CN113685201A - 一种公路隧道仰拱更换施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种公路隧道仰拱更换施工方法，包括以下步骤：根据隧道内公路的中心线将隧道分为第一部分和第二部分；拆除第一部分的附属设施，并在第一部分边墙底部注浆，在边墙底部铺设临时路面，对第一部分的路面进行加宽；拆除第二部分的附属设施，并在第二部分边墙底部注浆，凿除第二部分原有仰拱结构，并浇注第二部分的新仰拱结构，然后铺设第二部分的新路面；凿除路面加宽后的第一部分的原有仰拱结构，并浇注第一部分的新仰拱结构，然后铺设第一部分的新路面，采用本发明的方法降低了对交通的影响。
Description
技术领域
本发明涉及公路隧道工程技术领域，具体涉及一种公路隧道仰拱更换施工方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
当隧道处于高地应力或膨胀性围岩时，在施工阶段，地面压力作用于幼龄的仰拱混凝土，形成潜在的分离面。在隧道投入使用后，中央排水沟中收集的水通过分离面渗透到隧道下部的膨胀泥岩中。水分引起强度下降，长时间塑性压力增加导致仰拱损坏，如果对此置之不理，导致隧道结构不稳定，严重影响行驶车辆的安全。
目前常采用的处治病害段的措施是中断交通来进行仰拱补强和换填，但是发明人发现，由于地质条件复杂，采用的措施往往治标不治本，长时间阻碍了交通而且施工效果并没有达到预设的要求。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种公路隧道仰拱更换施工方法，减少了对交通的阻碍时间。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的实施例提供了一种公路隧道仰拱更换施工方法，包括以下步骤：
根据隧道内公路的中心线将隧道分为第一部分和第二部分；
拆除第一部分的附属设施，并在第一部分边墙底部注浆，在边墙底部铺设临时路面，对第一部分的路面进行加宽；
拆除第二部分的附属设施，并在第二部分边墙底部注浆，凿除第二部分原有仰拱结构，并浇注第二部分的新仰拱结构，然后铺设第二部分的新路面；
凿除路面加宽后的第一部分的原有仰拱结构，并浇注第一部分的新仰拱结构，然后铺设第一部分的新路面。
可选的，第一部分和第二部分边墙底部注浆的方法为：
在边墙拱架拱脚处进行钻孔，钻孔中以30°-45°的外插角插入锁脚注浆锚管，将锁脚注浆管穿过隧道的初期支护和二次衬砌打入隧道围岩中，通过锁脚注浆锚管相隧道围岩内进行注浆。
可选的，第一部分和第二部分的原有仰拱结构凿除时，采用分段凿除开挖，沿隧道纵向的单次开挖长度不超过5m。
可选的，分段开挖时，相邻的两个开挖部分之间具有设定距离，且同时开挖。
可选的，凿除开挖原有仰拱结构至新的设定仰拱施工基底后，对开挖的坑底进行清理并喷射混凝土进行封闭。
可选的，所述第一部分和第二部分新的仰拱结构的施工方法为首先施工钢拱架，然后依次浇注仰拱混凝土和仰拱填充混凝土。
可选的，浇注仰拱混凝土时，预先在仰拱混凝土内部添加设定量的钢纤维，然后利用添加钢纤维的混凝土来浇注仰拱混凝土，浇注仰拱填充混凝土时，预先在仰拱填充混凝土内部添加钢纤维，然后利用添加钢纤维的混凝土来浇注仰拱填充混凝土。
可选的，浇注仰拱填充混凝土时，在仰拱填充混凝土中埋入中心水沟，中心水沟采用多个预制混凝土管剪接构成。
可选的，第二部分的新仰拱结构浇注前，在第二部件和第一部分之间设置挡土桩。
可选的，第一部分和第二部分安装好新的附属设施后，在铺设新路面。本发明的有益效果：
1.本发明的施工方法，在第一部分加宽施工时，第二部分能够保持交通正常通行，第二部分进行凿除原仰拱结构并浇注新仰拱结构时，第一部分能够保持交通正常通行，第一部分进行凿除原仰拱结构并浇注新仰拱结构时，第二部分能够保持交通正常通行，使得整个仰拱更换施工时不会完全阻碍交通通行，同时通过第一部分设置加宽部分，增强了施工期间的交通通行能力，降低了仰拱更换施工对交通的影响。
2.本发明的施工方法，凿除第一部分和第二部分的原有仰拱结构时，采用分段凿除开挖，且分段开挖时，相邻的两个开挖部分之间具有设定距离，同时开挖，避免了相邻段同时开挖带来的变形风险，且相邻开挖部分同时开挖缩短了施工时间，提升了施工效率，缩短了车道交通限制时间。
3.本发明的施工方法，仰拱混凝土浇注时在混凝土中添加钢纤维，使得新浇注的仰拱各方面性能大大提高，达到预设的要求，而且缩短施工周期25％以上，特别适用于要求连续、快速浇灌混凝土的工程。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1施工流程图；
图2为本发明实施例1第二部分原有仰拱凿除开挖示意图；
其中，1.初期支护，2.二次衬砌，3.仰拱，4.仰拱填充，5.中心水沟，6.盖板，7.排水沟，8.路面，9.供水管，10.电缆线，11.临时设施，12.新路面，13.锁脚注浆锚管，14.临时路面,15.施工基底，16.仰拱混凝土，17.仰拱填充混凝土。
具体实施方式
实施例1
本实施例公开了一种公路隧道仰拱更换施工方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：公路隧道具有初期支护1和二次衬砌2，根据隧道内公路的中心线将隧道分为第一部分和第二部分。
具体的，沿隧道公路的中心线放置封闭式隔离栏，将隧道的仰拱结构分隔为第一部分和第二部分，采用封闭式隔离栏，能够避免驾驶员的注意力分散，保证施工人员的安全。
所述仰拱结构包括仰拱3及仰拱填充4，所述仰拱采用仰拱混凝土浇注而成，所述仰拱填充采用仰拱填充混凝土浇注而成，仰拱结构为现有结构，在此不进行详细叙述。所示仰拱填充的中部具有中心水沟5。仰拱填充上表面铺设有路面8。
步骤2：开放第二部分，使得第二部分的交通能够正常通行，拆除第一部分的附属设施，所述附属设施包括位于第一部分边墙底部的影响施工的盖板6、电缆线10、排水沟7、供水管9、路缘石、防护通道等设施，在第一部分的边墙底部进行注浆施工，并在边墙底部铺设临时路面14，对第一部分的路面进行加宽，并在第一部分的拱腰部安装临时通信线路等临时设施11。
注浆施工的具体方法为：
在第一部分下台阶边墙拱架拱脚位置处沿隧道纵向钻设多个钻孔，相邻钻孔之间的间距为0.5m-1.5m，优选的，相邻钻孔之间的间距为1m，所述钻孔的数量根据待更换仰拱结构的范围进行确定，在钻孔过程中，应对钻孔的孔径、孔深、间距、钻孔方向进行测量等，确定合理的注浆参数；钻孔时，钻孔方向应与设计图一致。
在钻孔中打入锁脚注浆锚管13，锁脚注浆锚管以30°-45°外插角穿过隧道的初期支护和二次衬砌并打入隧道的围岩中。
通过锁脚注浆锚管对第一部分的边墙底部外周的围岩进行注浆，注浆时应对其各项参数进行监控，采取本项措施能有效地维持仰拱及仰拱破除后隧洞整体结构平衡，避免出现二次衬砌结构向内滑动和裂缝的产生。
注浆完成后，待注浆的浆液强度达到设定要求后，在第一部分的边墙底部铺设临时路面，对第一部分的路面进行加宽，以此达到加宽通行路面宽度的作用，最大程度的降低了施工对交通通行的影响。
步骤3：第一部分的临时路面铺设完成后，开放第一部分，使得第一部分能够保持交通正常通行，封闭第二部分，限制第二部分的交通通行。
拆除第二部分的附属设施，本实施例中，拆除第二部分的中心水沟及路面等设施，对第二部分边墙底部进行注浆，注浆施工方法与步骤2中第一部分边墙底部注浆施工方法相同，在此不进行重复叙述。
待注浆的浆液达到设定强度后，凿除并开挖第二部分原有的仰拱结构，即凿除并开挖第二部分原有的仰拱填充和仰拱，直至开挖至设定的新仰拱结构的施工基底15。检查隧底开挖轮廓、中线和标高是否符合设计图纸要求，经检查合格后，清除开挖的坑底的虚碴、淤泥和杂物。
本实施例中，第二部分原有的仰拱结构采用分段凿除开挖，即沿隧道纵向，将待开挖段分隔为若干段，每段沿隧道纵向的长度不大于5m，分段开挖时，相邻的两个开挖部分之间具有设定距离，每次开挖间隔至少一段即跳格开挖，以避免相邻段同时开挖带来的变形风险，在隧道的同一侧有两个小组在两个不相邻的段同时施工，施工效率高，施工周期短。如图2所示，可先开挖A、B段，然后开挖C、D段，最后开挖E、F段，隧道纵向的两个出口均可进出运输车辆，满足施工材料的运输，大大提高了施工效率，待施工至相邻段时，仰拱施工缝的端头必须用高压水枪冲洗干净，进行凿毛处理。
待第二部分的原有仰拱结构凿除并开挖完成后，在开挖的坑内重新施工仰拱的钢拱架，然后浇筑仰拱混凝土16，仰拱混凝土浇注过程中用振捣棒振捣密实，仰拱混凝土终凝后，浇注仰拱填充混凝土17，浇注过程中严格控制混凝土塌落度。
进一步的，因为从仰拱混凝土幼龄期开始，会一直受到下方传来的塑型压力，因此仰拱混凝土和仰拱填充混凝土改用早强型的混凝土添加设定量的钢纤维进行浇筑，以改善混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，采用截面为圆形的长直钢纤维，其直径可根据具体情况采用0.2～0.6mm，长度为10～60mm。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结,可根据实际情况选用各种形状的钢纤维,其截面有矩形、锯齿形、弯月形等。采用早强型混凝土掺加设定量的钢纤维在同等强度下可减少混凝土量30％～50％，与普通混凝土采用同种方式施工，无需增加设备，同时缩短施工周期25％以上，特别适用于要求连续、快速浇灌混凝土的工程。
仰拱填充混凝土浇注时，仰拱填充混凝土内埋入中心水沟，中心水沟采用暗埋管沟，暗埋管沟由φ650mm预制混凝土管剪接组成。混凝土管采用刚性接头。混凝土管直接埋在高拱段的后拱填充混凝土中。
本实施例中，所述仰拱结构为钢筋混凝土结构，仰拱结构的环形主筋采用φ22螺纹钢筋，筋间距为20cm，筋网保护层厚度为5cm。纵筋采用φ12螺纹钢筋，钢筋间距为25cm。隧道衬砌中钢筋的接头应设置在应力小的地方，受拉钢筋应采用套式机械连接，其他钢筋可采用绑扎方式。
进一步的，为了防止第一部分仰拱拆除和施工时对第二部分的新的仰拱结构造成积压变形，因此，在第二部分新的仰拱结构浇注前在第一部分和第二部分之间设置挡土桩。
仰拱结构浇注完成后，拆除步骤2安装的临时设施，在第二部分安装通信线路、电缆线等附属设施，然后铺设第二部分的新路面12。
步骤4，第二部分的新路面铺设完成后，接触第二部分的交通限制，使得第二部分的交通能够正常通行，限制路面加宽后的第一部分的交通通行。
凿除并开挖第一部分原有的仰拱结构，并浇注第一部分的新仰拱结构，然后铺设第一部分的新路面。
所述第一部分原有仰拱结构的凿除和开挖方法与第二部分原有仰拱结构的凿除和开挖方法相同，在此不进行重复叙述，所述第一部分新的仰拱结构的浇筑方法与第二部分新的仰拱结构的浇筑方法相同，在此不进行重复叙述。
第一部分的新的仰拱结构浇注完成后，安装相应的附属设施后，铺设第一部分的新路面。
第一部分的新路面铺设完成后，解除交通管制，恢复隧道交通通行。
本实例全程采用全自动跟踪全站仪等设备对隧道的变形进行监测，每小时自动测量一次两侧位移、顶部沉降和路面隆起，以根据实际情况及时提醒相关方对施工方案做出调整。
采用本实施例的方法，整个施工过程中均可实现交通的通行，降低了对交通的影响。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明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发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据隧道内公路的中心线将隧道分为第一部分和第二部分；
拆除第一部分的附属设施，并在第一部分边墙底部注浆，在边墙底部铺设临时路面，对第一部分的路面进行加宽；
拆除第二部分的附属设施，并在第二部分边墙底部注浆，凿除第二部分原有仰拱结构，并浇注第二部分的新仰拱结构，然后铺设第二部分的新路面；
凿除路面加宽后的第一部分的原有仰拱结构，并浇注第一部分的新仰拱结构，然后铺设第一部分的新路面。
2.如权利要求1所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，第一部分和第二部分边墙底部注浆的方法为：
在边墙拱架拱脚处进行钻孔，钻孔中以30°-45°的外插角插入锁脚注浆锚管，将锁脚注浆管穿过隧道的初期支护和二次衬砌打入隧道围岩中，通过锁脚注浆锚管相隧道围岩内进行注浆。
3.如权利要求1所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，第一部分和第二部分的原有仰拱结构凿除时，采用分段凿除开挖，沿隧道纵向的单段开挖长度不超过5m。
4.如权利要求3所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，分段开挖时，相邻的两个开挖部分之间具有设定距离，且同时开挖。
5.如权利要求1所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，凿除开挖原有仰拱结构至新的设定仰拱施工基底后，对开挖的坑底进行清理并喷射混凝土进行封闭。
6.如权利要求1所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，所述第一部分和第二部分新的仰拱结构的施工方法为首先施工钢拱架，然后依次浇注仰拱混凝土和仰拱填充混凝土。
7.如权利要求6所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，浇注仰拱混凝土时，预先在仰拱混凝土内部添加设定量的钢纤维，然后利用添加钢纤维的混凝土来浇注仰拱混凝土，浇注仰拱填充混凝土时，预先在仰拱填充混凝土内部添加钢纤维，然后利用添加钢纤维的混凝土来浇注仰拱填充混凝土。
8.如权利要求6所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，浇注仰拱填充混凝土时，在仰拱填充混凝土中埋入中心水沟，中心水沟采用多个预制混凝土管剪接构成。
9.如权利要求1所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，第二部分的新仰拱结构浇注前，在第二部件和第一部分之间设置挡土桩。
10.如权利要求1所述的一种公路隧道仰拱更换施工方法，其特征在于，第一部分和第二部分安装好新的附属设施后，再铺设新路面。
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