[发明专利]一种隧道初期支护侵限的处理方法及其施工配套设备

说明书

本发明公开了一种隧道初期支护侵限的处理方法及其施工配套设备，包括以下步骤：⑴对隧道的设计内轮廓线进行优化设计：在隧道设计标高不变的前提下，降低隧道的拱部设计内轮廓线作为优化的拱部内轮廓线，优化的拱部内轮廓线位于隧道建筑限界和拱部设计内轮廓线之间，将优化的拱部内轮廓线的侧墙圆弧线与隧道的设计内轮廓线的侧墙圆弧线顺接，得到隧道的优化内轮廓线，确定优化设计图；⑵加固隧道的侵限段落；⑶按照优化设计图施工：在隧道的侵限段落上按优化内轮廓线施做衬砌，与侵限段落纵向相邻的未侵限段落二次衬砌拱部与侵限段落已施做的衬砌拱部在纵向上顺接过渡。本发明简单易行、成本低、工作效率高，有利于隧道正常施工。

技术领域

本发明涉及一种隧道初期支护侵限的处理方法，还涉及实现该处理方法的施工配套设备。

背景技术

近年来，随着我国基础设施建设的快速发展，隧道已经向大断面、大埋深等方向发展，因此隧道穿越软弱破碎围岩(即指隧道周围一定范围内，对洞身的稳定有影响的岩体或土体)条件、复杂地质环境及高地应力等情况已不可避免。然而，由于隧道工程地质环境的复杂性、地质勘探的准确性和翔实性有限，施工单位施工技术水平的差异，势必在修建过程中遇到各种工程问题，其中由于围岩变形(松散、破碎围岩体的冒落、塌方，软弱和膨胀性土岩土体的局部和整体的径向大变形和塌滑，山体变形，以及坚硬完整岩体中的岩爆)引起隧道初期支护侵限(侵入隧道的设计内轮廓线)问题在隧道修建过程中屡见不鲜，这无疑将造成工期延误、造价提高，甚至对工程结构形成安全隐患等一系列问题。

目前，对于隧道初期支护侵限问题的传统处理方法通常采用以下两种做法：

⑴换拱：换拱作业一般包括注浆固结、人工拆除、替撑等施工环节，在人工拆除作业时，脱落的物体可能会直接砸到人体上，因此，换拱作业存在极大的安全风险。而在替撑的施工环节中，存在新旧钢架的节点薄弱、拆除困难、钢架纵向连接实现困难的诸多弊端，所以处理起来费时费力、处理费用高且严重影响施工进度。

⑵调整纵坡：即是通过调整路线纵坡满足隧道净空(隧道净空是指隧道内轮廓线所包围的空间，包括公路隧道建筑限界、通风及其它功能所需的断面积)。由于调整纵坡是将隧道整体下压降低标高，因此这种处理方法所影响的段落过长，这对于已正常施工段落存在较大影响，处理起来费时费力，不利于隧道的正常施工。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种安全、施工成本低、工作效率高、施工方便的隧道初期支护侵限的处理方法。

本发明的第二个目的在于提供一种实现上述隧道初期支护侵限的处理方法的施工配套设备。

本发明的第一个目的可通过以下的技术措施来实现：一种隧道初期支护侵限的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴对隧道的设计内轮廓线进行优化设计：在隧道设计标高不变的前提下，降低隧道的拱部设计内轮廓线作为优化的拱部内轮廓线，且优化的拱部内轮廓线位于隧道建筑限界和拱部设计内轮廓线之间，将优化的拱部内轮廓线的侧墙圆弧线与隧道的设计内轮廓线的侧墙圆弧线顺接，得到隧道的优化内轮廓线，确定优化设计图；

⑵加固隧道的侵限段落：对隧道的侵限段落进行加固处理以提高围岩自身的承载能力；

⑶按照优化设计图施工：在隧道的侵限段落上根据优化内轮廓线施做衬砌，与侵限段落纵向相邻的未侵限段落二次衬砌拱部和侵限段落已施做的衬砌拱部在纵向上顺接过渡。

本发明是在发生侵限病害的隧道段落的拱部内轮廓上施做衬砌，且该衬砌的内轮廓不侵入隧道建筑限界，具有一定厚度的衬砌足以阻止隧道再次发生过大的变形。与现有的换拱作业相比，本发明简单易行、成本低、工作效率高，而与现有的调整纵坡的方法相比，现场处治过程中不影响前方掌子面的正常施工，有利于隧道的正常施工。