CN112228117A - 大断面初支大拱脚施工工法 - Google Patents

大断面初支大拱脚施工工法 Download PDF

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张隽
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Abstract

本发明涉及隧道施工技术领域,更具体而言,涉及大断面初支大拱脚施工工法。包括以下步骤:S1、施工准备;S2、全断面开挖后机械找顶;S3、初喷混凝土;S4、安装大拱脚拱架;S5、施作锁脚、超前支护、锚杆、网片、连接筋;S6、质量检验;S7、复喷混凝土。本工法工艺原理简单,技术容易掌握,便于组织管理,初期支护工序操作便捷,施工空间大,有利于机械化快速施工,可以加快施工进度,缩短了施工工期。本发明主要应用于大断面初支大拱脚施工方面。

Description

大断面初支大拱脚施工工法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,更具体而言,涉及大断面初支大拱脚施工工法。
背景技术
传统施工中隧道初期支护中钢支撑经常采用型钢钢架或者格栅钢架,钢架落地时拱脚均利用一定规格的扩大钢板增加拱架下导着陆面积,同时采用锁脚锚管防止拱脚下沉,但是锁脚锚管施工角度很难掌握且钢板面积太小,对拱架整体受力来说不是很好,在初期支护稳定时间段内沉降相对较大。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的不足,本发明提供了大断面初支大拱脚施工工法,该工法利用钢拱架底部增设的大拱脚支腿增加拱脚受力面积,同时改善受力结构,提高整榀拱架的承载能力和初支整体的稳定性,实现在软弱围岩中洞身及隧底一次性开挖到位施工。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案为:
大断面初支大拱脚施工工法,包括以下步骤:
S1、施工准备;
S2、全断面开挖后机械找顶;
S3、初喷混凝土;
S4、安装大拱脚拱架;
S5、施作锁脚、超前支护、锚杆、网片、连接筋;
S6、质量检验;
S7、复喷混凝土。
所述步骤S1中,施工准备包括加工大拱脚拱架,大拱脚拱架采用工字钢加工制成。
所述步骤S2中,隧道爆破后立即进行通风,待掌子面空气清新后,设置充足的照明设施,进行机械找顶,找顶确认安全后开始混凝土初喷作业。
所述步骤S3中,喷射混凝土作业宜采用分段、分片、分层依次进行,喷射混凝土每环应及时封闭,喷射时喷嘴料束应呈螺旋轨迹路线缓慢均匀的移动,一圈压半圈,喷射纵向呈“S”形进行,喷射的螺旋圈直径约为30cm,料束旋转速度均匀,纵向喷射第二行时,依顺序从第一行的起点处开始,行与行之间搭接不少于2~3cm。
所述步骤S4中,安装大拱脚拱架包括以下步骤:
S41、拱架加工后进行试拼,确保无扭曲翘曲现象;
S42、定位测量:安装前先准确定出每榀钢架的位置,放样时首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置;
S43、安设前准备工作:运至现场的单元钢架应分单元堆码,安设前应进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵空部分,保证钢架安设;
S44、钢架安设采用三臂拱架安装机进行安装,钢架应按设计位置安设,钢架与封闭混凝土之间应尽量紧贴,沿钢架外缘每隔2m应用钢锲或混凝土预制块锲紧;
S45、钢架安装完成后和与之相接触的锚杆头焊接,使之成为整体结构;
S46、钢架架立后随即进行喷射混凝土,先将钢架与围岩之间空隙喷满,然后将钢架全部覆盖,使钢架与喷射混凝土连成整体共同受力。
所述步骤S5中,待大拱脚拱架安装完毕后,开始施工锁脚锚管、超前小导管、锚杆、网片以及连接筋,锁脚锚管、超前小导管、锚杆的长度数量角度以及注浆饱满必须符合设计及规范要求,纵向连接筋长度、规格、间距和网片的规格尺寸及外漏长度同样满足设计及规范要求。
所述步骤S44中,两排钢架间沿周边每隔1m须用φ22的纵向钢筋联接,形成纵向连接系,使其成为一体。
所述步骤S44中,拱脚高度不够时不得用土回填,而应设置钢板调整,可加大钢架拱脚外侧断面,向围岩方向加大接触面积。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:
本工法为大断面一次性开挖成型,拱架下导采用大拱脚拱架,增大整榀拱架的承载能力,取消了临时横撑支护,避免了因拆除临时支护而造成的安全隐患, 也减少隧道初期支护在封闭成环前沉降变形,有效的规避了一定风险;拱架在加工厂加工,运输至现场三臂拱架安装机安装,有效提高了劳动生产率和施工质量;本工法工艺原理简单,技术容易掌握,便于组织管理,初期支护工序操作便捷,施工空间大,有利于机械化快速施工,可以加快施工进度,缩短了施工工期;采用本施工工法一次性投入较少,节约了施工成本。
附图说明
图1为本发明成品大拱脚拱架示意图;
图2为本发明施工工法流程示意图。
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。
如图1、图2所示,大断面初支大拱脚施工工法,包括以下步骤:
S1、施工准备;
S2、全断面开挖后机械找顶;
S3、初喷混凝土;
S4、安装大拱脚拱架;
S5、施作锁脚、超前支护、锚杆、网片、连接筋;
S6、质量检验;
S7、复喷混凝土。
优选的,步骤S1中,施工准备包括加工大拱脚拱架,大拱脚拱架采用工字钢加工制成。施工前,水、电、三臂拱架安装机、大拱脚拱架、锚杆、超前小导管、湿喷机械手、等材料设备以及相关的人员要全部就位。
优选的,步骤S2中,隧道爆破后立即进行通风,待掌子面空气清新后,设置充足的照明设施,进行机械找顶,找顶确认安全后开始混凝土初喷作业。
优选的,步骤S3中,喷射混凝土作业宜采用分段、分片、分层依次进行,喷射混凝土每环应及时封闭,按照先墙后拱,自下而上的喷射顺序湿喷,岩面凹凸不平时,应先喷凹处后找平,喷射时喷嘴料束应呈螺旋轨迹路线缓慢均匀的移动,一圈压半圈,喷射纵向呈“S”形进行,喷射的螺旋圈直径约为30cm,料束旋转速度均匀,纵向喷射第二行时,依顺序从第一行的起点处开始,行与行之间搭接不少于2~3cm。使喷出的混凝土层面平顺光滑。
优选的,步骤S4中,安装大拱脚拱架包括以下步骤:
S41、拱架加工后进行试拼,确保无扭曲翘曲现象;
S42、定位测量:安装前先准确定出每榀钢架的位置,放样时首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置;
S43、安设前准备工作:运至现场的单元钢架应分单元堆码,安设前应进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵空部分,保证钢架安设;
S44、钢架安设采用三臂拱架安装机进行安装,钢架应按设计位置安设,钢架与封闭混凝土之间应尽量紧贴,沿钢架外缘每隔2m应用钢锲或混凝土预制块锲紧;
S45、钢架安装完成后和与之相接触的锚杆头焊接,使之成为整体结构;
S46、钢架架立后随即进行喷射混凝土,先将钢架与围岩之间空隙喷满,然后将钢架全部覆盖,使钢架与喷射混凝土连成整体共同受力。
钢架在加工厂按设计加工短构件,在洞内用螺栓连接成整体。洞内安装在开挖之后进行,与定位锚杆焊接。钢架间设纵向连接筋,钢架必须安放在牢固的基础上,架立时垂直隧道中线,当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块。
钢架安装不得侵入二次衬砌断面,底部不得有虚碴,相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求;钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm,表面覆盖层厚度不得小于3cm,钢架平面必须垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2°。钢架的任何部位偏离铅垂直不应大于5cm。沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块与初喷层顶紧,钢架与初喷层间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实。
优选的,步骤S5中,待大拱脚拱架安装完毕后,开始施工锁脚锚管、超前小导管、锚杆、网片以及连接筋,锁脚锚管、超前小导管、锚杆的长度数量角度以及注浆饱满必须符合设计及规范要求,纵向连接筋长度、规格、间距和网片的规格尺寸及外漏长度同样满足设计及规范要求。
优选的,步骤S44中,两排钢架间沿周边每隔1m须用φ22的纵向钢筋联接,形成纵向连接系,使其成为一体。
优选的,步骤S44中,拱脚高度不够时不得用土回填,而应设置钢板调整,可加大钢架拱脚外侧断面,向围岩方向加大接触面积。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化,各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、施工准备;
S2、全断面开挖后机械找顶;
S3、初喷混凝土;
S4、安装大拱脚拱架;
S5、施作锁脚、超前支护、锚杆、网片、连接筋;
S6、质量检验;
S7、复喷混凝土。
2.根据权利要求1所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S1中,施工准备包括加工大拱脚拱架,大拱脚拱架采用工字钢加工制成。
3.根据权利要求1所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S2中,隧道爆破后立即进行通风,待掌子面空气清新后,设置充足的照明设施,进行机械找顶,找顶确认安全后开始混凝土初喷作业。
4.根据权利要求1所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S3中,喷射混凝土作业宜采用分段、分片、分层依次进行,喷射混凝土每环应及时封闭,喷射时喷嘴料束应呈螺旋轨迹路线缓慢均匀的移动,一圈压半圈,喷射纵向呈“S”形进行,喷射的螺旋圈直径约为30cm,料束旋转速度均匀,纵向喷射第二行时,依顺序从第一行的起点处开始,行与行之间搭接不少于2~3cm。
5.根据权利要求1所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S4中,安装大拱脚拱架包括以下步骤:
S41、拱架加工后进行试拼,确保无扭曲翘曲现象;
S42、定位测量:安装前先准确定出每榀钢架的位置,放样时首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置;
S43、安设前准备工作:运至现场的单元钢架应分单元堆码,安设前应进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵空部分,保证钢架安设;
S44、钢架安设采用三臂拱架安装机进行安装,钢架应按设计位置安设,钢架与封闭混凝土之间应尽量紧贴,沿钢架外缘每隔2m应用钢锲或混凝土预制块锲紧;
S45、钢架安装完成后和与之相接触的锚杆头焊接,使之成为整体结构;
S46、钢架架立后随即进行喷射混凝土,先将钢架与围岩之间空隙喷满,然后将钢架全部覆盖,使钢架与喷射混凝土连成整体共同受力。
6.根据权利要求1所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S5中,待大拱脚拱架安装完毕后,开始施工锁脚锚管、超前小导管、锚杆、网片以及连接筋,锁脚锚管、超前小导管、锚杆的长度数量角度以及注浆饱满必须符合设计及规范要求,纵向连接筋长度、规格、间距和网片的规格尺寸及外漏长度同样满足设计及规范要求。
7.根据权利要求5所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S44中,两排钢架间沿周边每隔1m须用φ22的纵向钢筋联接,形成纵向连接系,使其成为一体。
8.根据权利要求5所述的大断面初支大拱脚施工工法,其特征在于:所述步骤S44中,拱脚高度不够时不得用土回填,而应设置钢板调整,可加大钢架拱脚外侧断面,向围岩方向加大接触面积。
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