[发明专利]一种对既有隧道结构进行拆除及原位扩挖的方法

说明书

本发明涉及一种对既有隧道结构进行拆除及原位扩挖的方法，通过对原分离式衬砌及开挖轮廓线外的松散岩层进行先期注浆处治，本发明不用机械拆除既有隧道，采用钻孔爆破达到既有隧道衬砌“脱笼”的效果，同时配合机械液压钳切割破碎衬砌结构内的钢筋，利用现有临空面设计爆破参数，对开挖轮廓线内围岩进行光面爆破，达到爆破效果最优化，并同时利用既有隧道可利用部分，以降低施工成本。本发明适应各种围岩地质隧道改扩建，同时，能够解决施工地质条件差、施工安全风险性高等建设施工面临的各方面难题，本发明能降低运输成本、简化繁琐工艺、加快施工速度。

技术领域

本发明涉一种对既有隧道结构进行拆除及原位扩挖的方法。

背景技术

随着公路及铁路等路网的不断改进完善，有时需对改造线路上的既有隧道进行原位改建、扩建或拆除，这是由于既有隧道多己存在数十年且老、小、窄、低的特点，难于适合地区日益增长的交通流量的需求。传统的对改造线路上的既有隧道进行扩建或拆除是先用机械拆除既有隧道，而后原位进行扩挖和爆破施工作业，即利用机械破碎锤先对既有隧道结构进行逐段拆除，一般破碎1～2m后，再利用人工扭力切割衬砌钢筋，即拆除第一循环衬砌结构，同样原理重复施工，逐段拆除剩余衬砌结构后，再利用隧道爆破施工技术，钻孔布线爆破扩挖围岩，以为建隧道提供足够空间。

这种传统的方法存在以下不足：

(1)在用机械拆除既有隧道衬砌结构后，作业岩层失去既有隧道衬砌结构的支撑或分力，导致作业面的岩层塌落，不但增加施工难度和工作量，而且施工人员安全难于保证。

(2)用机械拆除既有隧道衬砌结构，作业面狭窄，拆除速度过慢，费工费力，工效较低，施工周期长，工艺繁琐。

(3)用机械拆除既有隧道衬砌结构，对既有隧道衬砌结构不能有效利用，造成用料量大，施工成本高。

(4)利用隧道爆破施工技术，爆破距离不能满足要求，导致作业面岩层塌落，严重制约后续的围岩扩挖施工。

发明内容

本发明的目的在于一种提供对既有隧道结构进行拆除及原位扩挖的方法，以解决上述问题，能降低施工成本、简化繁琐工艺、加快施工速度。

为实现上述目的，一种提供对既有隧道结构进行拆除及原位扩挖的方法，包括如下步骤：

（1）制备渣土车：根据既有隧道的宽度制备渣土车，用于承接且将既有隧道拆除时形成的渣土运至渣土场，渣土车的车箱为平板车箱体，平板车箱体的上端面设有铁板层，车箱体的下端两侧轴设有车轴，车轴两侧设有车轮，车箱体的两侧边轴接有侧挡板，侧挡板的内侧上部两端设有拉紧钩，车箱体的另外两侧边中部设有牵引钩；

（2）超前地质探测和判定计划：

(a)施工前对改扩建的既有隧道原衬砌段及扩挖段进行纵横向超前地质探孔，采用地质钻探方式或雷达扫描进行超前地质预报作业；

(b)判定原衬砌段厚度，根据超前地质探孔对原衬砌段的预报，判断需拆除的既有隧道厚度、既有隧道后围岩及分离部分距离相关情况；

(c)是否需要超前支护，通过判断原衬砌段衬砌后的围岩及分离距离，结合规范标准，以及围岩岩石的特性，判定围岩级别，根据围岩自稳能力及爆破对围岩产生的震动情况，判断下步施工是否需要进行超前支护；

若：改扩建隧道原衬砌段的外扩挖段经地质探测为松散易塌落地质层或有原衬砌后帷幕空洞存在、则进行步骤（3）需进行超前预支护; 否则进行步骤（4）；

（3）超前预支护：超前预支护采用钻孔注浆方式对原衬砌后帷幕空洞进行注浆填充及松散岩层加固；

（4）原衬砌段的拆除设计：原衬砌段的拆除设计分为原衬砌段的部分拆除和全部拆除；部分拆除为设计开挖轮廓线一侧位于既有隧道内，全部拆除为设计开挖轮廓线位于既有隧道外；