CN111828048B - 浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法，涉及隧道施工技术领域，具体包括以下步骤：超前小导管安装、注浆完成之后，相邻超前小导管之间形成安装空位，在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板，所述钢托板的插入深度大于隧道循环掘进深度，解决现有技术中的超前小导管形成的柱形固结体之间以及下方的土不容易被固结导致隧道掘进过程中易掉渣和冒顶的问题。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体提供一种浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法。
背景技术
道路施工中，隧道是必不可少的结构工程，能够有效缩减道路长度，优化线性。隧道施工中，尤其是砂质黏土地质段隧道，多发生冒顶坍塌事故，多采用地表加固坍塌体，洞内打设管棚或超前小导管等超前支护措施。
但是，超前小导管只能以自身为轴线，沿其周向喷射注浆，形成圆柱形固结体。由于超前小导管通常设置5°~10°的外插角，其形成的圆柱形固结体与隧道掘进方向之间形成有楔形部分，位于该楔形部分的土可能不容易被固结，以及相邻超前小导管之间的土也可能没有被固结，比较松动。这样在隧道掘进的过程中，位于楔形部分的土可能掉渣和冒顶，带来危险。
相应地，本领域需要一种浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提出一种浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法，解决现有技术中的超前小导管形成的柱形固结体之间以及下方的土不容易被固结导致隧道掘进过程中易掉渣和冒顶的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法包括以下步骤：超前小导管安装、注浆完成之后，相邻超前小导管之间形成安装空位，在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板，所述钢托板的插入深度大于隧道循环掘进深度。
本方案的技术效果是：通过在超前小导管之间的安装空位插打钢托板，多个钢托板对超前小导管之间的土以及超前小导管与隧道掘进方向之间形成的楔形部分的土形成支撑，防止在隧道掘进的过程中，发生土渣掉落或者冒顶事故，提高施工过程的安全性；将钢托板的插入深度设置为大于隧道循环掘进深度，使得隧道在进行下一步的开挖过程中，钢托板靠近两端的位置始终被钢架和未开挖的土支撑；一般在进行一个循环掘进深度的开挖之后，会架设钢架，因此在进行后续的开挖时，钢托板靠近两端的位置始终被钢架支撑，提高了钢托板支撑的可靠性和稳定性。
在上述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法的优选技术方案中，所述步骤“在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板”具体包括以下步骤：在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向每间隔一个安装空位插打一块钢托板。
本方案的技术效果是：通过这样的设置，在保证对隧道顶部进行均匀和稳固支撑的基础上，减少工作量和支撑成本；另一方面也避免了对后一阶段超前小导管之间钢托板的插设的影响，方便下一阶段钢托板的顺利插设。
在上述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法的优选技术方案中，所述步骤“在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板”之后，所述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法还包括以下步骤：后一阶段超前小导管安装、注浆完成之后，在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板。
本方案的技术效果是：通过这样插空布设钢托板，省时省力省材料的基础上，前、后两阶段的钢托板相互配合，也能够对隧道顶部的土形成良好的支撑效果；而且这样设置，前一阶段的钢托板不会影响后一阶段的钢托板的插打过程，保证钢托板的顺利施工。
在上述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法的优选技术方案中，所述步骤“后一阶段超前小导管安装、注浆完成之后，在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板”具体包括以下步骤：按照循环掘进深度开挖，每开挖一个循环掘进深度，在围岩初喷混凝土，之后架设临时支撑架；开挖至后一阶段需要安装超前小导管的位置，于该位置安装钢架；安装超前小导管并注浆；拆卸影响插打钢托板的临时支撑架。
本方案的技术效果是：在隧道开挖过程中，通常开挖一个循环掘进深度之后，会架设一榀钢架，由于钢托板的插入深度大于隧道循环掘进深度，因此钢托板至少大于两个钢架之间的间距，那么在进行后一阶段的钢托板的插设时，前面临近的钢架与要插设钢托板的钢架之间的间距小于钢托板的长度，会影响钢托板的插设，因此，为了保证已开挖的围岩的稳定性和钢托板的顺利插设，设置临时支撑架，方便插打钢托板时进行拆卸，同时在围岩上初喷的混凝土会对围岩起到一定的封闭和支护作用，防止在插打钢托板时，土渣掉落。
在上述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法的优选技术方案中，所述步骤“在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板”之后，所述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法还包括以下步骤：拆卸全部临时支撑架，并于原来架设临时支撑架的位置安装钢架。
本方案的技术效果是：在完成后一阶段钢托板的插设之后，立即换成钢架进行后续支护工序，保证隧道正常支护的强度和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法施工状态侧面剖视图；
图2为本发明浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法施工状态俯视图。
附图标记列表：1、超前小导管；2、钢架；3、钢托板；4、掌子面；5、临时支撑架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法的具体实施例：如图1和图2所示，浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法包括以下步骤：步骤S1、超前小导管1安装、注浆完成之后，相邻超前小导管1之间形成安装空位，在与超前小导管1连接的钢架2上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板3，钢托板3的插入深度大于隧道循环掘进深度。其中，隧道循环掘进深度为每次开挖深度，即掌子面每次前进深度。
通过在超前小导管1之间的安装空位插打钢托板3，多个钢托板3对超前小导管1之间的土以及超前小导管1与隧道掘进方向之间形成的楔形部分的土形成支撑，防止在隧道掘进的过程中，发生土渣掉落或者冒顶事故，提高施工过程的安全性；将钢托板3的插入深度设置为大于隧道循环掘进深度，使得隧道在进行下一步的开挖过程中，钢托板3靠近两端的位置始终被钢架2和未开挖的土支撑，如图1中所示；一般在进行一个循环掘进深度的开挖之后，会架设钢架2，因此在进行后续的开挖时，钢托板3靠近两端的位置始终被钢架2支撑，提高了钢托板3支撑的可靠性和稳定性。
继续参阅图2，优选地，步骤S1具体包括以下步骤：步骤S10、超前小导管1安装、注浆完成之后，相邻超前小导管1之间形成安装空位，在与超前小导管1连接的钢架2上方、沿隧道开挖方向每间隔一个安装空位插打一块钢托板3。
通过这样的设置，在保证对隧道顶部进行均匀和稳固支撑的基础上，减少工作量和支撑成本；另一方面也避免了对后一阶段超前小导管1之间钢托板3的插设的影响，方便下一阶段钢托板3的顺利插设。
可以理解的是，虽然上述实施例中所述的钢托板3每间隔一个安装空位插设一个，但是这并不是对钢托板3插设位置的限制，只是其中一种实施方式，例如，还可以每间隔一个安装空位，在接下来的两个安装空位连续插打钢托板3；或者间隔一个安装空位，插打一块钢托板3，再间隔两个安装空位，插打一块钢托板3，交替进行；再或者每间隔两个安装空位，连续插打两块钢托板3等，本领域技术人员可以根据实际情况和需要合理地设置钢托板3的布设方式。
优选地，步骤S1之后，浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法还包括以下步骤：步骤S2、后一阶段超前小导管1安装、注浆完成之后，在与前一阶段没有插打钢托板3的安装空位对应的安装空位插打钢托板3。
这种插空布设钢托板3的方式，省时省力省材料的基础上，前、后两阶段的钢托板3相互配合，也能够对隧道顶部的土形成良好的支撑效果；而且这样设置，前一阶段的钢托板3不会影响后一阶段的钢托板3的插打过程，保证钢托板3的顺利施工。
优选地，步骤S2具体包括以下步骤：步骤S21、按照循环掘进深度开挖，每开挖一个循环掘进深度，在围岩初喷混凝土，之后架设临时支撑架；步骤S22、开挖至后一阶段需要安装超前小导管1的位置，于该位置安装钢架2；步骤S23、安装超前小导管1并注浆；步骤S24、拆卸影响钢托板3插打的临时支撑架；步骤S25、在与前一阶段没有插打钢托板3的安装空位对应的安装空位插打钢托板3。
在隧道开挖过程中，通常开挖一个循环掘进深度之后，会架设一榀钢架2，由于钢托板3的插入深度大于隧道循环掘进深度，因此钢托板3至少大于两个钢架2之间的间距，那么在进行后一阶段的钢托板3的插设时，前面临近的钢架2与要插设钢托板3的钢架2之间的间距小于钢托板3的长度，会影响钢托板3的插设，因此，为了保证已开挖的围岩的稳定性和钢托板3的顺利插设，设置临时支撑架，方便插打钢托板3时进行拆卸，同时在围岩上初喷的混凝土会对围岩起到一定的封闭和支护作用，防止在插打钢托板3时，土渣掉落。
优选地，步骤S25之后，浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法还包括以下步骤：步骤S26、拆卸全部临时支撑架，并于原来架设临时支撑架的位置安装钢架2。在完成后一阶段钢托板3的插设之后，立即换成钢架2进行后续支护工序，保证隧道正常支护的强度和稳定性。
可以理解的是，虽然上述实施例中所述的前一阶段和后一阶段安装超前小导管1的位置之间每开挖一个循环掘进深度，架设一个临时支撑架，但是这只是一种实施方式，例如还可以每开挖一个循环掘进深度，架设一个钢架2，在完成下一循环掘进深度之后需要插打钢托板3时，此次开挖部分可以先只沿围岩初喷混凝土，不架设钢架2，等下一循环掘进深度开挖完成，钢托板3插打进入掌子面一部分之后，回来架设上一开挖部分的钢架2，本领域技术人员可以根据隧道的实际情况和需要合理地选择在前、后两阶段安装超前小导管1的位置之间是否架设临时支撑架。
作为一种具体的实施例，钢托板3厚1cm，宽20cm，长1m，超前小导管1沿隧道开挖方向的间距为1m，环向间距为30cm，隧道的循环掘进深度为0.5m，每掘进0.5m需架设钢架2。本发明浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法具体包括以下步骤：超前小导管1安装、注浆完成之后，在与超前小导管1连接的钢架2上方、沿隧道开挖方向每间隔一个安装空位插打一块钢托板3，钢托板3插入掌子面深度不小于0.7m，即插入下一循环开挖部分的掌子面4的深度不小于0.2m，可采用小型电动冲击锤或者手持八卦锤人工插打；沿隧道掘进方向开挖0.5m，沿开挖出的围岩初喷混凝土，之后架设临时支撑架，上一步将钢托板3一次性插入掌子面0.7m有困难时，可以在此次开挖的过程中，分次打入；沿隧道掘进方向继续开挖0.5m，到达后一阶段需要安装超前小导管1的位置，架设钢架2；安装超前小导管1并注浆；拆卸上一开挖位置的临时支撑架；在与前一阶段没有插打钢托板3的安装空位对应的安装空位插打钢托板3，钢托板3插入此阶段掌子面深度不小于0.7m；于原来架设临时支撑架的位置安装钢架2，进行后续支护。
以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法，其特征在于，包括以下步骤：
超前小导管安装、注浆完成之后，相邻超前小导管之间形成安装空位，在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板，所述钢托板插打于钢架和隧道的拱顶之间，所述钢托板的插入深度大于隧道循环掘进深度；
所述步骤“在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板”具体包括以下步骤：
在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向每间隔一个安装空位插打一块钢托板；
所述步骤“在与超前小导管连接的钢架上方、沿隧道开挖方向在至少一部分安装空位插打钢托板”之后，所述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法还包括以下步骤：
后一阶段超前小导管安装、注浆完成之后，在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板。
2.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法，其特征在于，所述步骤“后一阶段超前小导管安装、注浆完成之后，在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板”具体包括以下步骤：
按照循环掘进深度开挖，每开挖一个循环掘进深度，在围岩初喷混凝土，之后架设临时支撑架；
开挖至后一阶段需要安装超前小导管的位置，于该位置安装钢架；
安装超前小导管并注浆；
拆卸影响插打钢托板的临时支撑架；
在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板。
3.根据权利要求2所述的浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法，其特征在于，所述步骤“在与前一阶段没有插打钢托板的安装空位对应的安装空位插打钢托板”之后，所述浅埋暗挖隧道施工洞顶防止粉土塌落方法还包括以下步骤：
拆卸全部临时支撑架，并于原来架设临时支撑架的位置安装钢架。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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