CN112324474B - 一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，属于计算机图像处理技术领域，该方法包括如下过程：安装伸缩钢管片，将伸缩钢管片的底部承载板外伸，伸展到管片的外部尺寸与混凝土管片一致，将其吊装到预设位置并与周围的预制混凝土管片采用通缝拼装的方式连接在一起；横通道开挖前，先通过底部承载板上的注浆孔打设玻纤维注浆锚杆，对钢管片壁后联络通道处围岩注浆加固；围岩加固完成之后，拆除伸缩钢管片，开挖联络通道的起始阶段；最后开挖联络通道的中间阶段直至导通。该施工工法通过钢管片自动收缩实现管片的安全快速拆除，节省盾构联络通道的施工时间，同时该钢管片可重复利用，降低工程造价。

Description

一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法

技术领域

本公开属于轨道交通工程技术领域，具体是涉及一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

盾构或TBM隧道多采用预制混凝土管片支护，隧道联络通道施工时需要先拆除已安装的管片。目前联络通道处预支混凝土管片拆除大多采用风镐破除，采用风镐破除时产生的振动会影响既有结构的稳定，并且风镐破除工作量大，施工速度慢，施工安全性差。为了便于联络通道的施工，已有部分工程在联络通道处采用钢管片施工，但钢管片安装后与混凝土管片形成整体的受力体系，钢管片收到邻接混凝土管片的挤压，吊出困难，需采用气焊对钢管片进行切割。虽然钢管片切割施工速度优于混凝土管片的破除，但钢管片的成本较高，切割后的钢管片无法重复利用，造成严重材料浪费。对此，亟需设计一种盾构/TBM隧道联络通道快速施工方法，节省盾构联络通道的施工时间，同时该钢管片可重复利用，降低工程造价。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法。

本公开至少一实施例提出了一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，该方法包括如下步骤：

安装伸缩钢管片，将伸缩钢管片的底部承载板外伸，伸展到管片的外部尺寸与混凝土管片一致，将其吊装到预设位置并与周围的预制混凝土管片采用通缝拼装的方式连接在一起；

横通道开挖前，先通过底部承载板上的注浆孔打设玻纤维注浆锚杆，对钢管片壁后联络通道处围岩注浆加固；

围岩加固完成之后，拆除伸缩钢管片，开挖联络通道的起始阶段；最后开挖联络通道的中间阶段直至导通。

进一步地，安装伸缩钢管片的时候在其底部承载板外侧安装PVC塑料板并在底部承载板四周粘贴防水密封条。

进一步地，将所述伸缩钢管片安装到预设位置后，在伸缩钢管片与混凝土管片之间的缝隙之间安装橡胶密封块。

进一步的，钢管片拆除前，在安装钢管片的衬砌环内部施作临时钢支撑，避免钢管片拆除后，整环衬砌失稳。

进一步地，拆除伸缩钢管片的时候控制伸缩钢管片内部的液压系统得千斤顶带动钢管片上与混凝土管片相连接的承载板逐渐收缩，并通过压力检测装置观测管片受力情况，当伸缩钢管片与混凝土管片存在间隙后，将钢管片拆除。

进一步地，在联络通道的起始端开挖时，凿除部分相邻的混凝土管片，钢管片相邻的混凝土管片漏出的钢筋安装钢筋接驳器。

进一步地，起始端开挖完成后，在联络通道与混凝土管片连接处打入普通水泥浆并预留注浆小导管，然后喷射初衬混凝土，混凝土喷射完成后铺设土工布和EVA防水板。

进一步地，在EVA防水板与混凝土管片连接处打入双组分聚硫密封胶。

进一步地，施作洞门梁钢筋混凝土结构，施作时在混凝土管片上粘贴遇水缓膨性止水胶，同时混凝土管片上的钢筋接驳器与洞门梁钢筋连接。

进一步地，联络通道的中间阶段开挖时采用全断面法或台阶法施工。

进一步地，联络通道中间阶段开挖前，在联络通道拱圈处采用小导管注浆加固联络通道上方围岩，联络通道内部开挖完成后，联络通道边墙处打设锚杆加固围岩，并喷射混凝土；然后铺设土工布和EVA防水板；最后，施作钢筋混凝土二衬。

本公开的有益效果如下：

(1)、本公开的联络通道快速施工方法相比于传动的方法，通过钢管片自动收缩实现管片的安全快速拆除，节省盾构联络通道的施工时间，同时该钢管片可重复利用，降低工程造价。

(2)、本公开的联络通道快速施工方法在安装伸缩钢管片的时候在底板承载板外侧设置一层PVC塑料板，这样便于后期拆除时底部承载板脱离，同时在底部承载板与四周的承载板板之间设有密封装置，这样可以防止壁后注浆时浆液流出。

(3)、本公开的联络通道快速施工方法中在拆除伸缩钢管片的时候可控制伸缩钢管片内部的液压系统得千斤顶带动钢管片上与混凝土管片相连接的承载板逐渐收缩，并通过压力检测装置观测管片受力情况，避免出现失稳和卸压过快的情况。

(4)本公开的联络通道快速施工方法中在拆除伸缩钢管片前可通过底板预留孔打设玻纤维注浆锚杆对横通道端头围岩加固，避免钢管片拆除后围岩失稳。

(5)联络通道尺寸与钢管片尺寸接近或一致，避免了混凝土管片的大规模拆除，降低了对衬砌结构的扰动。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本公开实施例提供的伸缩钢管片结构轴侧示意图；

图2是本公开实施例提供的伸缩钢管片中压力显示屏和液压控制装置结构图；

图3是本公开实施例提供的伸缩钢管片结构左视图；

图4是本公开实施例提供的伸缩钢管片装配后的管片拼装图；

图5是本公开实施例提供的在隧道联络通道开挖前混凝土管片支护图；

图6是本公开实施例提供的隧道联络通道开挖过程图；

图7是本公开实施例提供的隧道联络通道开挖的起始端防水结构图；

图8是本公开实施例提供的隧道联络通道的复合式衬砌图。

图中：1、矩形承载板，2、橡胶密封块，3、千斤顶，4、弧形承载板，5.底部承载板，6、压力检测装置，7、吊装杆，8、液压系统，9、压力显示屏和液压控制装置，10、预留注浆孔，11、螺栓孔，12、防水密封条，13、液压显示屏，14、加压按钮，15、泄压按钮，16、PVC塑料板，17、长条状橡胶密封块，18、注浆玻纤维管，19、止浆塞，20、混凝土管片，21、工字钢、22、壁后衬砌，23、初衬混凝土，24、洞门梁钢筋混凝土结构，25、二次钢筋混凝土衬砌，26、混凝土管片钢筋，27、普通水泥浆，28、注浆小导管，29、土工布和EVA防水板，30、密封胶，31、遇水缓膨胀性止水胶，32、注浆小导管，33、锚杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1所示，本公开实施提供了伸缩钢管片，该钢管片主要由承载板、液压系统8、千斤顶3、液压系统8以及吊装杆7等组成。

所述承载板包括表面呈弧形的底部承载板5，所述底板承载板为长条板状，所述底部承载板在宽度方向是可以进行伸缩的，同时在底部承载板的宽度方向固定弧形承载板4，该弧形承载板4垂直于所述底部承载板5，底部承载板5内侧设有伸缩机构，该伸缩机构包括千斤顶3以及与千斤顶相连接的液压系统8，所述千斤顶3包括3个横向设置的千斤顶和2个竖直放置的千斤顶，其中横向放置的千斤顶与弧形承载板4相连接实现弧形承载板4的伸缩，从而带动底部支撑板的伸缩。

进一步，在所述底部承载板长度方向各设有一个矩形承载板1，所述矩形承载板1分别与底部承载板5和弧形承载板4相互垂直，竖直放置的千斤顶与矩形承载板1相连接，这样通过竖直放置的千斤顶的伸缩实现矩形承载板1在长度方向上的移动。

所以，本实施例中公开的伸缩钢管片通过控制底部承载板上的横向千斤顶和竖直千斤顶伸缩能够使得该钢管片的形状与混凝土钢管片形状相同，结构简单。参照图1，在本实施例中的横向千斤顶和纵向千斤顶都是连接在底部承载板5上方的液压系统8上，所述液压系统8为多个组成一个框架结构，这样液压系统8与承载板连接的千斤顶组成一个骨架结构，提高了伸缩钢管片的稳定性和强度。

如图1和图2所示，在本实施例中的底部承载板的液压系统8上内侧上还设有压力显示屏和液压控制装置9，所述显示屏和液压控制装置9上设有液压显示屏13用来限制当前系统的千斤顶的液压压力，该装置还包括加压按钮14和泄压按钮15，通过按压这两个按钮实现千斤顶的加压和泄压，在每个千斤顶上各设有一个压力检测装置6随时检测千斤顶的压力，这样便于在拆出伸缩钢管片的时候通过显示屏和液压控制装置9来监测管片卸载收缩中受力情况，避免出现失稳和卸压过快的情况。

为了实现本实施例中的钢管片的吊装，参照图1，在所述钢管片的内侧的中心位置处设置一个吊装杆7，所述吊装杆的顶部设有牵引孔，在吊装杆的底部设有外螺纹与液压系统8组成的骨架结构中心位置相连接，在本实施例中吊装设备与吊装杆7连接实现所述钢管片的吊装。

如图3所示，所述底部承载板5的外侧安装一层PVC塑料板16，这样既防止底部承载板滑动处漏浆又可以便于后期钢管片的拆卸。同时在底部承载板外侧安装PVC塑料板16并在四周粘贴防水密封条12，防止底部承载板5可滑动处和管片四周出现漏浆和后期钢管片拆除困难等问题。且该PVC塑料板与底部承载板简易粘贴，不影响后期卸压底部承载板的收缩。同时考虑到伸缩管片在伸展开之后，矩形承载板1和底部承载板5之间是设有间隙的，所以设置长条状橡胶密封块17，这样防止在注浆的时候漏浆，所述矩形承载板1与弧形承载板4之间也设有防止漏浆的橡胶密封块2。

进一步地，在所述钢管片上的矩形承载板1和弧形支撑板4的表面上均设有与相邻的混凝土钢管片相连接螺栓孔11，这样通过螺栓实现钢管片与相邻的混凝土钢管片相连接将所述钢管片固定住。

进一步地，如图1和图3所示，本实施例中的底部承载板5上设有预留注浆孔10，可从注浆孔中打入注浆玻纤维管18，玻纤维管注浆后需安装止浆塞19，防止浆液流出。横通道开挖前，先通过底部承载板上的注浆孔打设玻纤维注浆锚杆，对钢管片壁后联络通道处围岩注浆加固；

下面详细说明一下基于上述伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法它的主要施工步骤有以下五部分，第一部分是安装钢管片，第二部分是注浆加固，第三部分是钢管片收缩、吊出，第四部分是联络通道起始端施工，第五部分是联络通道中间段施工，具体如下：

1、安装伸缩钢管片

(1)伸缩钢管片安装前，通过伸缩钢管片中的液压系统8使千斤顶加压带动钢管片中承载板外伸，伸展到管片的外部尺寸与混凝土管片一致。同时在底部承载板外侧安装PVC塑料板并在承载板四周粘贴防水密封条，需要说明的是，PVC塑料板与底部承载板简易粘贴，具备一定强度与柔软性，不易破损，同时不影响后期卸压底部承载板的收缩。

为了保证矩形承载板的顺利伸缩，两矩形承载板与底部承载板存有一定的缝隙。为保证壁后注浆时不漏浆，考虑到管片安装时此处不易密封。此时要在两矩形承载板与底部承载板存有缝隙的一侧安装长条状橡胶密封块，即解决了管片安装后长条状密封垫安装困难的问题又保证了两承载板的密闭性。

(2)安装管片时，通过吊装设备与伸缩钢管片内壁的吊装杆连接将外伸的伸缩钢管片吊装在预设的位置上并与周围的预制混凝土管片用螺栓进行通缝拼接，连接固定后两矩形承载板与两弧形承载板会出现同(1)中所述原因相同的缝隙。此时需要用橡胶密封块将四角的缝隙填充，以保证整个结构的密闭性。

2、注浆加固

联络通道施工前，先通过伸缩钢管片预留的注浆孔打设玻纤维注浆锚杆。其中，伸缩钢管片底部承载板预留有多个注浆孔，可根据工程地质条件及施工需要选择合适的孔位注浆，未使用的注浆孔可用圆柱形止浆塞堵住，为了保证在后期联络通道开挖时注浆锚杆不会造成阻碍，采用玻纤维注浆锚杆。进一步，对钢管片壁后联络通道处围岩注浆加固。注浆时应着重注意伸缩钢管片连接处，若出现漏浆应及时处理。

3、伸缩钢管片收缩、吊出

联络通道段岩体加固完成后，在安装钢管片的衬砌环内部施作临时钢支撑，图5所示支护图仅为示意，施工时可根据开口位置的地质概况、开口大小、施工方便等实际情况制定具体的支护方案，保证施工安全。临时支撑架设完成后通过控制伸缩钢管片内部液压系统逐级卸载使得千斤顶带动承载板逐渐收缩，并通过压力检测装置观测管片受力情况，避免出现失稳和卸压过快的情况。当伸缩钢管片与混凝土管片存在一定间隙后，通过吊装设备与钢管片内壁的吊装杆连接将钢管片拆除。拆除后将钢管片承载板收缩到位，清理干净钢管片后保存，实现重复利用。

4、联络通道起始端施工

伸缩钢管片拆除后，进行联络通道的开挖支护及防水施工。联络通道的开挖时先开挖图6所示①部分，①部分开挖支护防水完成后再进行②部分的施工。以下将①部分称作起始端。

起始端开挖时，洞口的高度为拆下钢管片的高度，此时为了保证混凝土管片与联络通道的整体性，需要凿除一小部分与伸缩钢管片相邻的混凝土管片20，漏出一部分混凝土管片钢筋26并安装钢筋接驳器，后期与联络通道洞门梁中的钢筋相接。需要说明的就是，联络通道起始段施工中，如限界满足要求，可不进行管片凿除，连接通过植筋连接,需要说明的，就是在图5种的混凝土管片20的周围为初衬混凝土。

如图7所示，起始端开挖完成后，在联络通道与混凝土管片连接处打入普通水泥浆27并预留注浆小导管28，然后施作初期支护即往周围岩土喷射混凝土。混凝土喷射完成后铺设土工布和EVA防水板29，EVA防水板根据实际工程需要选择适合的厚度。进一步地，在EVA防水板与混凝土管片连接处打入双组分聚硫密封胶30。进一步地，施作洞门梁钢筋混凝土结构24，施作时在混凝土管片上粘贴遇水缓膨性止水胶31。同时洞门梁施工时钢管片钢筋通过钢筋接驳器与二衬钢筋连接。

5、联络通道中间段施工

如图8所示，联络通道的开挖可采用全断面法或台阶法施工，具体的施工方法还需根据现场的地质条件、围岩压力等具体情况确定。联络通道中间阶段开挖前，在联络通道拱圈处采用注浆小导管32注浆加固联络通道上方围岩，联络通道内部开挖完成后，联络通道边墙处打设锚杆33加固围岩，并喷射混凝土形成初衬混凝土23；进一步的，铺设土工布和EVA防水板29；进一步的，施作二次钢筋混凝土衬砌25。

需要说明的就是，本实施例中联络通道中间段施工的方法中并不局限于台阶法和全断面法，特殊地层条件下采用其他开挖方法同样在该发明保护内。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

安装伸缩钢管片，将伸缩钢管片的底部承载板外伸，伸展到管片的外部尺寸与混凝土管片一致，将其吊装到预设位置并与周围的预制混凝土管片采用通缝拼装的方式连接在一起，在安装伸缩钢管片的时候在底板承载板外侧设置一层PVC塑料板，底部承载板内侧设有伸缩机构，伸缩机构包括千斤顶以及与千斤顶相连接的液压系统，所述千斤顶包括3个横向设置的千斤顶和2个竖直放置的千斤顶，液压系统为多个,液压系统组成一个框架结构，液压系统与承载板连接的千斤顶组成一个骨架结构；

横通道开挖前，先通过底部承载板上的注浆孔打设玻纤维注浆锚杆，对钢管片壁后联络通道处围岩注浆加固；

围岩加固完成之后，拆除伸缩钢管片，开挖联络通道的起始阶段；最后开挖联络通道的中间阶段直至导通，拆除伸缩钢管片的时候，控制伸缩钢管片内部的液压系统使千斤顶带动钢管片上与混凝土管片相连接的承载板逐渐收缩，并通过压力检测装置监测管片卸载收缩中受力情况，当伸缩钢管片与混凝土管片存在间隙后，将钢管片拆除。

2.如权利要求1所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，安装伸缩钢管片的时候在其底部承载板四周粘贴防水密封条。

3.如权利要求1所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，将所述伸缩钢管片安装到预设位置后，在伸缩钢管片与混凝土管片之间的缝隙之间安装橡胶密封块。

4.如权利要求1所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，在联络通道的起始端开挖时，保证隧道联络通道的洞口为拆下的伸缩钢管片的高度，同时凿除部分相邻的混凝土管片，相邻的混凝土管片漏出的钢筋安装钢筋接驳器。

5.如权利要求4所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，起始端开挖完成后，在联络通道与混凝土管片连接处打入普通水泥浆并预留注浆小导管，然后喷射初衬混凝土，混凝土喷射完成后铺设土工布和EVA防水板。

6.如权利要求5所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，在EVA防水板与混凝土管片连接处打入双组分聚硫密封胶。

7.如权利要求6所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，施作洞门梁钢筋混凝土结构，施作时在混凝土管片上粘贴遇水缓膨性止水胶，同时二衬施工时混凝土管片上的钢筋接驳器与洞门梁钢筋连接。

8.如权利要求1所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，联络通道的中间阶段开挖时采用全断面法或台阶法施工。

9.如权利要求8所述的一种基于伸缩钢管片的隧道联络通道快速施工方法，其特征在于，联络通道中间阶段开挖前，在联络通道拱圈处采用小导管注浆加固联络通道上方围岩，联络通道内部开挖完成后，联络通道边墙处打设锚杆加固围岩，并喷射混凝土；然后铺设土工布和EVA防水板；最后，施作钢筋混凝土二衬。

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