[发明专利]公路软岩隧道双层拱架支护施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是一种公路软岩隧道双层拱架支护施工方法。

背景技术

随着山区高速公路的快速发展，软岩隧道越来越多地出现在公路建设中。软岩隧道的围岩主要表现为裂隙及节理发育、产状紊乱、褶皱明显、岩体破碎且软弱、强度低、稳定性极差，有些软岩还伴有高地应力，具有流变特性，隧道在开挖后应力重新分布完成时间较长，且应力分布不均匀。由于软岩的上述特性，若隧道初期支护薄弱，会造成初支钢拱架扭曲变形、喷射混凝土开裂掉块、初支侵限等问题，严重影响隧道的施工质量和安全，延误施工工期。

针对软岩隧道初期支护易发生病害的问题，传统的解决方法是做好钢花管注浆加固围岩，抑制围岩松动圈变形，同时减小钢拱架间距或提高钢拱架型号、增加喷射混凝土厚度。但按照上述方案施工后，部分围岩极差的隧道仍然出现初衬裂缝、掉皮、钢拱架扭曲变形等现象。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种公路软岩隧道双层拱架支护施工方法，操作简便，能有效避免了公路软岩隧道因初期支护不到位而造成的一系列病害问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种公路软岩隧道双层拱架支护施工方法，包括以下步骤：

⑴、施工准备：包括分别制作内层钢拱架和外层钢拱架，两层钢拱架紧贴密实并焊接；

⑵、超前导管施作：依次包括钻孔、送管、密封和注浆；

⑶、洞身开挖：采用三台阶七步开挖法或三台阶七步开挖法施工开挖；

⑷、钢拱架的安装：外层钢拱架与步骤⑶挖好的洞内壁紧贴；

⑸、安装锁脚钢管、钢筋网片和纵向连接筋；

⑹、喷射混凝土。

进一步地，内层钢拱架和外层钢拱架的曲率半径和分段长度均不同。

进一步地，步骤⑶洞身开挖过程中，出现超挖时，

①、小于50cm的，采用同标号喷射混凝土回填；

②、大于50cm或者出现小型塌腔的，对围岩进行速喷处理，喷射厚度宜控制在5cm～10cm，安装钢拱架、网片及纵向连接筋，喷射混凝土，形成初期支护承载壳体，用方木垛对初期支护壳体支护，塌腔回填至回填混凝土定型。

进一步地，内层钢拱架和外层钢拱架的焊接处环向间距不大于50cm，焊缝长度不小于10cm。

进一步地，内层钢拱架的拱脚处要高于外层钢拱架的拱脚处30cm。

进一步地，三台阶七步开挖法的每个台阶的长度为3~6m，仰拱与掌子面间的距离在25m以内。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：公路软岩隧道初期支护采用双层钢拱架，在处在持续高地应力和软岩大变形特性围岩的隧道中，采用内外层拱架连续安装的技术，两层钢拱架连续安装并连接在一起，形成强力的初期支护钢骨架，以有效抵抗围岩压力。隧道掘进开挖完成后，立即施做系统锚杆并注浆、安装钢筋网，然后安装外层钢拱架，完成后连续安装里层钢拱架，并将双层钢拱架靠紧密贴，通过焊接手段连接牢固，施做锁脚锚杆、安装纵向连接钢筋后，一次性喷射混凝土完成初期支护。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示的一种公路软岩隧道双层拱架支护施工方法，包括以下步骤：

1、施工准备

1）钢拱架集中加工场地要充分考虑型钢进场的通道及吊车、装载机和装卸车辆的工作区域，设置加工、存放区域，合理规划布置。

2）根据设计的双层钢拱架的型号调配型钢，进场后逐批进行试验检测，确定材料质量符合国家标准后，方可使用。不合格材料全部清场或退货。

3）技术准备

①组织技术人员学习图纸，掌握设计意图；

②收集现场开挖轮廓、开挖高度、预留沉降量等数据。

2、钢拱架的加工制作

1）拱架加工前，先根据预留沉降量、安装顺序、接缝部位等指标设计分段拱架尺寸，并用CAD技术进行模拟验证。为避免拱架连接处的产生应力集中，双层拱架的接缝断面必须错开。

2）双层钢拱架支护施工中内外层拱架的曲率半径和分段长度均不同，规格型号也不尽相同，因此必须分批加工，分类存放，并做好标识，以免发生混淆。