一种新型支护结构的隧道施工方法技术

本发明专利技术公开了一种新型支护结构的隧道施工方法，采用台阶法或分部开挖法对隧道进行分段式开挖；第一分部：在第一分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在其临时侧离壁拼装临时支护结构并对永久支护结构进行支撑固定；在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；第二分部：待第一分部的浆液凝固且支护结构稳定后，进行该段的第二分部开挖工作，开挖至第一分部的长度后，重复第一分部施工，循环直至最后的分部，拆除临时支护结构，施作二次衬砌；完成该段施工后再开挖下一段隧道，直至整个隧道的完成。本发明专利技术方法，支护结构为离壁拼装式结构，施工快捷、精度高、机械化高、刚度大、强度高等特点，解决了因结构受力导致变形而引起拼装困难的问题。

Tunnel construction method of a new supporting structure

The invention discloses a tunnel construction method of a new support structure, which adopts step method or sectional excavation method to excavate the tunnel in segments; the first part: the permanent side-wall separation assembly permanent support structure in the first part, the temporary side-wall separation assembly temporary support structure in the first part, and the support and fixation of the permanent support structure; Grout is poured between the permanent support structure and surrounding rock; the second part: after the grout of the first part solidifies and the support structure is stable, the second part of the section is excavated. After the excavation reaches the length of the first part, the first part is repeated, and the first part is recycled until the last part, the temporary support structure is dismantled for the second time. After completion of the construction, the next tunnel will be excavated until the entire tunnel is completed. The method of the invention has the advantages of quick construction, high precision, high mechanization, high stiffness and high strength, and solves the problem of difficult assembly caused by deformation caused by structural stress.

【技术实现步骤摘要】
一种新型支护结构的隧道施工方法
本专利技术属于地下工程施工
，具体的说，涉及一种新型支护结构的隧道施工方法。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，以交通工程为代表的基础设施建设得到大力推进，隧道工程的数量不断增加。复杂条件下的隧道工程不仅要保证自身的稳定，同时需要满足周边环境的要求，比如变形、应力增加量等指标要控制在特定值范围内，类似要求对隧道施工方法和支护体系提出了更高的要求。现阶段，对于地层条件好的大断面隧道，往往采用全断面开挖的方法；对于地层条件差的大断面隧道，往往采用台阶法或者分部开挖法(双侧壁导坑法等)。支护体系目前主要以复合式衬砌为主，其初期支护往往由钢筋网、锚杆、钢架三者中的一种或数种与喷射混凝土组成，二次衬砌采用模注钢筋混凝土的方式，并在两者间布设防水层。对于复合式衬砌，控制变形的手段主要依靠初期支护，通过及时喷射快凝混凝土、加大支护刚度来实现。但实际上受到喷射混凝土的龄期生长时间、钢架架设时间、喷砼时间等多个因素的制约，无法在短时间内达到阻止围岩变形的目的，从而难以有效控制变形的发生或既有建构筑物应力的增长。为了降低大断面隧道施工对周边环境的影响，保证周边环境的安全，尤其是采用台阶法或分部开挖法的大断面隧道，需要研发相应的新型施工方法，使之及时承载，有效控制变形。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种新型支护结构的隧道施工方法，支护结构为预制拼装的离壁式结构，通过注浆传递围岩压力，解决了因结构受力导致变形而引起支护结构拼装困难的问题。本专利技术目的是这样实现的：一种新型支护结构的隧道施工方法，按以下步骤进行：(1)采用台阶法或分部开挖法对隧道进行分段式开挖；(2)每段隧道开挖的第一分部：开挖至一段长度后，在第一分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在第一分部的临时侧离壁拼装临时支护结构并对永久支护结构进行支撑固定；然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；(3)每段隧道开挖的第二分部：待第一分部的浆液凝固且支护结构稳定后，进行该段的第二分部开挖工作，开挖至第一分部的长度后，同样在第二分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在第二分部的临时侧离壁拼装临时支护结构对永久支护结构进行支撑固定，然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；如此循环直至最后的分部，最后将各分部的永久支护结构拼接成稳定的整体结构后，拆除临时支护结构，施作二次衬砌；若分部中无相邻的永久侧，则无需搭设永久支护结构和临时支护结构，直接开挖也可。(4)完成该段施工后再开挖下一段隧道并重复分部骤(2)和(3)进行施工，直至整个隧道的完成。进一步地，上述永久支护结构和临时支护结构均采用波纹钢板、钢板或加肋钢板拼接而成。钢板的支护强度高，能够有效满足对围岩的支撑作用。进一步地，上述永久支护结构与掌子面的接缝处均密封处理。防止接缝处漏浆。进一步地，上述永久支护结构拼装块之间的接缝通过橡胶止水条密封。防止接缝处漏浆。进一步地，上述临时支护结构与永久支护结构的连接处采用承插式连接固定。可实现临时支护结构的快速拆卸和可重复利用的目的进一步地，在永久侧灌注浆液的同时，所述临时支护结构与围岩之间通过水囊灌注流体，并通过水囊传递围岩压力。进一步地实现临时侧对围岩压力的临时的传递，同时进一步地保证临时支护结构在后期能够快速拆卸和可重复利用。优选地，上述流体采用水或液压油。进一步地，上述浆液采用具有微膨胀和快凝的特性的浆液。有益效果：本专利技术一种新型支护结构的隧道施工方法，支护结构为预制拼装的离壁式结构，施工快捷、精度高、机械化程度高、刚度大、强度高等特点，解决了因结构受力导致变形而引起支护结构拼装困难的问题；永久支护结构背后注浆，达到支护结构及时承载和控制变形的目的；临时支护结构通过灌注流体传递围岩压力，达到快速拆卸和可重复利用的目的。附图说明图1为本专利技术方法中台阶法隧道施工的应用图；图2为本专利技术方法中双侧壁导坑法隧道施工的应用图；图3为本专利技术中全断面隧道施工的应用图；其中1为永久支护结构、2为注浆层、3为岩层、4为二次衬砌层、5为临时支护结构。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：以台阶法隧道施工作为例，如图1所示，各施工步骤具体按如下程序：(1)确定大断面隧道的开挖工序、分部尺寸、纵向单次进尺：从上往下分为①、②和③三个分部，并按序开挖；(2)开挖具体分部①至设计进尺深度；(3)永久侧离壁拼装波纹钢板作为永久支护结构，同时在波纹钢板间的接缝处安装梯形橡胶止水条，并进行固定，在分部①的底部离壁拼装临时支护结构；并在临时支护结构的背后放置水囊；(4)拧紧螺栓，使波纹钢板之间达到设计预紧力；(5)对波纹钢板临近掌子面处的端头进行封闭；(6)在永久支护结构和围岩之间灌注浆液，对临时支护结构背后的水囊进行注水；(7)待浆液凝固后，拆掉堵头，进行分部②的开挖和支护工作，如此循环直至分部③施工完毕；(8)拆除临时支撑，施作二次衬砌，完成该段隧道施工，然后再开挖下一段隧道并重复分部①、②和③进行施工，直至整个隧道的完成。实施例2：以双侧壁导坑法隧道施工作为例，如图2所示，各施工步骤具体按如下程序：(1)确定大断面隧道的开挖工序、分部尺寸、纵向单次进尺：从上往下分为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧和⑨九个分部，并按序开挖；(2)开挖分部①和②的导坑至设计进尺深度；(3)对分部①和②左边的永久侧离壁拼装波纹钢板并作为永久支护结构，同时在波纹钢板间的接缝处安装梯形橡胶止水条，并进行固定，在分部①和②右边的临时侧离壁拼装临时支护结构；临时支护结构的背后放置水囊；拧紧螺栓，使波纹钢板之间达到设计预紧力；对波纹钢板临近掌子面处的端头进行封闭；(4)开挖分部③和④的导坑至设计进尺深度；(5)对分部③和④右边的永久侧离壁拼装波纹钢板并作为永久支护结构，同时在波纹钢板间的接缝处安装梯形橡胶止水条，并进行固定，在分部③和④左边的临时侧离壁拼装临时支护结构；临时支护结构的背后放置水囊；拧紧螺栓，使波纹钢板之间达到设计预紧力；对波纹钢板临近掌子面处的端头进行封闭；(6)按照左右对称、逐层灌注的原则，在分部①和②、分部③和④的永久支护结构和围岩之间灌注浆液，同时对其临时支护结构背后的水囊进行注水；(8)待浆液凝固后，拆掉堵头，进行分部⑤的开挖，并对顶部的永久侧离壁拼装永久支护结构，与已有的支护结构形成整体，再在永久支护结构与围岩之间灌注浆液，待支护结构稳定后，陆续向下开挖分部⑥、⑦、⑧和⑨；(9)拆除临时支护结构，施作二次衬砌，完成该段隧道施工，然后再开挖下一段隧道并重复分部①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧和⑨进行施工，循环施工直至整个隧道的完成。实施例3如图3所示：针对全断面隧道施工方法，在一段隧道掘进后，即可离壁拼装整体的永久支护结构，进行密闭性处理，然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液，待浆液凝固后施作二次衬砌，然后施作下一段隧道如此循环直至整个隧道完成，全断面隧道的施工方法相对更加简单方便。最后需要说明的是，上述描述仅仅为本专利技术的优选实施例，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不违背本专利技术宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，如实施例3全断面隧道施工，这样的变换均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型支护结构的隧道施工方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)采用台阶法或分部开挖法对隧道进行分段式开挖；(2)每段隧道开挖的第一分部：开挖至一段长度后，在第一分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在第一分部的临时侧离壁拼装临时支护结构并对永久支护结构进行支撑固定；然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；(3)每段隧道开挖的第二分部：待第一分部的浆液凝固且支护结构稳定后，进行该段的第二分部开挖工作，开挖至第一分部的长度后，同样在第二分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在第二分部的临时侧离壁拼装临时支护结构对永久支护结构进行支撑固定，然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；如此循环直至最后的分部，最后将各分部的永久支护结构拼接成稳定的整体结构后，拆除临时支护结构，施作二次衬砌；(4)完成该段施工后再开挖下一段隧道并重复分部骤(2)和(3)进行施工，直至整个隧道的完成。

【技术特征摘要】
1.一种新型支护结构的隧道施工方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)采用台阶法或分部开挖法对隧道进行分段式开挖；(2)每段隧道开挖的第一分部：开挖至一段长度后，在第一分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在第一分部的临时侧离壁拼装临时支护结构并对永久支护结构进行支撑固定；然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；(3)每段隧道开挖的第二分部：待第一分部的浆液凝固且支护结构稳定后，进行该段的第二分部开挖工作，开挖至第一分部的长度后，同样在第二分部的永久侧离壁拼装永久支护结构，在第二分部的临时侧离壁拼装临时支护结构对永久支护结构进行支撑固定，然后在永久支护结构与围岩之间灌注浆液；如此循环直至最后的分部，最后将各分部的永久支护结构拼接成稳定的整体结构后，拆除临时支护结构，施作二次衬砌；(4)完成该段施工后再开挖下一段隧道并重复分部骤(2)和(3)进行施工，直至整个隧道的完成。2.根据权利要求1所述的一种新型支护结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙克国，仇文革，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51