CN112610239A - 复杂地层隧道支护体系及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于施工步骤包括:施工准备、复杂地形钻机自稳固操作平台施工、钻孔、小导管施工、注浆施工、隧道渗水引排施工、衬砌施工、变截面段施工、施工完毕,检查验收;本发明属于隧道工程施工领域,不但可以增强注浆加固效果,提高钻机施工效率,保证防排水效果,增强模板整体强度及稳定性,而且可以大大提高现场施工效率,减少能耗,应用于实际工程中可取得较好的技术经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域,更具体地涉及复杂地层隧道支护体系及施工方法。
背景技术
大断面隧道二次衬砌混凝土的施工多采用液压式模板台车全断面施工、输送泵将混凝土泵入模内的浇筑方法,这种液压台车能自行行走和升降脱模,但是单模板台车外轮廓体积已由隧道设计成洞断面及净空尺寸决定,不能满足隧道内紧急停车带变截面段二次衬砌混凝土台车模板的要求;而大断面紧急停车带变截面段衬砌模板台车的设计和应用的合理度直接影响到工程施工的进度和项目施工的成本;同时在隧道施工中,地下水对围岩稳定性的影响举足轻重,因此有必要进行有效的防渗排水措施,同时在复杂地层如何保证钻机的稳定快速施工,都是需要解决的问题。
鉴于此,针对以往复杂地层隧道开挖支护施工速度慢、小导管注浆效果差、钻机稳定性差、防渗排水效果不好、变截面段不易施工等的不足,急需一种新的复杂地层隧道支护施工方法,改善施工效率,提高施工质量,确保施工质量安全可靠。
发明内容
基于此,本申请提供一种可有效提高复杂地层隧道支护注浆效果,钻机施工稳定性、变截面段施工便捷性、防渗排水效果,具有环保节能、施工方便、效果好、装拆简单、材料可重复利用等特点的复杂地层隧道支护体系及施工方法。
第一方面,本申请提供一种复杂地层隧道支护体系及施工方法,包括以下施工步骤:
步骤一、施工准备:全面熟悉图纸,做好现场交通管制,对场地周围进行保护,保护现场干净,整洁,准备施工机械和材料进场;
步骤二、复杂地形钻机自稳固操作平台施工:将带孔钢板放置于地面上,将若干连接端板焊接于多个带孔钢板之间,并将带帽栓钉打入固定带孔钢板四角;
步骤三、钻孔:钻机在操作平台上移动到指定位置,根据施工要求进行钻孔;
步骤四、小导管施工:安装型钢拱架并预制顶紧装置,之后将若干顶紧装置均匀焊接在型钢拱架外侧面上,通过调节顶紧装置顶紧小导管;
步骤五、注浆施工:安装注浆管进行注浆施工,并进行封孔;
步骤六、隧道渗水引排施工:沿隧道间隔一定距离预埋布置若干环向透水管,隧道底部两侧开挖排水沟,将横向排水管一端通过弯管连接头与环向透水管连接,另一端与排水沟连接,可使水顺利流入排水沟,有效进行渗水引排,保证排水顺畅;
步骤七、衬砌施工:原模筑台车就位进行钢筋模板施工;
步骤八、变截面段施工:在变截面处进行模筑台车加宽,在原模筑台车的一侧安装型钢加宽进行加宽,纵向型钢支撑焊接固定于原模筑台车与型钢加宽之间进行支撑,并采用螺栓进行加强固定,型钢斜撑固定支撑纵向型钢支撑,检查窗安装在型钢加宽上,检查验收完毕后然后进行变截面段施工;
步骤九、施工完毕,检查验收。
在一种可能的实现方式中,步骤二所述的带孔钢板四角位置处均设有孔口,并在带孔钢板的底面焊接有若干防滑肋板,连接端板焊接于相邻的带孔钢板之间,带帽栓钉通过孔口穿过并固定在带孔钢板上。
在一种可能的实现方式中,步骤四所述的顶紧装置包括钢垫板、螺纹套管、螺纹伸缩杆和齿形卡具,钢垫板焊接在型钢拱架外侧,所述螺纹套管固定于钢垫板上,螺纹伸缩杆螺装在入螺纹套管上,所述齿形卡具焊接在螺纹伸缩杆上,且其顶部设有卡槽。
在一种可能的实现方式中,步骤四所述的小导管位于顶紧装置的卡槽内。
在一种可能的实现方式中,步骤六所述的环向透水管位于固定铁丝和隧道内壁之间,固定铁丝与环向透水管方向垂直,固定铁丝两端通过膨胀螺钉钉紧固定在隧道内壁上
在一种可能的实现方式中,步骤八所述的型钢加宽通过纵向型钢支撑焊接固定在原模筑台车上,并在型钢加宽和原模筑台车与纵向型钢支撑的连接处设置螺栓进行加固。
第二方面,本申请提供一种复杂地层隧道支护体系,由上述复杂地层隧道支护体系及施工方法施工得到。
相较现有技术,本发明具有以下的特点和有益效果:
1、采用注浆加固结构有效提高小导管注浆支护效果,保证注浆支护效果,同时通过钻机自稳固操作平台提高钻机施工安全性和稳定性。
2、采用预埋整体式环向透水管与防渗排水沟组合的防渗引排技术,有效保证排水效果,同时具有很好的防渗效果。
3、通过在原模筑台车上的安装外设筑台车对隧道内的变截面段进行施工,解决了现有单模板台车外轮廓体积已由隧道设计成洞断面及净空尺寸决定,不能满足隧道内紧急停车带变截面段二次衬砌混凝土台车模板要求的问题,可增强模板施工的整体强度和稳定性,施工效率高;且本申请外设筑台车装拆简单,其材料也可重复利用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是注浆加固结构的施工结构示意图;
图2是顶紧装置的结构示意图;
图3是复杂地形钻机自稳固操作平台的结构正视图;
图4是复杂地形钻机自稳固操作平台的结构俯视图;
图5是环向渗水引排结构的施工结构示意图;
图6是弯管连接头的结构示意图;
图7是环向透水管固定结构的示意图;
图8是外设筑台车的结构示意图。
图中标号说明:1-隧道、2-型钢拱架、3-小导管、4-顶紧装置、5-钢垫板、 6-螺纹套管、7-螺纹伸缩杆、8-齿形卡具、9-卡槽、10-带孔钢板、11-防滑肋板、 12-孔口、13-带帽栓钉、14-连接端板、15-环向透水管、16-排水沟、17-横向排水管、18-弯管连接头、19-固定铁丝、20-膨胀螺栓、21-原模筑台车、22-型钢加宽、23-型钢斜撑、24-纵向型钢支撑、25-检查窗、26-螺栓。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请中的实例,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例,都属于本申请保护的范围。
本领域技术人员应理解的是,该文中出现的电器元件均与外界的主控器及 220V市电电连接,并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备,在本发明的揭露中,除非另作定义,权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电气的连接,不管是直接的还是间接的;“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系;术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的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,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
如图1-8所示,为解决上述问题,本发明的实施例提供了一种复杂地层隧道支护体系,包括注浆加固结构、复杂地形钻机自稳固操作平台、环向渗水引排结构和外设筑台车,复杂地形钻机自稳固操作平台位于地面上,注浆加固结构位于复杂地形钻机自稳固操作平台上方,环向渗水引排结构安装在隧道1内壁上,外设筑台车安装在原模筑台车上。
注浆加固结构包括型钢拱架2、小导管3和顶紧装置4,型钢拱架2根据隧道1进行施工,顶紧装置4设有多个并均匀固定在型钢拱架2上,小导管3位于顶紧装置4外侧,通过顶紧装置4对小导管3进行顶紧,从而有效提高小导管注浆支护效果,保证注浆支护效果。
顶紧装置包括钢垫板5、螺纹套管6、螺纹伸缩杆7和齿形卡具8,钢垫板 5焊接在型钢拱架2外侧,螺纹套管6固定于钢垫板5上,螺纹伸缩杆7螺装在入螺纹套管6上,螺纹伸缩杆7可旋转进入螺纹套管6进行顶紧高度调节,齿形卡具8焊接在螺纹伸缩杆7上,且其顶部设有卡槽9。
复杂地形钻机自稳固操作平台包括带孔钢板10、防滑肋板11、连接端板14 和带帽栓钉13,带孔钢板10四角位置处均设有孔口12,防滑肋板11设有若干并均焊接于带孔钢板10的底面,连接端板14焊接于相邻的带孔钢板10之间,带帽栓钉13通过孔口12固定在带孔钢板10上,通过钻机自稳固操作平台提高钻机施工安全性和稳定性。
环向渗水引排结构包括环向透水管15、排水沟16、横向排水管17和弯管连接头18,环向透水管15设有若干且沿隧道1间隔一定距离均匀预埋布置,排水沟16设置于隧道1底部两侧,横向排水管17一端通过弯管连接头18与环向透水管15连接,另一端与排水沟16连接,可使水顺利流入排水沟16,有效保证排水效果,同时具有很好的防渗效果。
环向渗水引排结构还包括固定铁丝19和膨胀螺钉20,用于固定铁丝19两端通过膨胀螺钉20钉紧固定在隧道1内壁上,环向透水管15位于环向透水管 15和隧道1内壁之间,固定铁丝19与环向透水管15方向垂直并对其进行固定,保证固定效果。
外设筑台车包括型钢加宽22、纵向型钢支撑24、型钢斜撑23和检查窗25,型钢加宽22通过纵向型钢支撑24焊接固定在原模筑台车21上,型钢加宽22 在原模筑台车21的一侧进行加宽,纵向型钢支撑24对型钢加宽22进行支撑,并在型钢加宽22和原模筑台车21分别与纵向型钢支撑24的连接处设置螺栓26 进行加固,检查窗25安装在型钢加宽22上,通过在原模筑台车上的安装外设筑台车对隧道内的变截面段进行施工,解决了现有单模板台车外轮廓体积已由隧道设计成洞断面及净空尺寸决定,不能满足隧道内紧急停车带变截面段二次衬砌混凝土台车模板要求的问题,增强模板施工的整体强度和稳定性。
本实施例的复杂地层隧道支护体系施工过程如下:
步骤一、施工准备:全面熟悉图纸,做好现场交通管制,对场地周围进行保护,保护现场干净,整洁,准备施工机械和材料进场;
步骤二、复杂地形钻机自稳固操作平台施工:将带孔钢板10放置于地面上,将若干连接端板14焊接于多个带孔钢板10之间,并将带帽栓钉13打入固定带孔钢板10四角;
步骤三、钻孔:钻机在操作平台上移动到指定位置,根据施工要求进行钻孔;
步骤四、小导管施工:安装型钢拱架2并预制顶紧装置4,之后将若干顶紧装置4均匀焊接在型钢拱架2外侧面上,通过调节顶紧装置4顶紧小导管3;
步骤五、注浆施工:安装注浆管进行注浆施工,并进行封孔;
步骤六、隧道渗水引排施工:沿隧道1间隔一定距离预埋布置若干环向透水管15,隧道1底部两侧开挖排水沟16,将横向排水管17一端通过弯管连接头18与环向透水管15连接,另一端与排水沟16连接,可使水顺利流入排水沟 16,有效进行渗水引排,保证排水顺畅;
步骤七、衬砌施工:原模筑台车就位进行钢筋模板施工;
步骤八、变截面段施工:在变截面处进行模筑台车加宽,在原模筑台车21 的一侧安装型钢加宽22进行加宽,纵向型钢支撑24焊接固定于原模筑台车21 与型钢加宽22之间进行支撑,并采用螺栓26进行加强固定,型钢斜撑23固定支撑纵向型钢支撑24,检查窗25安装在型钢加宽22上,检查验收完毕后然后进行变截面段施工;
步骤九、施工完毕,检查验收。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于,包括以下施工步骤:
步骤一、施工准备:全面熟悉图纸,做好现场交通管制,对场地周围进行保护,保护现场干净,整洁,准备施工机械和材料进场;
步骤二、复杂地形钻机自稳固操作平台施工:将带孔钢板(10)放置于地面上,将若干连接端板(14)焊接于多个带孔钢板(10)之间,并将带帽栓钉(13)打入固定带孔钢板(10)四角;
步骤三、钻孔:钻机在操作平台上移动到指定位置,根据施工要求进行钻孔;
步骤四、小导管施工:安装型钢拱架(2)并预制顶紧装置(4),之后将若干顶紧装置(4)均匀焊接在型钢拱架(2)外侧面上,通过调节顶紧装置(4)顶紧小导管(3);
步骤五、注浆施工:安装注浆管进行注浆施工,并进行封孔;
步骤六、隧道渗水引排施工:沿隧道(1)间隔一定距离预埋布置若干环向透水管(15),隧道(1)底部两侧开挖排水沟(16),将横向排水管(17)一端通过弯管连接头(18)与环向透水管(15)连接,另一端与排水沟(16)连接,可使水顺利流入排水沟(16),有效进行渗水引排,保证排水顺畅;
步骤七、衬砌施工:原模筑台车就位进行钢筋模板施工;
步骤八、变截面段施工:在变截面处进行模筑台车加宽,在原模筑台车(21)的一侧安装型钢加宽(22)进行加宽,纵向型钢支撑(24)焊接固定于原模筑台车(21)与型钢加宽(22)之间进行支撑,并采用螺栓(26)进行加强固定,型钢斜撑(23)固定支撑纵向型钢支撑(24),检查窗(25)安装在型钢加宽(22)上,检查验收完毕后然后进行变截面段施工;
步骤九、施工完毕,检查验收。
2.根据权利要求1所述的复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于,步骤二所述的带孔钢板(10)四角位置处均设有孔口(12),并在带孔钢板(10)的底面焊接有若干防滑肋板(11),连接端板(14)焊接于相邻的带孔钢板(10)之间,带帽栓钉(13)通过孔口(12)穿过并固定在带孔钢板(10)上。
3.根据权利要求1所述的复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于,步骤四所述的顶紧装置包括钢垫板(5)、螺纹套管(6)、螺纹伸缩杆(7)和齿形卡具(8),钢垫板(5)焊接在型钢拱架(2)外侧,所述螺纹套管(6)固定于钢垫板(5)上,螺纹伸缩杆(7)螺装在入螺纹套管(6)上,所述齿形卡具(8)焊接在螺纹伸缩杆(7)上,且其顶部设有卡槽(9)。
4.根据权利要求1所述的复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于,步骤四所述的小导管(3)位于顶紧装置的卡槽(9)内。
5.根据权利要求1所述的复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于,步骤六所述的环向透水管(15)位于固定铁丝(19)和隧道(1)内壁之间,固定铁丝(19)与环向透水管(15)方向垂直,固定铁丝(19)两端通过膨胀螺钉(20)钉紧固定在隧道(1)内壁上
6.根据权利要求1所述的复杂地层隧道支护体系及施工方法,其特征在于,步骤八所述的型钢加宽(22)通过纵向型钢支撑(24)焊接固定在原模筑台车(21)上,并在型钢加宽(22)和原模筑台车(21)与纵向型钢支撑(24)的连接处设置螺栓(26)进行加固。
7.一种复杂地层隧道支护体系,其特征在于:根据权利要求1到6任一所述的复杂地层隧道支护体系及施工方法施工得到。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20210406 |