CN111236983A - 隧道初期支护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种隧道初期支护方法，属于隧道施工领域。所述方法包括：沿隧道毛面架设拱架；在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板；向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆；在所述隔水背板远离所述钢拱架的一侧设置金属网；在所述金属网上喷射混凝土。水泥砂浆注入隔水背板和隧道毛面之间可以固结松散地层的岩体，隔水背板可以支撑水泥砂浆以便于水泥砂浆凝固。解决了相关技术中在遇到松散且富水的地层时，初期喷射混凝土时混凝土遇水难以在隧道毛面内成型凝固的问题，达到了在松散且富水的地层也可以快速有效的完成隧道初期支护的效果。

Description

隧道初期支护方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，特别涉及一种隧道初期支护方法。
背景技术
目前，隧道毛面在挖开后以隧道初期支护和二次衬砌来加固隧道，形成永久的隧道支护结构，其中隧道初期支护是指以喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等作为外层支护形式，隧道初期支护可以承受围岩压力，防止隧道塌落。
相关技术中的一种隧道初期支护方法过程如下：爆破开挖形成隧道毛面，对隧道毛面的危石进行清除，架设钢拱架，初期喷射混凝土，安装锚杆、挂钢筋网后在进行二次喷射混凝土，完成隧道初期支护。
在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：上述方法在遇到松散且富水的地层时，初期喷射混凝土时混凝土遇水难以在隧道毛面内成型凝固。
发明内容
本发明实施例提供了一种隧道初期支护方法，能够解决相关技术中在遇到松散且富水的地层时，初期喷射混凝土时混凝土遇水难以在隧道毛面内成型凝固的问题。所述技术方案如下：
根据本发明的第一方面，提供一种隧道初期支护方法，所述方法包括：
沿隧道毛面架设拱架；
在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板；
向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆；
在所述隔水背板远离所述钢拱架的一侧设置金属网；
在所述金属网上喷射混凝土。
可选的，所述隔水背板上设置有多个注浆口，
所述向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆，包括：
通过所述多个注浆口向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆。
可选的，所述在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板之前，所述方法还包括：
在所述隔水背板上形成所述多个注浆口。
可选的，所述多个注浆口在所述隔水背板上均匀分布。
可选的，所述注浆口设置有注浆管，所述注浆管的一端位于所述隔水背板和所述隧道毛面之间，另一端位于所述隔水背板远离所述拱架的一侧。
可选的，所述隔水背板上设置有多个凹槽。
可选的，所述凹槽为w型凹槽。
可选的，所述隔水背板由钢构成。
可选的，所述在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板，包括：
在所述拱架上设置固定组件；
通过所述固定组件将所述隔水背板铺装在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧。
可选的，所述隔水背板包括隔水背板架以及位于所述隔水背板架上的多个子隔水背板。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过一种隧道初期支护方法，该方法先沿隧道毛面架设拱架，之后在拱架远离隧道毛面的一侧铺装隔水背板，向隔水背板和隧道毛面之间注入水泥砂浆，在隔水背板远离钢拱架的一侧设置金属网，最后在金属网上喷射混凝土，完成隧道初期支护。水泥砂浆注入隔水背板和隧道毛面之间可以固结松散地层的岩体，隔水背板可以支撑水泥砂浆以便于水泥砂浆凝固。解决了相关技术中在遇到松散且富水的地层时，初期喷射混凝土时混凝土遇水难以在隧道毛面内成型凝固的问题，达到了在松散且富水的地层也可以快速有效的完成隧道初期支护的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例示出的一种隧道初期支护方法的流程图；
图2是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法的流程图；
图3是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中危石清除后的隧道毛面的结构示意图；
图4是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中架设拱架后的隧道毛面示意图；
图5是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中铺设隔水背板后的隧道毛面示意图；
图6是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中隔水背板的结构示意图；
图7是图6所示的隔水背板中任一子隔水背板的结构示意图；
图8是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中注入水泥砂浆后的隧道毛面示意图；
图9是图8所示的隧道毛面示意图中注浆管处的结构示意图；
图10是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中架设金属网后的隧道毛面示意图；
图11是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中喷射混凝土后的隧道毛面示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
目前，新奥法隧道施工是指在利用围岩本身所具有的承载能力的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，其中隧道初期支护是指以喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢支撑等作为隧道的外层支护，使围岩体自身的承载能力得到发挥。
相关技术中的隧道初期支护方法在遇到V、Ⅵ级软弱破碎围岩时，还需架设钢拱架，具体方法如下：对隧道爆破后的危石进行清除后，架设钢拱架，初期喷射混凝土，安装锚杆、挂钢筋网后再进行二次喷射混凝土。
但是，上述方法在遇到松散且富水的地层时，混凝土遇水难以凝固，即无法在隧道毛面内成型凝固，施工质量难以达到标准要求。因此在初期喷射混凝土前要先进行堵水或导水作业以使地层状态符合后续施工要求，但由于松散地层的自稳能力不足，因此在短时间内完成上述操作步骤的难度大，可能造成施工期间坍塌、冒顶等事故发生，不仅严重危害施工人员的安全，还会影响工期。
本发明实施例提供了一种隧道初期支护方法，可以解决上述相关技术中的问题。
图1是本发明实施例示出的一种隧道初期支护方法的流程图，该隧道初期支护方法可以包括下面几个步骤：
在步骤101中，沿隧道毛面架设拱架。
在步骤102中，在拱架远离隧道毛面的一侧铺装隔水背板。
在步骤103中，向隔水背板和隧道毛面之间注入水泥砂浆。
在步骤104中，在隔水背板远离钢拱架的一侧设置金属网。
在步骤105中，在金属网上喷射混凝土。
综上所述，本发明实施例提供的一种隧道初期支护方法，该方法先沿隧道毛面架设拱架，之后在拱架远离隧道毛面的一侧铺装隔水背板，向隔水背板和隧道毛面之间注入水泥砂浆，在隔水背板远离钢拱架的一侧设置金属网，最后在金属网上喷射混凝土，完成隧道初期支护。水泥砂浆注入隔水背板和隧道毛面之间可以固结松散地层的岩体，隔水背板可以支撑水泥砂浆以便于水泥砂浆凝固。解决了相关技术中在遇到松散且富水的地层时，初期喷射混凝土时混凝土遇水难以在隧道毛面内成型凝固的问题，达到了在松散且富水的地层也可以快速有效的完成隧道初期支护的效果。
图2是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法的流程图，该隧道初期支护方法可以包括下面几个步骤：
在步骤201中，沿隧道毛面架设拱架。
在隧道爆破后，可以先清除隧道内的危石，之后再沿隧道毛面架设拱架，在本发明实施例中，所架设的拱架可以为钢拱架。示例性的，图3为危石清除后的隧道毛面的结构示意图。图4是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中架设拱架后的隧道毛面示意图，其中附图标记11为在危石清除后的隧道毛面内架设的拱架11。
在步骤202中，在隔水背板上形成多个注浆口。
注浆口为能使注浆管通过的小孔，在铺装隔水背板之前，先在隔水背板上按照预设数量打好注浆口。其中注浆口的数量与隧道毛面面积成正比，面积较大的隧道毛面，注浆口较多，多个注浆口在隔水背板上均匀分布。
在步骤203中，在拱架上设置固定组件。
架设在隧道毛面上的拱架上设置有多个通孔，在架设拱架后，可以在拱架上的通孔内插入固定组件，以便于后续安装隔水背板。其中，固定组件可以是钢筋，也可以是其他材料，本发明实施例在此不作限定。
在步骤204中，通过固定组件将隔水背板铺装在拱架远离隧道毛面的一侧。
在隧道毛面内铺装隔水背板时，由于隧道毛面为拱形，隔水背板需要一个支撑点才可以完成铺设。因此可以将与拱架连接的固定组件作为隔水背板的支撑点完成隔水背板的铺设，如此能够防止隔水背板因连接不稳固而断开。示例性的，图5是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中铺设隔水背板后的隧道毛面示意图，隔水背板12可以位于拱架11远离隧道毛面的一侧。
图6是本发明实施例提供的一种隔水背板的结构示意图。其中，隔水背板 12可以包括隔水背板架121以及位于隔水背板架121上的多个子隔水背板122，隔水背板架121可以是工字钢。隔水背板可以支撑脱落的松散岩体并使其与水泥砂浆固结形成稳定的结构体；同时隔水背板阻隔了地下水外流，为喷射混凝土施工创造了技术条件。
可选地，隔水背板12上可以设置有多个凹槽，该凹槽可以为w型凹槽，w 型凹槽的承受力更好，且便于水泥砂浆附着在隔水背板上。此外，隔水背板12 还可以为其他形状，如波浪形等，本发明实施例在此不做限定。在图6中，两个作为隔水背板架121的工字钢之间为子隔水背板122。图7是图6所示的隔水背板12中任一子隔水背板122的结构示意图。该子隔水背板122可以由钢构成，钢具有足够的强度和硬度，适宜作为户外的搭建材料使用。子隔水背板可以有不同的规格尺寸，示例性的，图7中所示的尺寸如下；A为35毫米、B为 100毫米、C为30毫米、D为40毫米、E为20毫米、F为40毫米。
在步骤205中，通过多个注浆口向隔水背板和隧道毛面之间注入水泥砂浆。
每个注浆口都设置有一根注浆管，注浆管的一端位于隔水背板和隧道毛面之间，另一端位于隔水背板远离拱架的一侧。可以使用注浆机将水泥砂浆通过注浆口注入隔水背板和隧道毛面之间的空隙内。示例性的，图8是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中注入水泥砂浆后的隧道毛面示意图，在图8中，通过注浆管131在隧道毛面和隔水背板12中间注满了水泥砂浆13。水泥砂浆13可以在隔水背板12的支撑作用下凝固。
图9是图8所示的隧道毛面示意图中，注浆管131处的结构示意图。其中，注浆管131穿过隔水背板以及拱架，伸入隧道毛面和隔水背板之间的空隙。通过该注浆管131即可向隔水背板和隧道毛面之间注入水泥砂浆。
在步骤206中，在隔水背板远离钢拱架的一侧设置金属网。
设置金属网可以防止后续喷射混凝土时受喷面(即隔水背板远离隧道毛面的一面)由于承受喷射力而塌落，同时具有减少回弹量、避免混凝土层的开裂，增强初期支护整体稳定性的作用，其中回弹量是指在进行喷射混凝土的过程中，由于不能及时凝结而掉落的部分混凝土的重量即为喷射混凝土的回弹量。且金属网可以使混凝土喷射时更加全面，不易出现混凝土填充不实的死角。其中金属网可以是钢筋网片。图10是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中架设金属网后的隧道毛面示意图，在隧道毛面和隔水背板12之间注射完水泥砂浆13后，再在隔水背板12远离拱架11的一侧铺设金属网14。
在步骤207中，在金属网上喷射混凝土。
水泥砂浆凝固后，隔水背板和水泥砂浆阻挡了松散且富水的地层中的卵砾石和多余的淋水，形成一个稳定的支撑，此时再喷射混凝土，完成本申请中隧道毛面初期支护方法的最后一步。此步骤在现有技术中的进度为完成初期喷射混凝土，后续支护方法步骤与现有技术一致，本发明实施例在此不做赘述。图11是本发明实施例示出的另一种隧道初期支护方法中喷射混凝土后的隧道毛面示意图，在清理危石后的洞身隧道内架设拱架11，之后铺设隔水背板12，在在隔水背板12和隧道毛面之间注射水泥砂浆13，之后在隔水背板12远离拱架11的一侧铺设金属网14，再在金属网14上喷射混凝土15。
综上所述，本发明实施例提供的一种隧道初期支护方法，该方法先沿隧道毛面架设拱架，之后在拱架远离隧道毛面的一侧铺装隔水背板，向隔水背板和隧道毛面之间注入水泥砂浆，在隔水背板远离钢拱架的一侧设置金属网，最后在金属网上喷射混凝土，完成隧道初期支护。水泥砂浆注入隔水背板和隧道毛面之间可以固结松散地层的岩体，隔水背板可以支撑水泥砂浆以便于水泥砂浆凝固。解决了相关技术中在遇到松散且富水的地层时，初期喷射混凝土时混凝土遇水难以在隧道毛面内成型凝固的问题，达到了在松散且富水的地层也可以快速有效的完成隧道初期支护的效果。
以上所述仅为本发明的一些实施例，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 (10)

1.一种隧道初期支护方法，其特征在于，所述方法包括：
沿隧道毛面架设拱架；
在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板；
向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆；
在所述隔水背板远离所述钢拱架的一侧设置金属网；
在所述金属网上喷射混凝土。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔水背板上设置有多个注浆口，
所述向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆，包括：
通过所述多个注浆口向所述隔水背板和所述隧道毛面之间注入水泥砂浆。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板之前，所述方法还包括：
在所述隔水背板上形成所述多个注浆口。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个注浆口在所述隔水背板上均匀分布。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述注浆口设置有注浆管，所述注浆管的一端位于所述隔水背板和所述隧道毛面之间，另一端位于所述隔水背板远离所述拱架的一侧。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔水背板上设置有多个凹槽。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述凹槽为w型凹槽。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述隔水背板由钢构成。
9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧铺装隔水背板，包括：
在所述拱架上设置固定组件；
通过所述固定组件将所述隔水背板铺装在所述拱架远离所述隧道毛面的一侧。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述隔水背板包括隔水背板架以及位于所述隔水背板架上的多个子隔水背板。
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