CN112459787A - 一种大断面大坡度隧道的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大断面大坡度隧道的施工方法,包括步骤1:对隧道开挖轮廓外的土体范围进行预注浆加固;步骤2:进行隧道进行开挖支护施工;开挖支护施工完成后,隧道内形成两道初支横撑;步骤3:进行隧道二衬底板及边墙施工,待边墙施工后保留其两侧的梳型模;步骤4:利用步骤3的梳型模为支撑进行连续梁桥施工;步骤5:隧道各节段内待连续梁桥张拉完成后,以梳型模为支撑,采用移动模板系统施工对应节段的二衬拱部。本发明通过以梳型模为支撑,可在隧道内进行先桥后拱搭设施工,实现了隧道二衬与连续梁桥联合施作,大大缩短了施工工期,提高施工效率,有效地解决隧道穿越巨型溶洞连续梁桥跨越施工处治方法的工期冗长问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域,特别是涉及一种大断面大坡度隧道的施工方法。
背景技术
针对隧道穿越溶洞的施工问题,目前通常根据隧道与溶洞大厅位置关系及溶洞大小,采用饶避、超前注浆加固、洞渣回填、跨越等施工处治方案。当溶洞较大,且集中在隧道结构下方时,溶洞处治难度较大,通常采用回填、注浆加固、连续梁桥跨越及各类桩基支撑等方式进行处理。然而,这种施工处治方法为确保施工安全,需在隧道断面二衬浇筑养护完成后,再利用支撑系统进行连续梁桥的施工浇筑,大大延长了工期,降低了施工效率。
考虑到现有技术的不足,在保证施工安全的前提下,现提供并采用了一种大断面隧道二衬与连续梁桥联合施作方法,旨在解决隧道穿越巨型溶洞连续梁桥跨越施工处治方法的工期冗长问题,满足隧道的施工进度要求。
发明内容
基于此,本发明的目的在于克服现有技术中的缺点和不足,提供一种大断面大坡度隧道的施工方法。
一种大断面大坡度隧道的施工方法,包括以下步骤,
步骤1:对隧道开挖轮廓外的土体范围进行预注浆加固;
步骤2:进行隧道进行开挖支护施工;开挖支护施工完成后,隧道内形成两道初支横撑;
步骤3:进行隧道二衬底板及边墙施工,待边墙施工后保留其两侧的梳型模;
步骤4:利用步骤3的梳型模为支撑进行连续梁桥施工;
步骤5:隧道各节段内待连续梁桥张拉完成后,以梳型模为支撑,采用移动模板系统施工对应节段的二衬拱部。
本发明所述的大断面大坡度隧道的施工方法,通过以梳型模为支撑,可在隧道内进行先桥后拱搭设施工,实现了隧道二衬与连续梁桥联合施作,大大缩短了施工工期,提高施工效率,有效地解决隧道穿越巨型溶洞连续梁桥跨越施工处治方法的工期冗长问题。
进一步地,在步骤3中,底板及边墙的下部同时浇筑,进而预埋厚钢垫板,并拆除位于下方的初支横撑;进而安装边墙模板、梳型模、搭设内撑架,再浇筑边墙混凝土。
采用上述进一步方案的有益效果是,先把底板及边墙的下部同时浇筑,再浇筑边墙剩余部分,有效提高施工效率。
进一步地,在步骤3中,待二衬边墙浇筑施工完成后,拆除内撑架和梳型模,待二衬边墙混凝土强度达到设计强度的80%,安装二衬横撑并施加预应力以增强其抗拉和抗弯能力,随后拆除剩余的初支横撑,安装梳型模,待结构稳定后以梳型模为支撑施工连续梁桥以及二衬拱部。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过安装梳型模,保证边墙二衬结构稳定,进而可作为连续梁桥和二衬拱部的施工支撑。
进一步地,在步骤3中,待结构稳定后,拆除梳型模上方的第一、第二节梳型模,以该梳型模为支撑施工连续梁桥以及二衬拱部。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过拆除第一节和第二节梳型模,预留足够空间架设移动模板系统以施工二衬拱部。
进一步地,在步骤5中,移动模板系统包括轨道系统和行走系统;
轨道系统的搭设包括以下步骤,在梳型模上安装双拼I36工字钢,将行走轨道布设在双拼I36工字钢上方;
行走系统的搭设包括以下步骤,在行走轨道上安装行走顶升组件,行走顶升组件上方安装I40工字钢,再以I40工字钢为纵向支撑安装贝雷梁,最后以贝雷梁为横向主梁,施工拱部钢管架、拱部模板支撑杆件和拱部模板;所述行走顶升组件包括轨轮组和若干丝杠顶撑;所述轨轮组滚动设置在行走轨道的上方;所述若干丝杆顶撑设置在轨轮组上,丝杆顶撑的顶部与I40工字钢连接。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过采用移动模板系统,适当调整其行走顶升组件可适用于现场隧道大断面大坡度的情况,适用性强;通过采用贝雷梁支撑顶部拱部钢管架,在保证整体刚度和稳固性的前提下,使得整体结构轻量化,方便吊装及运输。
进一步地,所述拱部钢管架采用大力神盘扣支架,支架钢管规格Φ60mm×3.2mm,支架立杆横向间距90cm,纵向间距120cm,立杆标准节高度1m,通道顶部底层立杆高度1.0m。
进一步地,所述拱部钢管架增设水平Φ42剪刀撑3道,横向剪刀撑3道。
采用上述进一步方案的有益效果是,拱部钢管架符合设计要求,并通过增设剪力撑提高其结构稳定性。
进一步地,所述行走系统共三套,三套行走系统设置在行走轨道上。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置三套行走系统可同时施工,提高施工效率。
进一步地,在步骤5中,在行走系统移动至二衬拱部待施工节段前,将对应节段内的横撑预先拆除。
进一步地,所述贝雷梁为1m+1.5m+4×3m的双排单层标准321贝雷梁。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明的步骤3中底板及边墙的1.42m高度同时浇筑后的结构示意图;
图2为本发明的步骤3中拆除位于下方的初支横撑后的结构示意图;
图3为本发明的步骤3中浇筑边墙时的结构示意图;
图4为本发明的步骤3中拆除内撑架和第一、第二节梳型模后的结构示意图;
图5为本发明的步骤5中移动模板系统的断面衬砌施工示意图;
图6为图5中A处的局部放大图;
图7为本发明的步骤5中移动模板系统的侧面衬砌施工示意图;
图8为图7中B处的局部放大图。
图中:10、隧道;11、二衬底板;12、二衬边墙;13、连续梁桥;14、二衬拱部;20、初支横撑;31、梳型模;32、内撑架;33、边墙模板;40、轨道系统;41、双拼I36工字钢;42、行走轨道;50、行走系统;51、行走顶升组件;511、轨轮组;512、丝杠顶撑;52、I40工字钢;53、贝雷梁;54、拱部钢管架;55、拱部模板支撑杆件;56、拱部模板。
具体实施方式
请参阅图1至图8,本实施例的一种大断面大坡度隧道10的施工方法,包括以下步骤,
步骤1:对隧道10开挖轮廓外的土体范围进行预注浆加固;
具体的,步骤1包括以下步骤,隧道10范围内回填体超前注浆采用Φ50PVC袖阀管注浆,注浆钻孔采用Φ76钻孔,注浆范围为开挖轮廓线外15m,袖阀管仅于注浆范围设置注浆孔,其余需开挖范围不开孔。超前注浆孔沿线路方向每2.5m布置一个断面,每个断面注浆孔孔口位置间距为50cm,孔底间距为3m。注浆采用水泥浆,水灰比0.6~0.8:1,注浆压力为0.5~1MPa,浆液有效扩散半径为2.0m。
步骤2:进行隧道10进行开挖支护施工;开挖支护施工完成后,隧道10内形成两道初支横撑20;
具体的,隧道10开挖支护由上往下分五个台阶施工;
具体的,步骤2包括以下步骤,
步骤21:在回填体两侧注浆完成后,预埋拱顶注浆管,即在拱顶范围,纵向预贴3根φ20PVC注浆管,每10m一段,以便于后期对隧道10拱顶充填注浆;
步骤22:结合目前开挖平台,施工第一台阶,分段架设上部初期支护钢架(局部需扩挖),拱脚为大拱脚,施作好锁脚锚管,并喷射C30砼;
步骤23:施作第二台阶开挖支护:(1)位于岩壁部分,开挖后进行岩壁锚网喷支护,要求岩壁支护锚杆不能与钢架支护相连,在岩壁支护完成后,再喷射5cm砼,铺设钢筋网,架设钢架,施作锁脚锚杆,复喷混凝土至设计厚度;(2)位于回填体时,初喷5cm砼,施作大外插角φ42小导管并注浆,铺设钢筋网,架设钢架,施作锁脚锚,复喷混凝土至设计厚度;
步骤24:施作第三台阶开挖支护,施工方法同第二台阶施工;
步骤25:施作围檀,围檀一次施作长度根据横撑沿线路方向间距并结合开挖台阶长度具体确定,根据第一道横撑布置,进行第一道初支横撑20施工,下一台阶开挖前必须完成本台阶相应段落的初支横撑20设置;
步骤26:施作第四台阶开挖支护:施工方法同第二台阶施工;
步骤27:施作围檀,围檀一次施作长度根据横撑沿线路方向间距并结合开挖台阶长度具体确定,根据第二道横撑布置,进行第二道初支横撑20施工,下一台阶开挖前必须完成本台阶相应段落的初支横撑20设置;
步骤28:施作第五台阶开挖支护,施工方法同第二台阶施工,并及时施作底部钢架,使钢架封闭环。
步骤3:进行隧道10二衬底板11及边墙施工,待边墙施工后保留其两侧的梳型模31;
具体的,在步骤3中,底板及边墙的1.42m高度同时浇筑,混凝土浇注时,底板采用分层浇注法,层厚50cm,上层与下层浇筑距离保持在1.5m以上;插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍,且插入下层混凝土内的深度为50~100mm;边振动边竖向缓慢提出振捣器,不得将振捣器放在混凝土上平拖,不得用振捣器驱赶混凝土;混凝土自由倾落高度不得超过2m;
进而预埋梳型模31下2cm厚钢垫板,并拆除位于下方的初支横撑20;进而安装边墙模板33、梳型模31、搭设内撑架32,再浇筑二衬边墙12混凝土,边墙此时浇筑高度为浇筑高度12.99m;边墙浇筑时模板采用1.0*0.3m的小钢模,钢模面板为3mm钢板,设2条背楞,背楞厚度为6mm,主肋采用I16型钢,纵向间距1.0m,内撑架32采用Φ60的Q345钢管对撑,竖向间1.0m,纵向1.0m;边墙模板33浇筑完混凝土后模板不拆除;
待二衬边墙12浇筑施工完成后,拆除内撑架32和梳型模31,待二衬边墙12混凝土强度达到设计强度的80%,安装二衬横撑并施加预应力以增强其抗拉和抗弯能力,随后拆除剩余的初支横撑20,安装梳型模31,待结构稳定后,拆除梳型模31上方的第一、第二节梳型模31,以该梳型模31为支撑施工连续梁桥13以及二衬拱部14。
步骤4:利用步骤3的梳型模31为支撑进行连续梁桥13施工;
步骤5:隧道10各节段内待连续梁桥13张拉完成后,以梳型模31为支撑,采用移动模板系统施工对应节段的二衬拱部14;
具体的,在步骤5中,移动模板系统包括轨道系统40和三套行走系统50;
轨道系统40的搭设包括以下步骤,在梳型模31上安装双拼I36工字钢41,将行走轨道42布设在双拼I36工字钢41上方;
行走系统50的搭设包括以下步骤,在行走轨道42上安装行走顶升组件51,行走顶升组件51上方安装I40工字钢52,再以I40工字钢52为纵向支撑安装贝雷梁53,最后以贝雷梁53为横向主梁,施工拱部钢管架54、拱部模板支撑杆件55和拱部模板56;
更具体的,所述行走顶升组件51包括轨轮组511和若干丝杠顶撑512;所述轨轮组511滚动设置在行走轨道42的上方;所述若干丝杆顶撑设置在轨轮组511上,丝杆顶撑的顶部与I40工字钢52连接;
所述拱部钢管架54采用大力神盘扣支架,支架钢管规格Φ60mm×3.2mm,支架立杆横向间距90cm,纵向间距120cm,立杆标准节高度1m,通道顶部底层立杆高度1.0m;所述拱部钢管架54增设水平Φ42剪刀撑3道,横向剪刀撑3道;
所述贝雷梁53为1m+1.5m+4×3m的双排单层标准321贝雷梁53;
更具体的,在步骤5中,在行走系统50移动至二衬拱部14待施工节段前,将对应节段内的横撑预先拆除,进而以6m为一个循环浇筑拱部衬砌混凝土,注意两侧同时浇筑以加快浇筑速度。
相对于现有技术,本发明通过以梳型模为支撑,可在隧道内进行先桥后拱搭设施工,实现了隧道二衬与连续梁桥联合施作,大大缩短了施工工期,提高施工效率,有效地解决隧道穿越巨型溶洞连续梁桥跨越施工处治方法的工期冗长问题。
本发明还具有以下有益效果:
先把底板及边墙的下部同时浇筑,再浇筑边墙剩余部分,有效提高施工效率;
通过安装梳型模,保证边墙二衬结构稳定,进而可作为连续梁桥和二衬拱部的施工支撑;
通过拆除第一节和第二节梳型模,预留足够空间架设移动模板系统以施工二衬拱部;
通过采用移动模板系统,适当调整其行走顶升组件可适用于现场隧道大断面大坡度的情况,适用性强;通过采用贝雷梁支撑顶部拱部钢管架,在保证整体刚度和稳固性的前提下,使得整体结构轻量化,方便吊装及运输;
拱部钢管架符合设计要求,并通过增设剪力撑提高其结构稳定性;
通过设置三套行走系统可同时施工,提高施工效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,包括以下步骤,
步骤1:对隧道开挖轮廓外的土体范围进行预注浆加固;
步骤2:进行隧道进行开挖支护施工;开挖支护施工完成后,隧道内形成两道初支横撑;
步骤3:进行隧道二衬底板及边墙施工,待边墙施工后保留其两侧的梳型模;
步骤4:利用步骤3的梳型模为支撑进行连续梁桥施工;
步骤5:隧道各节段内待连续梁桥张拉完成后,以梳型模为支撑,采用移动模板系统施工对应节段的二衬拱部。
2.根据权利要求1所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,在步骤3中,底板及边墙的下部同时浇筑,进而预埋厚钢垫板,并拆除位于下方的初支横撑;进而安装边墙模板、梳型模、搭设内撑架,再浇筑边墙混凝土。
3.根据权利要求2所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,在步骤3中,待二衬边墙浇筑施工完成后,拆除内撑架和梳型模,待二衬边墙混凝土强度达到设计强度的80%,安装二衬横撑并施加预应力以增强其抗拉和抗弯能力,随后拆除剩余的初支横撑,安装梳型模,待结构稳定后以梳型模为支撑施工连续梁桥以及二衬拱部。
4.根据权利要求3所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,在步骤3中,待结构稳定后,拆除梳型模上方的第一、第二节梳型模,以该梳型模为支撑施工连续梁桥以及二衬拱部。
5.根据权利要求4所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,在步骤5中,移动模板系统包括轨道系统和行走系统;
轨道系统的搭设包括以下步骤,在梳型模上安装双拼I36工字钢,将行走轨道布设在双拼I36工字钢上方;
行走系统的搭设包括以下步骤,在行走轨道上安装行走顶升组件,行走顶升组件上方安装I40工字钢,再以I40工字钢为纵向支撑安装贝雷梁,最后以贝雷梁为横向主梁,施工拱部钢管架、拱部模板支撑杆件和拱部模板;所述行走顶升组件包括轨轮组和若干丝杠顶撑;所述轨轮组滚动设置在行走轨道的上方;所述若干丝杆顶撑设置在轨轮组上,丝杆顶撑的顶部与I40工字钢连接。
6.根据权利要求5所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,所述拱部钢管架采用大力神盘扣支架,支架钢管规格Φ60mm×3.2mm,支架立杆横向间距90cm,纵向间距120cm,立杆标准节高度1m,通道顶部底层立杆高度1.0m。
7.根据权利要求6所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,所述拱部钢管架增设水平Φ42剪刀撑3道,横向剪刀撑3道。
8.根据权利要求7所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,所述行走系统共三套,三套行走系统设置在行走轨道上。
9.根据权利要求8所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,在步骤5中,在行走系统移动至二衬拱部待施工节段前,将对应节段内的横撑预先拆除。
10.根据权利要求5所述的大断面大坡度隧道的施工方法,其特征在于,所述贝雷梁为1m+1.5m+4×3m的双排单层标准321贝雷梁。
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CN114232491A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-25 | 广西路建工程集团有限公司 | 一种隧洞内多跨简支预应力桥跨的施工方法 |
CN114232491B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-01-30 | 广西路建工程集团有限公司 | 一种隧洞内多跨简支预应力桥跨的施工方法 |
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