CN114109445A - 一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，隧道施工时，逐次开展超前地质预报，并进行测量放线、围岩开挖和出渣工序；进行初期支护，同时在横断面中线邻近隧道工作面处施作若干临时竖向支撑；施作二次衬砌或仰拱开挖前拆除临时向支撑。采用本发明的施工方法，可以有效且高效的实施，不仅能提高隧道施工效率，而且能够有效保证围岩稳定，本发明中特有的临时竖向支撑体系在施工工程中还能有效地重复利用，大大节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术方法领域，特别是一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法。
背景技术
随着我国经济社会的高速发展，我国公路、铁路等交通基础建设迎来了新的发展高峰。三车道及以上公路隧道越来越多，大跨度铁路车站不断涌现，全断面开挖方法不能适用于大跨度和围岩相对较差的隧道掘进。当采用台阶法或更复杂隧道掘进方法时，开挖步序较多，对围岩的扰动次数多和程度较大，工期较长，成本较高。因此考虑采用一种利用临时竖向支撑减小开挖断面跨度的隧道全断面掘进方法，进而减少施工工序，减小对围岩扰动，确保隧道围岩稳定。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，能够在保证施工安全的前提下缩短工期，加快施工速度。使用临时竖向支撑减小开挖跨度并采用全断面法进行开挖以减少对围岩的扰动，有利于围岩的稳定，加快施工速度，节约显性与隐性施工成本，增加直接或间接的经济效益。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，包括以下步骤：
S1、隧道施工时，逐次开展超前地质预报，并进行测量放线、围岩开挖和出渣工序；
S2、进行初期支护，同时在横断面中线邻近隧道工作面处施作若干临时竖向支撑；
S3、施作二次衬砌或仰拱开挖前拆除临时向支撑。
进一步地，所述步骤S1具体包括：
S11、采取超前地质预报的方式，确定隧道围岩等级；若围岩为Ⅲ级，则执行步骤S13；若隧道围岩为Ⅳ级或Ⅴ级，则执行步骤S12；需施作较强的超前支护措施，然后进行全断面开挖；
S12、施作超前支护；
S13、测量放线、围岩开挖和出渣工序。
进一步地，所述步骤S2中，施作临时竖向支撑的具体过程为：
首先选定临时竖向支撑间距和型号，之后在隧道横断面底板中心处开挖需要施工临时支撑基础范围之内的围岩，然后施作底部锚杆，底部锚杆尾端预留一段在临时支撑混凝土基础的浇筑范围内，之后再浇筑临时支撑混凝土基础，浇筑临时支撑混凝土基础时其顶部预埋有螺栓，通过螺栓和法兰盘连接安装长度可调的临时支柱，然后在长度可调的临时支柱顶部安装与隧道拱顶相配合的拱形支撑件，调整长度可调的临时支柱的高度使拱形支撑件的顶部与拱顶围岩密切接触，完成临时竖向支撑安装。
进一步地，所述步骤S3具体包括：
当隧道未设置仰拱时，所述临时竖向支撑在二次衬砌作业前进行拆除；当隧道设置有仰拱时，所述临时竖向支撑在仰拱开挖前进行拆除。
进一步地，所述竖向支撑间距为0.5m-2m。
进一步地，所述临时竖向支撑距离掌子面的最小间距为5-10m。
进一步地，所述长度可调的临时支柱包括法兰盘、竖直固定在法兰盘中心的立柱，竖直固定在立柱顶端的液压缸，所述立柱通过法兰盘的连接使其与临时支撑混凝土基础形成一体结构，拱形支撑件底部固定在液压缸的顶杆端部。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）在围岩条件相对较差的情况下开挖大跨度隧道时，为了保障隧道施工安全常采用台阶或单侧壁等施工方法，这些施工方法步序较多。全断面法工序较少，但当隧道开挖跨度过大时围岩容易失稳。因此本发明提供一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，能够减小施工步序，加快施工速度，缩短工期，增加经济效益。
（2）本发明避免了传统全断面法在大跨度条件下施工时由于跨度过大而造成围岩失稳。
（3）本发明在隧道施工时有较大的作业空间，有利于大型配套设施机械化作业，便于组织施工。
（4）本发明中特有的临时竖向支撑可以有效起到减跨作用，其结构简单，操作便捷，高度调整灵活，可多次重复利用。
附图说明
图1是本发明的临时竖向支撑的正视图。
图2是本发明的临时竖向支撑的的侧视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
针对围岩条件较差且跨度大的隧道施工作业时，为减少施工工序，减小对围岩扰动，确保隧道围岩稳定，本实施例的一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，具体步骤如下：
隧道施工时，首先采取超前地质预报的方式，确定隧道围岩等级，若围岩为Ⅲ级围岩则其稳定性良好，不需要进行超前支护，可直接进行测量放线、围岩开挖和出渣工序；若为Ⅳ级围岩则其稳定性较差，可视情况施作不同超前支护措施，然后进行测量放线、围岩开挖和出渣工序；若隧道围岩为Ⅴ级则围岩稳定性差，需施作较强的超前支护措施，然后进行全断面开挖；开挖之后进行出渣作业，然后开始施作初期支护，接着施工临时竖向支撑体系；
进行初期支护，然后同时在横断面中线邻近隧道工作面处施作若干临时竖向支撑，如图1、图2所示，施作若干临时竖向支撑的具体过程为：首先选定临时竖向支撑间距和型号，之后在隧道横断面底板中心处开挖需要施工临时支撑基础范围之内的围岩，然后施作底部锚杆6，底部锚杆5尾端预留一段在临时支撑混凝土基础5的浇筑范围内，之后再浇筑临时支撑混凝土基础5，浇筑临时支撑混凝土基础5时其顶部预埋有螺栓，通过螺栓和法兰盘4连接安装长度可调的临时支柱，然后在长度可调的临时支柱顶部安装与隧道拱顶1相配合的拱形支撑件2，调整长度可调的临时支柱3的高度使拱形支撑件2的顶部与拱顶1围岩密切接触，完成临时竖向支撑安装；待临时体系稳定后开始下一开挖循坏，此时注意临时竖向支撑体系保持距离掌子面5-10m的安全距离。
如图1所示，本实施例的长度可调的临时支柱包括法兰盘4、竖直固定在法兰盘4中心的立柱3，竖直固定在立柱3顶端的液压缸7，所述立柱3通过法兰盘4的连接使其与临时支撑混凝土基础5形成一体结构，拱形支撑件2底部固定在液压缸7的顶杆端部。
上述隧道施工时，由于临时竖向支撑体系是临时结构，当隧道未设置仰拱时，所述的临时竖向支撑体系应在二次衬砌作业前进行拆除；当隧道设置有仰拱时，所述的临时竖向支撑应在仰拱开挖前进行拆除。应首先拆除拱形支撑件，再拆除临时竖向支柱。拆除完毕后再进行二次衬砌作业，从而该支撑体系可重复利用，做到在有效确保隧道施工时的安全性上节约了成本。一般情况下临时竖向支撑应设置在中线，为方便施工车辆出入，可适当调整立柱位置，偏离中线1-2m，但需计算分析围岩稳定性。
采用上述施工方法，可以有效且高效的实施，不仅能提高隧道施工效率，而且能够有效保证围岩稳定，本发明中特有的临时竖向支撑体系在施工工程中还能有效地重复利用，大大节约了成本。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、隧道施工时，逐次开展超前地质预报，并进行测量放线、围岩开挖和出渣工序；
S2、进行初期支护，同时在横断面中线邻近隧道工作面处施作若干临时竖向支撑；
S3、施作二次衬砌或仰拱开挖前拆除临时向支撑。
2.根据权利要求1所述的利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11、采取超前地质预报的方式，确定隧道围岩等级；若围岩为Ⅲ级，则执行步骤S13；若隧道围岩为Ⅳ级或Ⅴ级，则执行步骤S12；需施作较强的超前支护措施，然后进行全断面开挖；
S12、施作超前支护；
S13、测量放线、围岩开挖和出渣工序。
3.根据权利要求1所述的利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于，所述步骤S2中，施作临时竖向支撑的具体过程为：
首先选定临时竖向支撑间距和型号，之后在隧道横断面底板中心处开挖需要施工临时支撑基础范围之内的围岩，然后施作底部锚杆，底部锚杆尾端预留一段在临时支撑混凝土基础的浇筑范围内，之后再浇筑临时支撑混凝土基础，浇筑临时支撑混凝土基础时其顶部预埋有螺栓，通过螺栓和法兰盘连接安装长度可调的临时支柱，然后在长度可调的临时支柱顶部安装与隧道拱顶相配合的拱形支撑件，调整长度可调的临时支柱的高度使拱形支撑件的顶部与拱顶围岩密切接触，完成临时竖向支撑安装。
4.根据权利要求1所述的利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：
当隧道未设置仰拱时，所述临时竖向支撑在二次衬砌作业前进行拆除；当隧道设置有仰拱时，所述临时竖向支撑在仰拱开挖前进行拆除。
5.根据权利要求1所述的利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于：所述竖向支撑间距为0.5m-2m。
6.根据权利要求1所述的利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于，所述临时竖向支撑距离掌子面的最小间距为5-10m。
7.根据权利要求1所述的利用临时竖向支撑减跨的大跨度隧道全断面施工方法，其特征在于，所述长度可调的临时支柱包括法兰盘、竖直固定在法兰盘中心的立柱，竖直固定在立柱顶端的液压缸，所述立柱通过法兰盘的连接使其与临时支撑混凝土基础形成一体结构，拱形支撑件底部固定在液压缸的顶杆端部。
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