[发明专利]基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法

说明书

本发明公开了一种基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，该方法包括：一、安装定位钢拱架；二、安装锁脚锚杆并注浆；三、扩挖；四、安装并固定连接垫板；五、搭设加固层支撑模板体系并浇筑。本发明在所述加固层支撑模板体系浇筑完成后，在所述钢拱架的底部形成加固层结构，可将加固层结构作为加强型底纵梁，将拱架间有效连接起来，用以提高初期支护纵向刚度及整体性，提高上部衬砌结构的承载能力。利用所述锁脚锚杆在所述围岩内加固块，对所述钢拱架的外侧面进行加固；抑制了隧道初期支护竖向沉降及收敛，进而控制了围岩松动圈的规模，减少了衬砌结构所承担的围岩荷载，降低工程建设成本。

技术领域

本发明属于隧道与地下工程支护技术领域，尤其是涉及一种基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法。

背景技术

随着我国隧道工程数量和规模的不断扩大，开挖的隧道多以穿越地基承载能力较差的土质、软弱围岩及断层破碎带等地段为主，而在此种地质条件下进行隧道施工时通常会出现仰拱填充顶面上鼓而产生纵向裂缝、衬砌结构纵向裂缝等病害，甚至会出现洞口仰坡失稳等重大安全事故。究其原因均是由于初期支护竖向沉降过大引起的，因此，拱脚及墙脚稳定性以及下沉控制措施的研发也逐渐引起了人们的重视。

为了解决这一问题，在拱脚或墙脚处设置锁脚锚管是控制竖向沉降的有效措施之一。可由于现场施工水平的差别，锁脚锚管的施做角度、与型钢拱脚的连接可靠度均无法得到保证。另外，通过采用直连接筋把钢拱架与锁脚锚管焊接在一起的方式，由于连接筋与锁脚锚管接触面积小，锁脚锚管壁薄，在焊接时容易击穿钢管，受力时连结筋与锁脚锚管的焊接处易出现断裂，造成锚管作用失效。因此，提出一种可有效抑制隧道初期支护下沉量的施工方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，在所述加固层支撑模板体系浇筑完成后，在所述钢拱架的底部形成加固层结构，可将加固层结构作为加强型底纵梁，将拱架间有效连接起来，用以提高初期支护纵向刚度及整体性，提高上部衬砌结构的承载能力。利用所述锁脚锚杆在所述围岩内加固块，对所述钢拱架的外侧面进行加固；抑制了隧道初期支护竖向沉降及收敛，进而控制了围岩松动圈的规模，减少了衬砌结构所承担的围岩荷载，降低工程建设成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于台阶法开挖的抑制隧道初期支护下沉量的施工方法，采用台阶法对隧道进行开挖和支护，沿所述隧道的纵向延伸方向由后向前对所述隧道进行施工，所述隧道的横通道包括上台阶、布设在所述上台阶下方的中台阶、以及布设在所述隧道底部且设置在所述中台阶下方的下台阶；对所述隧道的横通道进行开挖时，先对上台阶进行开挖并支护，然后对中台阶进行开挖并支护，最后对下台阶进行开挖并支护，各台阶的支护结构组成对所述隧道进行支撑的初期支护结构；

其特征在于，各台阶的支护方法均相同，对任一台阶进行支护的方法包括以下步骤：

步骤一、安装定位钢拱架：沿所述隧道的纵向延伸方向架设多组定位钢拱架，多组所述定位钢拱架沿所述隧道的纵向延伸方向均匀布设；

其中，所述定位钢拱架包括架设在该台阶内侧面的钢拱架和两组斜向设置在所述钢拱架底部的定向导管管组，所述钢拱架和两组所述定向导管管组一体成型；所述钢拱架的纵截面形状和该台阶的纵截面形状相适应；

所述定向导管管组包括两个对称设置在所述钢拱架同一侧的定向导管，两个所述定向导管斜向布设在所述钢拱架底部的前后两侧，所述定向导管通过多个限位钢筋固定在所述钢拱架上，所述定向导管为空心结构，所述定向导管沿远离所述隧道中轴线的方向逐渐向下倾斜；

步骤二、安装锁脚锚杆并注浆：在所述定向导管内插装锁脚锚杆，所述锁脚锚杆伸入所述定向导管内的端部穿过所述定向导管后延伸至所述围岩内，所述锁脚锚杆的另一端延伸至该台阶的内侧；

在位于所述隧道内侧的锁脚锚杆的端部上安装注浆机构，利用所述注浆机构向所述锁脚锚杆中注浆，在位于所述围岩内的锁脚锚杆的端部形成加固块；