公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，為解決傳統(tǒng)平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工中存在的施工成本高，施工周期長(zhǎng)，施工干擾大及施工安全風(fēng)險(xiǎn)大的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，將平行導(dǎo)洞與橫通道中心線交叉部位前后的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中心線向橫通道方向偏移，并根據(jù)設(shè)計(jì)輪廓將上臺(tái)階鋼拱架半徑增大，下臺(tái)階鋼拱架半徑延續(xù)原施工使用半徑；根據(jù)橫通道正常輪廓鋼拱架基礎(chǔ)上，分別對(duì)其每個(gè)拱架單元進(jìn)行變角處理，并在每單元連接板接頭及拱頂處分別布設(shè)注漿鎖腳錨管。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工簡(jiǎn)便、改善交叉口初期支護(hù)受力結(jié)構(gòu)，保證初期支護(hù)的穩(wěn)定性，施工工藝簡(jiǎn)單，易操作，便于交叉口初期支護(hù)施工質(zhì)量的控制。
【專利說(shuō)明】
公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前二級(jí)公路特長(zhǎng)隧道在考慮施工及后期運(yùn)營(yíng)緊急救援情況下，一般在主洞一側(cè)設(shè)置小斷面平行導(dǎo)洞，兩者之間采用90°橫通道進(jìn)行連接。在施工時(shí)，為發(fā)揮平行導(dǎo)洞超前預(yù)報(bào)、排水及緊急救援的作業(yè)，需從平行導(dǎo)洞開挖進(jìn)入橫通道。因橫通道建筑限界尺寸的限制，導(dǎo)洞進(jìn)入橫通道時(shí)，導(dǎo)洞拱頂輪廓與橫通道拱頂輪廓基本處于同一標(biāo)高，致使導(dǎo)洞與橫通道交叉口段導(dǎo)洞初期支護(hù)以拱頂斷開呈半封閉狀態(tài)，且因拱頂受壓，初支結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定。
[0003]傳統(tǒng)的平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道施工方法:開口施工時(shí)，采用臨時(shí)支撐鋼拱架對(duì)切割后的導(dǎo)洞初期支護(hù)及橫通道洞口輪廓進(jìn)行加固，這種施工方法的缺陷在于:當(dāng)采用大量臨時(shí)支護(hù)時(shí)，本身施工材料及人工成本加大；臨時(shí)支撐占用原本空間有限的導(dǎo)洞凈空，使得橫通道施工及平導(dǎo)施工不能平行推進(jìn)，影響施工進(jìn)度;臨時(shí)支撐在施工完畢拆除時(shí)，尤其是在圍巖壓力大時(shí)，安全風(fēng)險(xiǎn)極大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決傳統(tǒng)平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工中存在的施工成本高，施工周期長(zhǎng)，施工干擾大及施工安全風(fēng)險(xiǎn)大的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其具體施工方法為:
(1).平行導(dǎo)洞初期支護(hù)輪廓加寬加高
將平行導(dǎo)洞與橫通道中心線交叉部位前后的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中心線向橫通道方向偏移，并根據(jù)設(shè)計(jì)輪廓將導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架半徑增大，導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架半徑延續(xù)原施工使用半徑；
(2).橫通道開口異形鋼拱架架設(shè)
根據(jù)橫通道正常輪廓鋼拱架基礎(chǔ)上，分別對(duì)其每個(gè)拱架單元進(jìn)行變角處理，并在每單元連接板接頭及拱頂處分別布設(shè)注漿鎖腳錨管。
[0006]將平行導(dǎo)洞與橫通道中心線交叉部位前后5m范圍內(nèi)的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中心線向橫通道方向偏移100cm，并根據(jù)設(shè)計(jì)輪廓將導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架半徑由施工用的423cm調(diào)整為505cm，導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架半徑依然延續(xù)原施工使用半徑1528cm;所述平行導(dǎo)洞初期支護(hù)結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架和導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架，導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架內(nèi)輪廓半徑為505cm，弧形角度為180°，等分為三個(gè)拱架單元，每單元外弧長(zhǎng)550cm;導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架內(nèi)輪廓半徑為1528cm，弧形角度為11° 22，56”，左右各一個(gè)單元，每單元外弧長(zhǎng)300cm。
[0007]所述橫通道開口異形鋼拱架包括橫通道上臺(tái)階鋼拱架和橫通道下臺(tái)階鋼拱架，所述橫通道上臺(tái)階鋼拱架包括一個(gè)A單元和兩個(gè)B單元，A單元半徑為292cm，弧形角度為130°，A單元外弧長(zhǎng)為708cm，B單元半徑為564cm，弧形角度為25°，B單元外弧長(zhǎng)為255cm，兩個(gè)B單元的一端分別與A單元的兩端通過(guò)連接板相連，所述橫通道下臺(tái)階鋼拱架包括兩個(gè)C單元，所述C單元為弧形與直線組合單元，弧形內(nèi)輪廓半徑為564cm，弧形角度為14° 12’22”，外弧長(zhǎng)145cm，直線部分與弧形端點(diǎn)相切，長(zhǎng)度為150cm，所述兩個(gè)C單元分別與兩個(gè)B單元的另一端通過(guò)連接板相連。
[0008]所述的橫通道開口異形鋼拱架每個(gè)拱架單元進(jìn)行變角處理:A-B連接板夾角由90°調(diào)整為77° 3，42”，B-A連接板夾角由90°調(diào)整為78° 15，20”，B-C連接板夾角保持90°不變，C-B連接板夾角由90°調(diào)整為65° 49’33”，C-C連接板夾角保持90°不變。
[0009]所述的異形鋼拱架每處連接板接頭及拱頂各設(shè)置I組注漿鎖腳錨管，每組2根，每根4m長(zhǎng)，直徑42mm，兩根注漿鎖腳錨管左右錯(cuò)開45度角設(shè)置，注漿鎖腳錨管與鋼拱架采用雙“L”型鋼筋卡進(jìn)行焊接。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1、根據(jù)橫通道與平行導(dǎo)洞設(shè)計(jì)輪廓關(guān)系，對(duì)平行導(dǎo)洞與橫通道交叉段的平行導(dǎo)洞洞跨進(jìn)行放大，將本段平行導(dǎo)洞初期支護(hù)輪廓中線向橫通道方向做適當(dāng)偏移，并加高拱頂，使橫通道拱頂與變化后的導(dǎo)洞初支交叉部位避開拱頂受壓區(qū)域。
[0011]2、交叉口平形導(dǎo)洞鋼拱架加寬加高使此部位的初支結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，空間加大更加利于施工機(jī)械開展工作；另一方面可以使橫通道較早進(jìn)洞，保證后方仰拱襯砌快速施工，也避免了使用常規(guī)方法為保安全而進(jìn)行大量臨時(shí)支撐處理，節(jié)省了材料。
[0012]3、橫通道異形鋼拱架以橫通道正常拱架為基礎(chǔ)，根據(jù)加寬后的平行導(dǎo)洞初支輪廓，分別對(duì)與平行導(dǎo)洞開口部位初期支護(hù)形成整體相應(yīng)單元的連接板與翼緣板的夾角進(jìn)行變角處理，更好的使平行導(dǎo)洞初期支護(hù)輪廓曲面與橫通道進(jìn)洞輪廓形成整體，保證良好的初支完整性及穩(wěn)定性。
[0013]具體實(shí)施效果如下:
1、初支變形量:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工效果及圍巖量測(cè)效果顯示，V級(jí)圍巖段橫通道開口施工，最大累計(jì)沉降量22cm，最大累計(jì)收斂量16cm。
[0014]2、時(shí)間及材料節(jié)約:與傳統(tǒng)方式相比，雖然在變截面施工中導(dǎo)洞初期支護(hù)耗費(fèi)了部分材料，但由于導(dǎo)洞截面的加寬，橫通道初期支護(hù)便比原設(shè)計(jì)少了導(dǎo)洞加寬的長(zhǎng)度，加之新工法比傳統(tǒng)方式開橫通道快了至少5天(新方法每處橫通道開口平均1.5天，常規(guī)方式7天)，而且，白茫雪山3#隧道采用新工法人工成本節(jié)約72萬(wàn)元，材料及管理成本節(jié)約70萬(wàn)元。
[0015]總之，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工簡(jiǎn)便、改善交叉口初期支護(hù)受力結(jié)構(gòu)，保證初期支護(hù)的穩(wěn)定性，交叉施工干擾小;施工速度快，初期支護(hù)成環(huán)較早，安全管理受控;施工工藝簡(jiǎn)單，易操作，便于交叉口初期支護(hù)施工質(zhì)量的控制。經(jīng)濟(jì)及安全效益顯著，適用于同類型隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道施工。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為平行導(dǎo)洞改變后的斷面與原斷面輪廓關(guān)系圖；
圖2為加寬加高后的初支鋼拱架示意圖；
圖3為原橫通道常規(guī)初支鋼拱架示意圖； 圖4為平行導(dǎo)洞初期支護(hù)與橫通道開口異形鋼拱架關(guān)系圖；
圖5為注漿鎖腳錨管與鋼拱架焊接圖；
圖中:1-改變前的開挖輪廓線，2-改變后的開挖輪廓線，3-橫通道開挖輪廓線，4-改變斷面前橫通道與導(dǎo)洞開挖線的交匯處，5-改變斷面后橫通道與導(dǎo)洞開挖線的交匯處，6-行車道中心線，7-改變斷面后的初支輪廓中心線，8-路面標(biāo)高，9-橫通道開口處超前小導(dǎo)管，10-注漿鎖腳錨管，11-連接板，12-導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架，13-導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架，14-A單元，15-B單元，16-C單元，17-A-B連接板夾角，18-B-A連接板夾角，19- B-C連接板夾角，20-C-B連接板夾角，21-鋼拱架，22-“L”型鋼筋卡。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其具體施工方法為:
(I).平行導(dǎo)洞初期支護(hù)輪廓加寬加高
如圖1、2所示，將平行導(dǎo)洞與橫通道中心線交叉部位前后5m范圍內(nèi)的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中心線向橫通道方向偏移100cm，并根據(jù)設(shè)計(jì)輪廓將導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架12半徑由施工用的423cm調(diào)整為505cm，導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架13半徑依然延續(xù)原施工使用半徑1528cm;所述平行導(dǎo)洞初期支護(hù)結(jié)構(gòu)為I20a型工字鋼，包括導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架12和導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架13，導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架12內(nèi)輪廓半徑為505cm，弧形角度為180°，等分為三個(gè)拱架單元，每單元外弧長(zhǎng)550cm;導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架13內(nèi)輪廓半徑為1528cm，弧形角度為11° 22’56”，左右各一個(gè)單元，每單元外弧長(zhǎng)300cm。
[0018](2).橫通道開口異形鋼拱架架設(shè)
如圖3、4所示，所述橫通道開口異形鋼拱架為I20a型工字鋼，包括橫通道上臺(tái)階鋼拱架和橫通道下臺(tái)階鋼拱架，所述橫通道上臺(tái)階鋼拱架包括一個(gè)A單元14和兩個(gè)B單元15，A單元14半徑為292cm，弧形角度為130°，A單元14外弧長(zhǎng)為708cm，B單元15半徑為564cm，弧形角度為25°，B單元15外弧長(zhǎng)為255cm，兩個(gè)B單元15的一端分別與A單元14的兩端通過(guò)連接板11相連，所述橫通道下臺(tái)階鋼拱架包括兩個(gè)C單元16，所述C單元16為弧形與直線組合單元，弧形內(nèi)輪廓半徑為564cm，弧形角度為14° 12’22”，外弧長(zhǎng)145cm，直線部分與弧形端點(diǎn)相切，長(zhǎng)度為150cm，所述兩個(gè)C單元16分別與兩個(gè)B單元15的另一端通過(guò)連接板11相連，根據(jù)橫通道正常輪廓鋼拱架基礎(chǔ)上，分別對(duì)其每個(gè)拱架單元進(jìn)行變角處理:A-B連接板夾角17由90°調(diào)整為77°3’42”，84連接板夾角18由90°調(diào)整為78°15’20”，B-C連接板夾角19保持90°不變，C-B連接板夾角20由90°調(diào)整為65° 49 ’ 33”，C-C連接板夾角保持90°不變，施作于橫通道開口與平行導(dǎo)洞初期支護(hù)曲面重合部位，之后在異形鋼拱架每單元連接板及拱頂各設(shè)置I組注漿鎖腳錨管10，并進(jìn)行注漿加固，每組設(shè)置2根注漿鎖腳錨管10，每根4m長(zhǎng)，直徑42mm，兩根注漿鎖腳錨管10左右錯(cuò)開45度角設(shè)置，注漿鎖腳錨管10與鋼拱架21采用雙“L”型鋼筋卡22進(jìn)行焊接，如圖5所示。
[0019]公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法具體的施工步驟及注意事項(xiàng):
1、加寬加高部位平行導(dǎo)洞的開挖及支護(hù):
如圖2所示，在提前確定好的里程范圍及圍巖級(jí)別采用合理預(yù)留沉降量的加寬加高鋼拱架進(jìn)行開挖及支護(hù)。對(duì)進(jìn)入橫通道一側(cè)的初期支護(hù)，確定橫通道開挖的頂點(diǎn)及洞跨，施工時(shí)對(duì)本范圍只做鋼結(jié)構(gòu)，不進(jìn)行噴射砼施工。
[0020]2、橫通道開口測(cè)量放樣:
根據(jù)橫通道開挖輪廓五寸臺(tái)放樣技術(shù)交底，自橫通道拱頂標(biāo)高向下每隔50cm，在其對(duì)應(yīng)開挖支距上標(biāo)出點(diǎn)位，并畫出開挖輪廓線。
[0021]3、平導(dǎo)初支橫通道開口部位加固:
對(duì)開口輪廓按要求施做雙層超前注漿小導(dǎo)管，施工仰角控制在3?5°。對(duì)橫通道輪廓線上的導(dǎo)洞拱架進(jìn)行割除，在輪廓線向上40cm處，每榀施做I組4m長(zhǎng)Φ42注漿鎖腳錨管，采用雙拼“L”型鋼筋上下焊接，并進(jìn)行注漿加固。依照橫通道開挖輪廓線對(duì)其范圍內(nèi)的導(dǎo)洞鋼拱架進(jìn)行割除處理。
[0022]4、橫通道異形鋼拱架
按施工分上下臺(tái)階，將加工好的橫通道異形拱架按施工放樣的點(diǎn)位，異形拱架依次A-B-C的施工順序按圖3所示形狀及相應(yīng)的施工技術(shù)交底進(jìn)行立架;立架完成后對(duì)每處連接板及拱頂施做各I組4m長(zhǎng)的注漿鎖腳錨管，并進(jìn)行注漿加固，注漿鎖腳錨管以左右錯(cuò)開45°施做。對(duì)導(dǎo)洞初期支護(hù)拱架與橫通道異形拱架進(jìn)行焊接，確保每榀導(dǎo)洞拱架與橫通道異形拱架連接為一體。待橫通道異形拱架立架加固完畢后，對(duì)前期導(dǎo)洞進(jìn)橫通道范圍內(nèi)的初期支護(hù)進(jìn)行全面噴射砼封閉。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其特征在于，具體施工方法為: (1)平行導(dǎo)洞初期支護(hù)輪廓加寬加高 將平行導(dǎo)洞與橫通道中心線交叉部位前后的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中心線向橫通道方向偏移，并根據(jù)設(shè)計(jì)輪廓將導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架(12)半徑增大，導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架(13)半徑延續(xù)原施工使用半徑； (2)橫通道開口異形鋼拱架架設(shè) 根據(jù)橫通道正常輪廓鋼拱架基礎(chǔ)上，分別對(duì)其每個(gè)拱架單元進(jìn)行變角處理，并在每單元連接板接頭及拱頂處分別布設(shè)注漿鎖腳錨管(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其特征在于:將平行導(dǎo)洞與橫通道中心線交叉部位前后5m范圍內(nèi)的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中心線向橫通道方向偏移100cm，并根據(jù)設(shè)計(jì)輪廓將導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架(12)半徑由施工用的423cm調(diào)整為505cm，導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架(13)半徑依然延續(xù)原施工使用半徑1528cm;所述平行導(dǎo)洞初期支護(hù)結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架(12)和導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架(13)，導(dǎo)洞上臺(tái)階鋼拱架(12)內(nèi)輪廓半徑為505cm，弧形角度為180°，等分為三個(gè)拱架單元，每單元外弧長(zhǎng)550cm;導(dǎo)洞下臺(tái)階鋼拱架(13)內(nèi)輪廓半徑為1528cm，弧形角度為11°22’56”，左右各一個(gè)單元，每單元外弧長(zhǎng)30001103.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其特征在于:所述橫通道開口異形鋼拱架包括橫通道上臺(tái)階鋼拱架和橫通道下臺(tái)階鋼拱架，所述橫通道上臺(tái)階鋼拱架包括一個(gè)A單元(14)和兩個(gè)B單元(15)，A單元(14)半徑為292cm，弧形角度為130°，A單元(14)外弧長(zhǎng)為708cm，B單元(15)半徑為564cm，弧形角度為25°，B單元(15)外弧長(zhǎng)為255cm，兩個(gè)B單元(15)的一端分別與A單元(14)的兩端通過(guò)連接板(11)相連，所述橫通道下臺(tái)階鋼拱架包括兩個(gè)C單元(16)，所述C單元(16)為弧形與直線組合單元，弧形內(nèi)輪廓半徑為564cm，弧形角度為14° 12’22”，外弧長(zhǎng)145cm，直線部分與弧形端點(diǎn)相切，長(zhǎng)度為150cm，所述兩個(gè)C單元(16)分別與兩個(gè)B單元(15)的另一端通過(guò)連接板(11)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其特征在于:所述的橫通道開口異形鋼拱架每個(gè)拱架單元進(jìn)行變角處理:A-B連接板夾角(17)由90°調(diào)整為77° 3’42”，B-A連接板夾角(18)由90°調(diào)整為78° 15 ’ 20”，B-C連接板夾角(19)保持90°不變，C-B連接板夾角(20)由90°調(diào)整為65° 49 ’ 33”，C-C連接板夾角保持90°不變。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公路隧道平行導(dǎo)洞進(jìn)橫通道開口施工方法，其特征在于:所述的異形鋼拱架每處連接板接頭及拱頂各設(shè)置I組注漿鎖腳錨管(10)，每組2根，每根4m長(zhǎng)，直徑42mm，兩根注漿鎖腳錨管(10)左右錯(cuò)開45度角設(shè)置，注漿鎖腳錨管(10)與鋼拱架(21)采用雙“L”型鋼筋卡(22)進(jìn)行焊接。
【文檔編號(hào)】E21D9/00GK106089215SQ201610461619
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】李博, 武明靜, 帥建兵, 肖三民, 章林, 趙香萍, 李曉
【申請(qǐng)人】中鐵十二局集團(tuán)有限公司, 中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司