一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法技术

本发明专利技术涉及一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，包括以下步骤：(1)根据设计文件以及场地测量结果，确定隧道进洞位置及隧道截面形状，并在隧道进洞的前端底面浇筑顶进后座并硬化形成混凝土地面；(2)在硬化的混凝土地面上安装推进装置，所述推进装置的后端与顶进后座固定；(3)将预制隧道放置在混凝土地面上，并通过推进装置将预制隧道沿着隧道进洞位置顶进山岭，然后在预制隧道中开挖岩土并出渣。与现有技术相比，本发明专利技术可以克服传统管棚法进洞中的岩体加固不足、岩体坍塌风险高，工期较长等缺点，尤其适合洞口段岩体极其破碎的隧道施工场合，可较好地控制山岭隧道洞口段施工中围岩坍塌的风险，保证施工人员安全，加快施工进度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法
本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法。
技术介绍
山岭隧道工程施工中，洞口段岩体大都风化严重，容易发生岩体塌方灾害因而隧道进洞时施工风险较高。目前大都采用管棚法进洞，其主要原理是依靠在隧道外圈沿隧道开挖方向打入钢管，并通过管内注浆加固洞口段岩体，在管棚的保护和支撑下开挖内部岩体。但实际使用中，管棚法的施工质量受到管棚安装精度和注浆质量的影响，且管棚为临时支护结构，在隧道开挖过程中，如果管棚施工出现位置偏差，或者在岩体极其破碎软弱的情况下，仍然可能发生围岩坍塌，威胁施工人员安全，且管棚法施工周期较长。寻找一种更为可靠，快速的山岭隧道施工进洞方法，对于提高隧道洞口段施工效率，降低施工风险具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性能好、效率高的用于山岭隧道施工的快速进洞方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，包括以下步骤：(1)根据设计文件以及场地测量结果，确定隧道进洞位置及隧道截面形状，并在隧道进洞的前端地面浇筑顶进后座并硬化形成混凝土地面；(2)在硬化的混凝土地面上安装推进装置，所述推进装置的后端与顶进后座固定；(3)将预制隧道放置在混凝土地面上，并通过推进装置将预制隧道沿着隧道进洞位置顶进山体中，顶进的同时在预制隧道中开挖岩土并出渣。本专利技术通过将预制隧道顶进山岭，免去传统管棚的施做，降低隧道施工工期，而且，预制隧道在顶进过程中，可以隔离隧道上方围岩，防止岩体坍塌对施工人员的伤害，降低了施工风险。所述的预制隧道呈框状，且预制隧道的底部为平面，所述预制隧道的前端设有钢刃脚。预制隧道呈框状，隔离了隧道内部与周围围岩，因此开挖岩土及出渣均能在预制隧道内部完成，前端设置钢刃脚，有利于预制隧道的顶进，并保护隧道结构前端不被破坏。所述的预制隧道的底部与混凝土地面之间设有减阻滑板，以降低预制隧道在前行时与混凝土地面的摩擦力。所述的预制隧道的侧壁设有注浆孔，在预制隧道顶进山岭的过程中，通过不断注入膨润土泥浆降低顶进的阻力，在顶进完成后，向隧道壁后注入水泥浆填充空隙。所述的预制隧道的截面，根据设计要求可为马蹄形、平底马蹄形或矩形。所述的推进装置包括千斤顶、与千斤顶前端连接用于推动预制隧道前进的若干中继顶块、用于推动千斤顶伸长的液压机以及用于调整千斤顶协同工作的控制台。最开始顶进时，可以直接用千斤顶推动预制隧道前进；当千斤顶的伸长到达极限后，千斤顶先后缩，在千斤顶和预制隧道之间垫加中继顶块，然后千斤顶再次伸长；通过不断垫入中继顶块，将预制隧道顶入山岭内。同时，由于千斤顶在伸长顶进的过程中可能出现偏移，所以可以通过倾斜传感器等测量隧道的顶进姿态，然后通过控制台及时调整千斤顶的伸长方向，保证隧道结构按设计方位顶进。预制隧道的长度可调，对于地质较好的条件，可以缩减预制隧道长度；而对于地质较差的条件，可以延长预制隧道长度，而且可以根据顶进设备能力，顶入多段预制隧道，此时可以将预制隧道分段预制，分段顶进，在各个分段之间可预留止水带连接，以保证接缝处的防水。所述开挖岩土采用挖掘机、人工破碎或控制爆破的方式。所述出渣采用运输车输送或皮带运输机输送。当隧道洞口顶进施工完成后，后续隧道可立即切换为常规新奥法或隧道掘进机法施工，采用传统的喷射混凝土、钢拱架或格栅联合作为初期支护，现浇钢筋混凝土作为永久衬砌，此时预制隧道前部可预留有连接钢筋和止水带，用于与后续现浇衬砌的连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在以下几方面：(1)借助预制隧道的顶进完成隧道进洞，免去传统管棚的施做，降低隧道施工风险和工期；(2)预制隧道在顶进过程中，可以隔离隧道上方围岩，防止岩体坍塌对施工人员的伤害；(3)顶进过程中，预制隧道结构可以支护围岩，而前方掌子面可以根据地质条件，选择诸如人工破碎、挖掘机、爆破等方式开挖；(4)可以与后续(非洞口段)隧道的施工灵活连接，转换为常规新奥法或者隧道掘进机法；(5)隧道预制段(即洞口段)的长度可以根据设计要求和地质条件确定，可以一次性完成预制并顶进，也可以综合考虑千斤顶的能力，分节预制，分节顶进。附图说明图1为实施例第1步纵剖面图；图2为实施例第2步纵剖面图；图3为实施例第3、4步纵剖面图；图4为实施例第5、6步纵剖面图；图5为实施例第7步纵剖面图。其中，1为既有施工场地地面，2为隧道洞口段，3为隧道设计轮廓，4为顶进后座，5为混凝土地面，6为千斤顶，7为预制隧道，8为钢刃脚，9为中继顶块，10为挖掘机及运输车。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，其步骤如图1～图5所示，具体如下：步骤一，现场测量，根据岩体地质条件及隧道设计参数，确定隧道洞口段2的长度，确定施工场地硬化范围、预制场地范围、顶进平台开挖深度以及隧道设计轮廓3等，如图1所示；步骤二，在既有施工场地地面1上构筑顶进平台：根据场地测量确定的顶进平台范围，施做混凝土地面5，浇筑混凝土顶进后座4(为千斤顶提供足够的反力)并养护，如图2所示，步骤三，预制隧道的浇筑：根据隧道设计轮廓3的位置，在混凝土地面5上搭设预制隧道模板，制作并安装衬砌钢筋，浇筑预制隧道7，脱模后在预制隧道7前端安装钢刃脚8，以保护预制隧道7边缘不受破坏。预制隧道7内壁尺寸应比隧道设计轮廓3尺寸稍大，以保证在预制隧道7顶进发生偏移时，仍然可满足内部行车空间的要求，在该过程中，可以根据施工条件，在预制隧道7与混凝土地面5之间设置摩擦系数小的减阻滑板，降低顶进的阻力；另外，可在预制隧道7的侧面设置注浆孔；步骤四，推进装置安装：安装千斤顶6及配套的顶进液压设备，调试千斤顶顶力，施加部分顶进力，使千斤顶与预制隧道7相接，如图3所示，千斤顶与预制隧道之间可以安装垫板，以避免混凝土局部受压破坏。步骤五，通过挖掘机及运输车10在隧道内部开挖岩体，并排出渣料，同时千斤顶6施加顶进力，测量隧道顶进方位，及时调整千斤顶的顶进速度；步骤六，当千斤顶6油缸达到最大行程时，缩回千斤顶6并安装中继顶块9，借助中继顶块9传力，将预制隧道7持续顶进，直到设计位置，如图4所示；步骤七，预制隧道7顶进到指定位置，移除中继顶块9，拆除千斤顶6，恢复场地地面，如图5所示，转换到常规施工方法进行后续隧道的施工。上述步骤中用的工具如下：a.隧道预制装置：由模板(木模板或钢模板)组合构成，并根据隧道设计要求组合成不同断面，以满足钢筋安放与固定，混凝土浇筑与养护的要求，用于在施工现场预制隧道衬砌结构；b.顶进装置：由千斤顶、配套液压设备、千斤顶控制平台、中继顶块构成，用于将预制的隧道衬砌结构向设计方向顶进；c.开挖与出渣装置：包括掌子面开挖设备和渣料运输机械。掌子面岩土体可以采用人工风镐、液压破碎锤、挖掘机、控制爆破等方法开挖，而出渣可采用轮式运输车或皮带运输机；d.施工测量装置：包括全站仪，水准仪，倾斜传感器等对顶进的隧道结构进行姿态测量的仪器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据设计文件以及场地测量结果，确定隧道进洞位置及隧道截面形状，并在隧道进洞的前端地面浇筑顶进后座并硬化形成混凝土地面；(2)在硬化的混凝土地面上安装推进装置，所述推进装置的后端与顶进后座固定；(3)将预制隧道放置在混凝土地面上，并通过推进装置将预制隧道沿着隧道进洞位置顶进山体中，顶进的同时在预制隧道中开挖岩土并出渣。

【技术特征摘要】
1.一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据设计文件以及场地测量结果，确定隧道进洞位置及隧道截面形状，并在隧道进洞的前端地面浇筑顶进后座并硬化形成混凝土地面；(2)在硬化的混凝土地面上安装推进装置，所述推进装置的后端与顶进后座固定；(3)将预制隧道放置在混凝土地面上，并通过推进装置将预制隧道沿着隧道进洞位置顶进山体中，顶进的同时在预制隧道中开挖岩土并出渣。2.根据权利要求1所述的一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，其特征在于，所述的预制隧道呈框状，且预制隧道的底部为平面，所述预制隧道的前端设有钢刃脚。3.根据权利要求2所述的一种用于山岭隧道施工的快速进洞方法，其特征在于，所述的预制隧道的底部与混凝土地面之间设有减阻滑板。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪辉，张骁，白云，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31