CN111271079A - 隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系及其施工方法，其中支护体系包括设置在隧底的仰拱衬砌、初期支护，由两侧边墙打入围岩中的钢花管锁脚，以及分别位于中心水沟上、下方的封堵隔离墙和预加固桩，仰拱衬砌包括沿隧道横向对称设置的两个半幅仰拱衬砌，初期支护包括沿隧道横向对称设置的两个半幅初期支护，预加固桩分别与两个半幅仰拱衬砌、两个半幅初期支护固结。本发明通过“分幅开挖、分幅支护”的形式来降低隧道在营运状态下分幅重构隧底结构的风险，重构隧底结构作业时间可以不受限制，减少了钢垫梁架空加固工序，减少了对轨道结构的干扰，在保证安全的前提下能极大地提高运营状态下施工进度。
Description
技术领域
本发明涉及运营隧道工程重构结构技术领域，特别是一种隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系及其施工方法。
背景技术
隧道的轨下结构是隧道支护体系以及运营体系中最重要的组成部分，也是隧道病害发生最为严重的部位。据调研，部分既有铁路隧道在运营前或经过一段时间的运营之后，轨下结构(包括轨道板、仰拱填充)出现不同程度的开裂、破损，直接表现为仰拱部位隆起，导致轨道不平顺，危害极大，尤其是对于采用无砟道床的隧道，由于其轨道的可调空间极为有限，轨道隆起病害直接危及行车安全。目前常规的整治对策是采用钢垫梁架空轨道结构后，对既有隧底结构进行整幅拆除后重构，但整幅拆除既有隧底结构往往施工工效低，对轨道结构及线路运营干扰大。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的对既有隧底结构进行整幅拆除后重构，施工工效低，对轨道结构及线路运营干扰大的问题，提供一种隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系及其施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系，包括设置在隧底的仰拱衬砌、初期支护，由两侧边墙打入围岩中的钢花管锁脚，以及分别位于中心水沟上、下方的封堵隔离墙和预加固桩，所述仰拱衬砌包括沿隧道横向对称设置的两个半幅仰拱衬砌，所述初期支护包括沿隧道横向对称设置的两个半幅初期支护，所述预加固桩分别与两个所述半幅仰拱衬砌、两个所述半幅初期支护固结。
本发明通过设置预加固桩，当拆除半幅隧道后，重构的半幅初期支护、半幅仰拱衬砌可以跟预加固桩固结，加固桩对所述半幅初期支护、半幅仰拱衬砌进行加固和支护，保证隧底结构安全；通过设置封堵隔离墙，可以在重构半幅隧道时，对另外半幅隧道的线路运营起到隔离和防护作用，确保重构隧底结构的时候，可以分幅施工，保障线路全天候不中断行车；通过设置钢花管锁脚，可以保障半幅隧道重构的安全性，降低重构隧底结构的风险。
本发明设有的初期支护、仰拱衬砌、钢花管锁脚和预加固桩，形成永久支护体系，设有的封堵隔离墙，形成临时支护体系，封堵隔离墙在整幅隧道重构完成后，可以进行拆除。本发明通过上述永、临结合支护体系，可以实现运营状态下的隧底结构的分幅重构，确保了重构隧底结构时的施工安全，有效的减小了对轨道结构的干扰，大幅提高了施工工效。
作为本发明的优选方案，所述封堵隔离墙为钢筋混凝土墙或钢板墙，所述封堵隔离墙只需起到隔离左右半幅隧道的作用即可，其与所述预加固桩的连接方式不限，以便于安拆为主要考虑因素。
作为本发明的优选方案，所述预加固桩为钢筋混凝土桩。
作为本发明的优选方案，所述预加固桩为人工挖孔桩。
一种隧道分幅重构隧底结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：利用运营天窗时间，在隧道两侧边墙设置钢花管锁脚，拆除隧道的中心水沟，在所述中心水沟下方挖孔并设置预加固桩，在所述预加固桩上方设置封堵隔离墙；
步骤二：拆除半幅隧道的道床及仰拱填充层、侧沟，以及半幅仰拱衬砌和半幅初期支护，另外半幅隧道线路正常营运；
步骤三：在拆除的半幅隧道处，重构半幅隧道的所述道床及仰拱填充层、所述侧沟、所述半幅仰拱衬砌和所述半幅初期支护，将所述半幅仰拱衬砌、所述半幅初期支护分别和所述预加固桩固结；
步骤四：待重构的半幅隧道达到设计强度后，恢复半幅隧道线路营运，拆除另外半幅隧道的所述道床及仰拱填充层、所述侧沟，以及所述半幅仰拱衬砌和所述半幅初期支护；
步骤五：在拆除的另外半幅隧道处，重构另外半幅隧道的所述道床及仰拱填充层、所述侧沟、所述半幅仰拱衬砌和所述半幅初期支护，将所述半幅仰拱衬砌、所述半幅初期支护分别和所述预加固桩固结；
步骤六：待重构的另外半幅隧道达到设计强度后，凿除所述封堵隔离墙、中心水沟范围内所述预加固桩的桩头，重构所述中心水沟，恢复整幅隧道线路营运。
本发明所述的施工方法，通过“分幅开挖、分幅支护”的形式来降低隧道在营运状态下分幅重构隧底结构的风险，重构隧底结构作业时间可以不受限制，减少了钢垫梁架空加固工序，减少了对轨道结构的干扰，在保证安全的前提下能极大地提高运营状态下施工进度。
作为本发明的优选方案，所述步骤一中，待所述钢花管锁脚施做完成后，再通过人工挖孔在所述中心水沟下方设置预加固桩，待所述钢花管锁脚及预加固桩施做完成并达到设计强度后，再设置所述封堵隔离墙。
作为本发明的优选方案，所述步骤六利用运营天窗时间进行施工，其余步骤二至步骤五可全天候、不中断行车施工。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过永、临结合支护体系，可以实现运营状态下的隧底结构的分幅重构，确保了重构隧底结构时的施工安全，有效的减小了对轨道结构的干扰，大幅提高了施工工效。
(2)本发明所述的施工方法，通过“分幅开挖、分幅支护”的形式来降低隧道在营运状态下分幅重构隧底结构的风险，重构隧底结构作业时间可以不受限制，减少了钢垫梁架空加固工序，减少了对轨道结构的干扰，在保证安全的前提下能极大地提高运营状态下施工进度。
附图说明
图1是现有的隧道衬砌结构的结构示意图。
图2是本发明所述的隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系的结构示意图。
图标：1-中心水沟，2-道床及仰拱填充层，3-侧沟，4-仰拱衬砌，41-半幅仰拱衬砌，5-初期支护，51-半幅初期支护，6-封堵隔离墙，7-预加固桩，8-钢花管锁脚。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，现有的隧道衬砌结构一般包括中心水沟1，道床及仰拱填充层2，两个侧沟3，隧底仰拱衬砌4和隧底初期支护5。当需要对隧底结构进行重构时，可以在隧底设置本发明所述的隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系。
如图2所示，本发明所述的隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系，包括设置在隧底的仰拱衬砌4、初期支护5，由两侧边墙打入围岩中的钢花管锁脚8，以及分别位于中心水沟1上、下方的封堵隔离墙6和预加固桩7，所述仰拱衬砌4包括沿隧道横向对称设置的左、右有两个半幅仰拱衬砌41，所述初期支护5包括沿隧道横向对称设置的左、右两个半幅初期支护51，所述预加固桩7分别与两个所述半幅仰拱衬砌41、两个所述半幅初期支护51固结。两个所述半幅仰拱衬砌41、两个所述半幅初期支护51为重构结构，所述封堵隔离墙6为钢筋混凝土墙或钢板墙，优选为钢板墙，所述封堵隔离墙6可以与所述封堵隔离墙6固定连接，所述预加固桩7为人工挖孔桩。
一种隧道分幅重构隧底结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：利用运营天窗时间，在隧道两侧边墙设置钢花管锁脚8，待所述钢花管锁脚8施做完成后，拆除隧道的中心水沟1，再通过人工挖孔在所述中心水沟1下方设置预加固桩7，待所述钢花管锁脚8及所述预加固桩7施做完成并达到设计强度后，再在所述预加固桩7上方设置封堵隔离墙6；
步骤二：拆除左侧半幅隧道的道床及仰拱填充层2、侧沟3，以及半幅仰拱衬砌41和半幅初期支护51，右侧半幅隧道线路正常营运；
步骤三：重构左侧半幅隧道的、所述道床及仰拱填充层2、所述侧沟3、所述半幅仰拱衬砌41和所述半幅初期支护51，将左侧半幅隧道的所述半幅仰拱衬砌41、所述半幅初期支护51分别和所述预加固桩7固结；
步骤四：待重构的左侧半幅隧道达到设计强度后，恢复左侧半幅隧道线路营运，拆除右侧半幅隧道的所述道床及仰拱填充层2、所述侧沟3，以及所述半幅仰拱衬砌41和所述半幅初期支护51；
步骤五：重构右侧半幅隧道的所述道床及仰拱填充层2、所述侧沟3、所述半幅仰拱衬砌41和所述半幅初期支护51，将右侧半幅隧道的所述半幅仰拱衬砌41、所述半幅初期支护51分别和所述预加固桩7固结；
步骤六：待重构的右侧半幅隧道达到设计强度后，利用运营天窗时间，凿除所述封堵隔离墙6、中心水沟1范围内所述预加固桩7的桩头，重构所述中心水沟1，恢复整幅隧道线路营运。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系，其特征在于，包括设置在隧底的仰拱衬砌(4)、初期支护(5)，由两侧边墙打入围岩中的钢花管锁脚(8)，以及分别位于中心水沟(1)上、下方的封堵隔离墙(6)和预加固桩(7)，所述仰拱衬砌(4)包括沿隧道横向对称设置的两个半幅仰拱衬砌(41)，所述初期支护(5)包括沿隧道横向对称设置的两个半幅初期支护(51)，所述预加固桩(7)分别与两个所述半幅仰拱衬砌(41)、两个所述半幅初期支护(51)固结。
2.根据权利要求1所述的隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系，其特征在于，所述封堵隔离墙(6)为钢筋混凝土墙或钢板墙。
3.根据权利要求1所述的隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系，其特征在于，所述预加固桩(7)为钢筋混凝土桩。
4.根据权利要求3所述的隧道分幅重构隧底结构的衬砌支护体系，其特征在于，所述预加固桩(7)为人工挖孔桩。
5.一种隧道分幅重构隧底结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：利用运营天窗时间，在隧道两侧边墙设置钢花管锁脚(8)，拆除中心水沟(1)，在所述中心水沟(1)下方挖孔并设置预加固桩(7)，在所述预加固桩(7)上方设置封堵隔离墙(6)；
步骤二：拆除半幅隧道的道床及仰拱填充层(2)、侧沟(3)，以及半幅仰拱衬砌(41)和半幅初期支护(51)，另外半幅隧道线路正常营运；
步骤三：在拆除的半幅隧道处，重构半幅隧道的所述道床及仰拱填充层(2)、所述侧沟(3)、所述半幅仰拱衬砌(41)和所述半幅初期支护(51)，将所述半幅仰拱衬砌(41)、所述半幅初期支护(51)分别和所述预加固桩(7)固结；
步骤四：待重构的半幅隧道达到设计强度后，恢复半幅隧道线路营运，拆除另外半幅隧道的所述道床及仰拱填充层(2)、所述侧沟(3)，以及所述半幅仰拱衬砌(41)和所述半幅初期支护(51)；
步骤五：在拆除的另外半幅隧道处，重构另外半幅隧道的所述道床及仰拱填充层(2)、所述侧沟(3)、所述半幅仰拱衬砌(41)和所述半幅初期支护(51)，将所述半幅仰拱衬砌(41)、所述半幅初期支护(51)分别和所述预加固桩(7)固结；
步骤六：待重构的另外半幅隧道达到设计强度后，凿除所述封堵隔离墙(6)、中心水沟(1)范围内所述预加固桩(7)的桩头，重构所述中心水沟(1)，恢复整幅隧道线路营运。
6.根据权利要求5所述的隧道分幅重构隧底结构的施工方法，其特征在于，所述步骤一中，待所述钢花管锁脚(8)施做完成后，再通过人工挖孔在所述中心水沟(1)下方设置预加固桩(7)，待所述钢花管锁脚(8)及预加固桩(7)施做完成并达到设计强度后，再设置所述封堵隔离墙(6)。
7.根据权利要求5所述的隧道分幅重构隧底结构的施工方法，其特征在于，所述步骤六利用运营天窗时间进行施工。
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