确保隧道开挖过程中掌子面稳定性，实现隧道全断面开挖，从而避免分区施工多次扰动围岩；
(2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的自动拼装以及波纹钢与围岩间空隙的自动壁后注浆填充；
(3)进行仰拱防水板的铺设，现浇仰拱和仰拱回填；进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；
(4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的自动拼装和自动壁后注浆；从而实现隧道的全断面快速机械化、智能化建造，提高隧道施工的现代化水平，提高施工效率，节约工程造价，减小环境影响，实现绿色施工。
隧道开挖前，根据隧道所处地层条件，确定掌子面超前加固方案，采用锚杆钻机进行掌子面前方锚杆超前加固和周边超前小导管加固，确保隧道掌子面一次开挖成型过程中掌子面的安全，从而为初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车提供操作空间；超前加固锚杆的长度、密度、参数等以及超前小导管的强度、密度、参数等需根据工程经验和计算确定，根据掌子面及掌子面前方围岩条件的不同，同一开挖面可采用不同密度、不同参数的加固设计。
施工所采用的初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，具有自牵引功能；掌子面前洞渣清理后，初期支护台车就位，进行波纹钢初衬自动拼装和壁后自动注浆。
初期支护施工完毕后，根据需要进行仰拱防水板的铺设，现浇仰拱和仰拱回填。
施工所采用的二衬智能拼装、智能壁后注浆台车具有自牵引功能；采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水(围岩条件好，隧道断面设计不需要仰拱情况下，省略仰拱二衬施工及回填的对应操作步骤；围岩条件差，必要时需补充系统锚杆以及隧道掌子面超前注浆等措施)；
采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的自动拼装和自动壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工；
掌子面超前加固方案、一次开挖进尺L1需根据地层条件确定，破碎围岩条件下需加强超前加固，一次开挖进尺L1尽量缩短；
波纹钢初期支护应一次成型，围岩条件差，采用仰拱时，初期支护应一次闭合成环，并及时注浆填充初期支护与围岩间空隙；大变形条件下，初期支护应具有适应变形的能力；成型或闭合成环后的初期支护应加强监测，根据监测结果确定是否需要进行加固以及确定预制二衬管片的拼装时间，闭合成环或成型的波纹钢初期支护段的长度L2及L3需根据监测反馈结果确定，必要时需采用二衬紧跟的方式确保施工安全。
闭合后的二衬预制管片环与波纹钢初期支护间的空隙应及时注浆填充。
实施例
图1-图5分别为图6和图7中A-A、B-B、C-C、D-D、E-E的断面结构图，图6和图7分别为图1-图5中1-1和2-2的断面结构图。围岩条件较差时，隧道超前预加固会需要进行注浆、水平旋喷等工法进行加固；围岩条件较好时，不需要进行仰拱相关的施工，具体根据实际工程情况进行考虑。
采用该建造方法，需配备锚杆钻机、初期支护智能拼装及智能壁后注浆台车、二衬智能拼装及智能壁后注浆台车，实现隧道的全断面快速机械化智能化建造，提高隧道施工的现代化水平，提高施工效率，节约工程造价，减小环境影响，实现绿色施工，主要包括如下步骤：
步骤1：采用锚杆钻进，施工掌子面超前锚杆和掌子面周边超前小导管，进行隧道掌子面超前加固，如图1所示；
步骤2：进行隧道掌子面开挖，采用初期支护智能拼装及智能壁后注浆台车进行波纹钢初期支护施工以及初期支护与围岩间注浆施工，如图2所示；
步骤3：进行仰拱二衬和仰拱回填施工，如图3所示；
步骤4：采用二衬智能拼装及智能壁后注浆台车，进行预制二衬管片拼装成环，以及初衬和二衬间注浆填充施工，如图4所示；
步骤5：进行路面施工以及两侧排水沟、管沟施工，如图5所示。

Claims (4)

1.一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对隧道掌子面前方进行超前预加固，确保隧道全断面开挖过程中掌子面稳定性，避免分区施工多次扰动围岩，在隧道开挖前，根据隧道所处地层条件，确定掌子面超前加固方案，采用锚杆钻机进行掌子面前方锚杆超前加固及开挖轮廓线周边超前小导管的加固，确保隧道掌子面一次开挖成型过程中掌子面的安全，为初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车提供操作空间，所述的掌子面超前加固方案和一次开挖进尺根据地层条件确定，破碎围岩条件下需加强超前加固并且缩短一次开挖进尺；
2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的拼装以及波纹钢与围岩间空隙的壁后注浆填充，初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车具有自牵引功能，在掌子面前洞渣清理后，初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车就位，进行波纹钢初衬自动拼装和壁后自动注浆，所述的波纹钢初期支护一次成型，当围岩条件差，采用仰拱时，波纹钢初期支护一次闭合成环，并注浆填充波纹钢初期支护与围岩间空隙，在大变形条件下，波纹钢初期支护具有适应变形的能力，成型或闭合成环后的波纹钢初期支护进行监测，根据监测结果确定是否需要进行加固以及确定预制二衬管片的拼装时间，闭合成环或成型的波纹钢初期支护段的长度根据监测反馈结果确定，必要时采用二衬紧跟的方式确保施工安全；
3)进行仰拱防水板的铺设、现浇仰拱和仰拱回填，采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；
4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的拼装和壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工，实现隧道的全断面建造。
2.根据权利要求1所述的一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，所述的二衬智能拼装、智能壁后注浆台车具有自牵引功能。
3.根据权利要求1所述的一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，闭合后的二衬预制管片环与波纹钢初期支护间的空隙通过注浆填充。
4.根据权利要求1所述的一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，所述的步骤3)中，当围岩条件好，隧道断面设计无需仰拱时，则省略仰拱二衬施工及回填步骤，当围岩条件差时，则进行补充系统锚杆及隧道掌子面超前注浆措施。
CN201910933535.7A 2019-09-29 2019-09-29 超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法 Active CN110593905B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910933535.7A CN110593905B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910933535.7A CN110593905B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110593905A CN110593905A (zh) 2019-12-20
CN110593905B true CN110593905B (zh) 2020-08-18

Family

ID=68864746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910933535.7A Active CN110593905B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110593905B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112963153B (zh) * 2021-02-07 2023-07-14 中交一公局集团有限公司 隧道超前预支护施工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2300633C1 (ru) * 2005-12-19 2007-06-10 Анатолий Григорьевич Руденко Способ извлечения штанг анкерной крепи
CN104314585A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 中国神华能源股份有限公司 隧道全断面预加固方法及结构
CN104863614A (zh) * 2015-05-15 2015-08-26 河北腾是达金属结构有限公司 由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法
CN106437760A (zh) * 2016-07-20 2017-02-22 中铁二院工程集团有限责任公司 大断面隧道新型多层衬砌构造
CN107120124A (zh) * 2017-03-20 2017-09-01 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种用于隧道的支护方法
CN108266193A (zh) * 2018-03-12 2018-07-10 中铁十二局集团有限公司 Ⅳ、ⅴ级软弱围岩全断面隧道的施工方法
CN110043278A (zh) * 2019-04-12 2019-07-23 北京工业大学 一种穿越活动断裂带的分级抗断型山岭隧道结构及其施工方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2300633C1 (ru) * 2005-12-19 2007-06-10 Анатолий Григорьевич Руденко Способ извлечения штанг анкерной крепи
CN104314585A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 中国神华能源股份有限公司 隧道全断面预加固方法及结构
CN104863614A (zh) * 2015-05-15 2015-08-26 河北腾是达金属结构有限公司 由波纹钢板与混凝土组合结构替代钢格栅初期支护的方法
CN106437760A (zh) * 2016-07-20 2017-02-22 中铁二院工程集团有限责任公司 大断面隧道新型多层衬砌构造
CN107120124A (zh) * 2017-03-20 2017-09-01 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种用于隧道的支护方法
CN108266193A (zh) * 2018-03-12 2018-07-10 中铁十二局集团有限公司 Ⅳ、ⅴ级软弱围岩全断面隧道的施工方法
CN110043278A (zh) * 2019-04-12 2019-07-23 北京工业大学 一种穿越活动断裂带的分级抗断型山岭隧道结构及其施工方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中空波纹钢注浆锚杆在矿井支护技术应用;朱慎强;《科技视界》;20130425(第13期);第2-6页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110593905A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7125550B2 (ja) 逆アーチを備えた２段階高速閉鎖トンネルの支持構造及びその施工方法
CN110630283B (zh) 一种适用于双连拱隧道的三层支护结构及施工方法
CN110821503B (zh) 一种超深盾构区间风井先隧后主体施工方法
CN110159298B (zh) 一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法
CN107091101B (zh) 海域中部矿山盾构交接隧道叠合型接头结构及施工方法
CN211038657U (zh) 一种基于套拱的深埋黄土隧道变形控制施工结构
CN104632235A (zh) 一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法
CN102606168B (zh) 防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法
CN104832181A (zh) 燕尾式段隧道施工工艺
CN110486036B (zh) 一种扩大拱脚初支拱盖法施工方法
CN110593890B (zh) 一种隧道波纹钢双层初衬支护方法
CN107514262A (zh) 盾构管廊的施工方法
CN102979531A (zh) 加固大型岩质边坡深部软弱结构面的施工方法和结构
CN112031814B (zh) 一种穿越浅层大载荷公路的进洞施工方法
CN104632245A (zh) 一种用多导洞扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法
CN106545019B (zh) 用于级差式地下结构施工的换撑体系及施工方法
CN111472790A (zh) 用于控制浅埋暗挖大断面隧道沉降的施工结构及施工方法
JP4132442B2 (ja) トンネル施工法
CN110593905B (zh) 超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法
CN109184752B (zh) 一种煤矿用穿越老窑采空区的支护结构及其支护方法
CN204457789U (zh) 一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建造的地铁车站
CN101538832A (zh) 大型箱体二维顶进控制施工方法
CN111271078B (zh) 装配式隧道衬砌结构洞内分段纵向平移拼装施工方法
CN113322937B (zh) 一种可开启装配式钢制地下连续墙及应用方法
CN112012761B (zh) 一种抗扰动的双连拱隧道结构的施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant