[发明专利]隧道初支侵限换拱施工工法

说明书

本发明涉及隧道工程施工技术，具体为一种隧道初支侵限换拱施工工法。解决了目前隧道在开挖支护过程中经常发生初支钢架扭曲变形、失效、侵入二衬限界情况的技术问题。本发明首先要对隧道初支建立监控量测系统，通过监控量测程序分析确定换拱部位里程及监测围岩变形和压力情况，对原初期支护钢架变形进行观测，对置换后的钢拱架同样要加强观测。换拱采用先锁再凿的方法，逐台阶逐榀施工及时封闭的原则。主要采用局部断面侵限换拱及全断面侵限换拱两种方式。本发明适用于隧道围岩节理发育、岩体破碎、浅埋、及地形及地质偏压等不良地质多见IV、V级围岩造成的初支钢架扭曲变形、失效、侵入二衬限界情况，且隧道已进行反压回填处理。

技术领域

本发明涉及隧道工程施工技术，具体为一种隧道初支侵限换拱施工工法。

背景技术

在隧道工程施工中经常遇到围岩节理发育、岩体破碎、浅埋、及地形及地质偏压等不良地质情况，在开挖支护过程中经常发生初支钢架变形、严重的初支钢架扭曲变形、失效、侵入二衬限界情况。如果不对侵限初支进行换拱处理会对隧道施工安全造成隐患且违反中国铁路总公司《铁路建设项目质量安全红线管理规定》中“严禁隧道初支、衬砌厚度和混凝土强度不足”的规定。结合蒙华铁路红崖隧道换拱施工进行总结整理，蒙华铁路红崖隧道因山体偏压、陡峻，围岩破碎，出现初支大面积开裂、扭曲变形现象，通过对内外兼治的方案，稳定山体后对初支钢架采用全断面换拱及局部换拱的方式进行施工，保证了安全质量及工期要求。

发明内容

本发明为解决目前隧道在开挖支护过程中经常发生初支钢架变形，严重的初支钢架扭曲变形、失效、侵入二衬限界情况导致安全隐患的技术问题，提供一种隧道初支侵限换拱施工工法。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种隧道初支侵限换拱施工工法，包括局部断面侵限换拱及全断面侵限换拱两种方式；

（1）所述局部断面侵限换拱包括如下步骤：先对不需要置换的钢拱架进行加强锁脚加固，待原钢架被锁紧后，将需置换部分钢架割除，然后进行刻槽，达到设计深度后，将置换的钢架嵌入槽中，做好置换前后的钢架连接质量控制，置换后按照原设计位置施作锁脚锚管并加强，及时喷射混凝土封闭；

（2）所述全断面侵限换拱包括如下步骤：针对隧道洞内已做回填处理已形成有效支撑体系，按照三台阶法逐榀替换拱架：

全断面整体换拱采用三台阶开挖，上台阶开挖拆换1#、2#、3#初支钢架，中台阶开挖拆换4#、5#钢架，下台阶开挖时拆换6#、7#钢架；台阶尽量缩短，中、下台阶钢架左右对称替换，初支尽快封闭成环，及时施做径向注浆加固，二衬紧跟施工。

本发明所述工法特点：

1、通过对初支钢架换拱施工可以确保隧道初支强度及隧道支护体系稳定。

2、解决了初支侵限，造成二衬厚度不足的难题，通过换拱施工确保初支及二衬厚度。

3、改变了以往隧道初支换拱施工没有系统的施工工艺指导，根据围岩支护情况、变型侵限情况、钢架变型情况采用局部及整体换拱的措施进行了科学系统的整合，以技术保证质量、以施工工艺保证安全，克服了高风险作业情况下极易产生的二次塌方、二次事故等。

本发明适用范围：

适用于隧道围岩节理发育、岩体破碎、浅埋、及地形及地质偏压等不良地质多见IV、V级围岩造成的初支钢架扭曲变形、失效、侵入二衬限界情况，且隧道已进行反压回填处理。

进一步的，在换拱前，需要建立监控量测系统，通过监控测量系统的检测结果判断采用局部换拱还是整体换拱；