CN111828051B - 一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，包括如下步骤：S1：设计开挖的小导洞的数量和位置；S2：钻孔灌注桩；S3：进行隧道超前支护；S4：进行隧道开挖并进行初期支护，初喷砼，支撑钢支架，然后在隧道的左侧面、右侧面、顶面、底面喷射混凝土；S5：隧道防水施工；S6：二衬结构墙体施工，在二衬中隔墙中的相邻两根竖向钢支撑之间焊接钢筋网，竖向钢支撑及钢筋网作为骨架浇筑中隔墙混凝土，二衬结构墙体分两次浇筑，先浇筑底板混凝土，然后在底板上预埋台车钢轨螺栓，在底板混凝土达到一定强度后，在底板上安装运行台车用的轨道，运行台车，同时浇筑中隔墙、侧壁和顶壁混凝土；S7：拆模及支架拆除，混凝土养护。

Description

一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法。

背景技术

地下线路工程的主要施工方法有盾构法、明挖法以及暗挖法。盾构法主要用于地质条件好、线路长、曲线半径大的隧道施工中。明挖法简单易行，但要拆迁和维修大量的地下管网和地面建筑，不同程度地影响地面交通和商业活动的正常运行和开展，会给附近居民带来很多不便。暗挖法适用于不宜明挖施工的各种地层，尤其对城区交通运输繁忙、地下管线密布，且对地面沉陷要求严格的情况下修建的浅埋隧道更为适用。

浅埋暗挖法是在新奥法的基础上，针对城市地下工程的特点发展起来的，通过分步开挖和超前支护等辅助工法来确保隧道施工安全，目前隧道浅埋暗挖法在施工时，一般情况下分为多个小导洞开挖，同时架设临时支架。待施作二衬之前，再将临时支架拆除。这样一来，临时支架不仅需要安装，在施作二衬前还要进行拆除，过程繁琐复杂，而且由于临时支架的限制，不能采用工程机械，严重制约了开挖进度，延长了施工周期。矩形断面隧道极易发生拱顶沉降、坍塌冒顶等质量安全问题，拆除中间临时撑的施工风险高、难度大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，以解决了现有技术中在施作二衬时拆除临时支撑耗费时间较长影响开挖进度以及大幅度降低了矩形断面隧道拱顶沉降、坍塌冒顶等的问题。

为实现上述目的，本发明的一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法所采用的技术方案是：

一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，包括如下步骤：

S1：根据隧道设计舱室数量和位置确定分布开挖的小导洞的数量和位置；

S2：钻孔灌注桩，按照现场实际情况，先施工隧道一端洞口围护桩，再施工隧道另一端洞口围护桩；

S3：进行隧道超前支护；

S4：进行隧道开挖并进行初期支护，小导洞每次开挖进尺完成后初喷砼，并在小导洞的顶壁设置顶部横向钢支撑，在侧壁设置竖向钢支撑，在与竖向中隔墙重合处设置中间竖向钢支撑，在小导洞的底壁设置横向钢支撑，使各段钢支撑形成环状；按上述小导洞开挖步骤循环进行其余小导洞的开挖支护，各小导洞支护完成后整个断面形成外轮廓为环状的钢支架，然后在隧道的左侧面、右侧面、顶面、底面喷射混凝土；

S5：隧道防水施工，在初期支护下层铺设防水层；

S6：二衬结构墙体施工，在二衬中隔墙中的临时竖向钢支撑两侧安装二衬结构钢筋网，竖向钢支撑及钢筋网作为骨架浇筑中隔墙混凝土，二衬结构墙体分两次浇筑，先浇筑底板混凝土和墙身混凝土，底板与墙身之间浇筑有倒角，墙身部位浇筑至倒角以上50cm，然后在底板上预埋台车钢轨螺栓，在底板混凝土达到一定强度后，在底板上安装运行台车用的轨道，运行台车，然后同时浇筑中隔墙、侧壁和顶壁混凝土，形成钢筋混凝土二衬结构墙体；

S7：拆模及支架拆除，混凝土养护。

有益效果：本发明中，在进行二衬结构施工时，先在二衬中隔墙中的相邻两根竖向钢支撑之间焊接钢筋网，竖向钢支撑以及钢筋网作为骨架浇筑在二衬中隔墙中，一方面，避免拆除二衬中隔墙中的竖向钢支撑，节省了拆除竖向钢支撑花费的时间，从而加快了施工进度，缩短了施工周期；第二，将竖向钢支撑浇筑在二衬中隔墙中，能够增加二衬中隔墙的结构强度，进一步保证了二衬中隔墙对矩形隧道的支护作用。

进一步的，所述小导洞设置有四个，四个小导洞的施工顺序为右上小导洞、右下小导洞、左上小导洞、左下小导洞，各个小导洞支护完成后的钢支架在断面处形成“田”字形钢支架。

有益效果：在隧道断面较大的情况下能够保证隧道的顺利开挖以及安全支护。

进一步的，在二衬结构施工前将“田”字形钢支架的中间横向钢支撑拆除。

有益效果：一方面，方便台车进入隧道；另一方面，方便防水板的铺设，保证防水设施具有较好的防水效果。

进一步的，所述竖向钢支撑和横向钢支撑均为工字钢，二衬中隔墙中的工字钢的腹部开设有上下两排浇筑孔。

有益效果：减小竖向钢支撑对浇筑混凝土的流动造成挡止，使混凝土在沿二衬中隔墙延伸方向的流动性，从而能够使混凝土更加均匀的向上堆积。

进一步的，每排所述浇筑孔打孔时先采用跳二打一，再跳一打一最后全打的方式。

有益效果：在满足混凝土在沿二衬中隔墙延伸方向流动性的同时，避免在开设浇筑孔时会对竖向钢支撑的支撑强度造成影响，从而影响对隧道的支护。

在进行初期支护时，相邻钢支架之间通过沿隧道延伸方向设置的连接筋连成整体，并在钢支架的顶壁、两侧壁焊接钢筋网。

有益效果：连接筋、钢筋网将各钢支架之间进行连接，使钢支架、连接筋、钢筋网形成更加严密的支护体系，保证了二衬结构墙体浇筑前具有足够的支撑强度以及在进行二衬结构墙体浇筑时具有足够的安全性。

所述超前支护包括大管棚支护和小导管支护。

有益效果：保证超前支护更加全面稳定，施工过程更加安全可靠。

附图说明

图1是本发明的一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法的流程图；

图2是本发明中的钢支架的结构示意图；

图3是本发明中的二衬结构墙体法人示意图；

图4是本发明中二衬中隔墙工字钢浇筑孔布置图。

附图标记：1-右上小导洞；2-右下小导洞；3-左上小导洞；4-左下小导洞；5-顶部横向钢支撑；6-中间横向钢支撑；7-底部横向钢支撑；8-左侧竖向钢支撑；9-中间竖向钢支撑；10-右侧竖向钢支撑；11-大管棚；12-小导管；13-钢支架；14-防水层；15-二衬结构墙体；16-底板混凝土；17-浇筑孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法的具体实施例作进一步详细描述：

如图1和图3所示，本发明的二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法包括如下步骤：

第一步，进行施工准备。

做好技术交底、安全交底；施工前，清除地面建筑垃圾，对场地进行平整，再次核对管线情况和地面情况，根据隧道设计舱室数量和位置确定分布开挖的小导洞的数量和位置，本实施例中，小导洞设置有四个，分别为右上小导洞1、右下小导洞2、左上小导洞3、左下小导洞4；修筑基坑上口周围及工作坑内施工便道及排水设施；各种施工用机械，如挖掘机、装载机、自卸车、钻孔机、喷锚机、空压机等机械设备配备到位；本实施例中，隧道截面形状为矩形。

第二步，钻孔灌注桩，按照现场实际情况，先施工隧道一端洞口围护桩，再施工隧道另一端洞口围护桩，单侧围护桩钻孔先钻奇数桩，再钻偶数桩，钢筋制作和砼浇筑工作随成桩顺序进行。

第三步，进行隧道超前支护，超前支护包括大管棚11支护和小导管12支护。

超前大管棚11为隧道的主要超前支护，在隧道入洞之前在洞口外实施，根据具体情况，决定选用孔口设密封装置“一次性导向管钻进法”施工大管棚11，也即成孔和打设支护管一次完成。

超前小导管12使在掌子面下步开挖之前，采用注浆管对后续土层拱顶及两侧进行超前注浆固结加固，超前小导管12从钢架腹部穿过，并由专用顶头顶进；用直角尺保证小导管12环向垂直于钢支架13，径向以水准尺和钢卷尺以及小导管12轴线与隧道轴线的距离控制外插角度保证在5-10°之间，小导管12尾端外露足够长度，并与钢拱架焊接在一起。

第四步，进行隧道开挖并进行初期支护。

（1）四个小导洞的施工顺序为右上小导洞1、右下小导洞2、左上小导洞3、左下小导洞4，小导洞每次开挖进尺完成后初喷4cm砼。

（2）在初喷砼后，如图2所示，以右上小导洞1的钢支撑架设为例进行说明，在小导洞的顶壁设置顶部横向钢支撑5，在右侧壁设置右侧竖向钢支撑10，在与竖向中隔墙重合处设置中间竖向钢支撑9，在小导洞的底壁设置底部横向钢支撑7，使各段钢支撑形成环状；左上小导洞3的钢支撑架设时，在小导洞的顶壁设置顶部横向钢支撑5，在左侧壁设置左侧竖向钢支撑8，在小导洞的底壁设置底部横向钢支撑7。

然后按上述小导洞开挖步骤循环进行其余小导洞的开挖支护，各小导洞支护完成后整个断面形成外轮廓为环状的钢支架13，本实施例中，如图2所示，各个小导洞支护完成后，各钢支撑在断面处形成“田”字形钢支架13，即右上小导洞1的底部横向钢支撑与左上小导洞3的底部横向钢支撑将变成钢支架13的中间横向钢支撑6。然后在相邻钢支架13之间通过沿隧道延伸方向设置的连接筋连成整体，并在相邻钢支架13的顶壁、两侧壁焊接钢筋网，使钢支架13、连接筋、钢筋网形成更加严密的支护体系，保证了二衬结构墙体15浇筑前具有足够的支撑强度以及在进行二衬结构墙体15浇筑时具有足够的安全性。

本实施例中，左侧竖向钢支撑8、右侧竖向钢支撑10、中间竖向钢支撑9、顶部横向钢支撑5、中间横向钢支撑6、底部横向钢支撑7均为工字钢结构。

（3）在隧道的左侧面、右侧面、顶面、底面再次喷射混凝土，混凝土分多次喷射，一次喷射厚度不超过10cm，喷射拱部时，一次喷射厚度不超过7cm。

（4）拆除临时中间横向钢支撑6，各小导洞开挖支护完毕后，初期支护封闭成环，初期支护可以承受围岩的全部压力，这时的中间横向钢支撑6就可以拆除，中间竖向钢支撑9直接浇筑在二衬中隔墙中不再拆除。中间横向钢支撑6拆除采用电气焊切断，保证切面光滑平整，不突出，便于防水作业。

第五步，隧道防水施工，在初期支护下层铺设防水层14。

第六步，二衬结构墙体15施工。

（1）二衬结构墙体15浇筑前，由于二衬中隔墙中设置有中间竖向钢支撑9，且两侧的空隙较小，因此，浇筑时必须采用流动性较大的混凝土，且严格控制颗粒级配，为了方便混凝土流入，如图4所示，在二衬中隔墙中的中间竖钢支撑的腹部开设浇筑孔17，浇筑孔17的尺寸为20 *10 cm，且浇筑孔17设置有上下两排，两排浇筑孔17上下间隔1m设置，下浇筑孔17距离第一次混凝土浇筑面50cm，上浇筑孔17距离腋角60cm。浇筑过程中必须安排专人通过观察窗检查混凝土的浇筑情况，用插入式振动棒和附着式振动器相结合的方式加强振捣，保证混凝土的质量。浇筑孔17按排打孔，每排浇筑孔17在打孔时采用跳二打一，再跳一打一最后全打的方式，一排浇筑孔17打好以后进行另一排浇筑孔17的开设，每一步打孔完成需至少间隔24h充分观察周边状况，路面沉降、管道沉降、拱顶下沉及洞内收敛，数据稳定并满足要求后方可进行下步打孔作业。

（2）浇筑孔17打好后，在二衬中隔墙中的两根竖向钢支撑之间焊接钢筋网，钢筋网与初期支护时在相邻两钢支架13之间的连接筋以及钢筋网固定连接形成骨架结构，竖向钢支撑及竖向钢支撑之间的钢筋网作为骨架浇筑中隔墙混凝土。

（3）二次结构墙体分两次浇筑，先浇筑底板混凝土16和墙身混凝土，底板与墙身之间浇筑有倒角，墙身部位浇筑至倒角以上50cm，然后在底板混凝土16上部预埋台车钢轨螺栓，在底板混凝土16达到一定强度后，在底板上安装运行台车用的轨道，运行台车，然后同时浇筑中隔墙、侧壁和顶壁混凝土，形成钢筋混凝土二衬结构墙体15。二衬结构墙体15均采用C40商品砼，地泵泵送砼入模浇注，底板砼采用插入式振捣器振捣密实，边墙及顶板砼采用附着式振捣器在模板外振捣。

第七步，拆模及支架拆除，混凝土养护。

混凝土浇筑完初凝后，及时进行养护，常采用洒水覆盖养护，最好采用喷水雾养护法。养护方法要适应施工季节的变化：一般情况下采用覆盖洒水养护，使混凝土表面的潮湿状态保持在5～7天以上。

混凝土浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d。

本发明进行二衬结构施工时将中间竖向钢支撑9作为骨架浇筑在二衬中隔墙中，一方面，避免拆除二衬中隔墙中的竖向钢支撑，节省了拆除竖向钢支撑花费的时间，从而加快了施工进度，缩短了施工周期；第二，由于矩形断面隧道极易发生拱顶沉降、坍塌冒顶等质量安全问题，拆除中间临时撑的施工风险高、难度大，将竖向钢支撑浇筑在二衬中隔墙中，能够增加二衬中隔墙的结构强度，进一步保证了二衬中隔墙对隧道的支护作用，大幅度降低了矩形断面隧道拱顶沉降、坍塌冒顶等问题的发生概率。

另外，为了减小竖向钢支撑对浇筑混凝土的流动造成挡止，保证混凝土在沿二衬中隔墙延伸方向的流动性，二衬中隔墙中的中间竖向钢支撑9的腹部开设有上下两排浇筑孔17，避免中间竖向钢支撑9对浇筑的混凝土的流动性造成严重干扰，保证了同一高度的混凝土的浇筑时间以及凝固时间相同，从而保证了二衬中隔墙的浇筑质量。

上述实施例中，所述小导洞设置有四个，四个小导洞的施工顺序为右上小导洞、右下小导洞、左上小导洞、左下小导洞，各个小导洞支护完成后的钢支撑在断面处形成“田”字形钢支架；其他实施例中，小导洞设置有左右相邻的两个，两个小导洞依次进行施工，两个小导洞支护完成后的钢支架的外轮廓为环状。

上述实施例中，所述竖向钢支撑和横向钢支撑均为工字钢，二衬中隔墙中的工字钢的腹部开设有上下两排浇筑孔；其他实施例中，二衬中隔墙中的工字钢的腹部开设有一排浇筑孔。

上述实施例中，所述浇筑孔打孔时先采用跳二打一，再跳一打一最后全打的方式；其他实施例中，所述浇筑孔打孔时先采用跳三打一，再跳二打一，最后挑一打一最终全打的方式。

Claims (4)

1.一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，其特征是，包括如下步骤：

S1：根据隧道设计舱室数量和位置确定分布开挖的小导洞的数量和位置；

S2：钻孔灌注桩，按照现场实际情况，先施工隧道一端洞口围护桩，再施工隧道另一端洞口围护桩；

S3：进行隧道超前支护；

S4：进行隧道开挖并进行初期支护，小导洞每次开挖进尺完成后初喷砼，并在小导洞的顶壁设置顶部横向钢支撑，在侧壁设置竖向钢支撑，在与竖向中隔墙重合处设置中间竖向钢支撑，在小导洞的底壁设置横向钢支撑，使各段钢支撑形成环状；按上述小导洞开挖步骤循环进行其余小导洞的开挖支护，各小导洞支护完成后整个断面形成外轮廓为环状的钢支架，然后在隧道的左侧面、右侧面、顶面、底面喷射混凝土；

S5：隧道防水施工，在初期支护下层铺设防水层；

S6：二衬结构墙体施工，在二衬中隔墙中的临时竖向钢支撑两侧安装二衬结构钢筋网，竖向钢支撑及钢筋网作为骨架浇筑中隔墙混凝土，二衬结构墙体分两次浇筑，先浇筑底板混凝土和墙身混凝土，底板与墙身之间浇筑有倒角，墙身部位浇筑至倒角以上50cm，然后在底板上预埋台车钢轨螺栓，在底板混凝土达到一定强度后，在底板上安装运行台车用的轨道，运行台车，然后同时浇筑中隔墙、侧壁和顶壁混凝土，形成钢筋混凝土二衬结构墙体；

S7：拆模及支架拆除，混凝土养护；

所述小导洞设置有四个，四个小导洞的施工顺序为右上小导洞、右下小导洞、左上小导洞、左下小导洞，各个小导洞支护完成后的钢支架在断面处形成“田”字形钢支架；

在二衬结构施工前将“田”字形钢支架的中间横向钢支撑拆除；

所述竖向钢支撑和横向钢支撑均为工字钢，二衬中隔墙中的工字钢的腹部开设有上下两排浇筑孔。

2.根据权利要求1所述的一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，其特征是，每排所述浇筑孔打孔时先采用跳二打一，再跳一打一最后全打的方式。

3.根据权利要求1或2所述的一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，其特征是，在进行初期支护时，相邻钢支架之间通过沿隧道延伸方向设置的连接筋连成整体，并在钢支架的顶壁、两侧壁焊接钢筋网。

4.根据权利要求1或2所述的一种二衬中隔墙带撑模注隧道施工方法，其特征是，所述超前支护包括大管棚支护和小导管支护。

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