单洞单罩隧道挖掘施工方法技术

本发明专利技术提供了一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，第1步：超前锚杆、小导管安装、注浆；第2步：隧道外缘线挖掘；第3步：保护罩进入隧道外缘线；第4步：洞身开挖；第5步：初喷混凝土；第6步：钢筋网片安装；第7步：钢架（钢格栅）安装；第8步：锚杆安装；第9步：对保护罩上侧进行二次喷射混凝土；第10步：二次衬砌保护罩以外的部分。本发明专利技术的有益效果是便于隧道挖掘施工，简化支护，最大程度保证人员和财产安全，且结构简单，便于加工与操作，挖掘不同隧道的可行性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道施工技术，尤其涉及了一种单洞单罩隧道挖掘施工方法。
技术介绍
当通过多种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。工程地质灾害所引发的事故也非常多，这是在不清楚前方不良地质情况下，仍沿用不变的施工手段，没有及时采取有针对性的处理措施造成的。掌子面前方围岩破碎、节理发育、岩石走向垂直、岩层间有泥夹层、前方出现断层带等，这些不良地质极易引发塌方事故。因此，开发单洞单罩隧道挖掘施工方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决隧道挖掘过程中的塌方事故，有效保护施工安全，简化初期支护。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步：超前锚杆、小导管安装、注浆；第2步：隧道外缘线挖掘；第3步：保护罩进入隧道外缘线；第4步：洞身开挖；第5步：初喷混凝土；第6步：钢筋网片安装；第7步：钢架（钢格栅）安装；第8步：锚杆安装；第9步：对保护罩上侧进行二次喷射混凝土；第10步：二次衬砌保护罩以外的部分。第1步进一步包括：1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5m,小导管为为3.5m，并应大于循环进尺的2倍。2）超前锚杆外插角度为10-15°，小导管外插角为10-25°。3）小导管周边注浆适用于自稳时间6~12小时的地层。第2步进一步包括：1)从一侧挖掘至整个弧长的1/3；2）从另一侧挖掘剩余弧段；3）清理隧道外缘线。第3步进一步包括：1）保护罩一次进入隧道外缘线的深度为1/3~2/3；2）在利用保护罩外侧二次衬砌时间对保护罩上侧喷射混凝土进行养护。3）在初喷混凝土后，满足二次衬砌时间和养护稳定时间，可进行下一段的第1步~第4步。第5步进一步包括：1）先喷射顶部拱，从左到右或从右到左；2）再喷射两侧墙体，自下而上；第6步进一步包括：1）围岩表面比较平整时，可不进行初喷混凝土，并先挂钢筋网，钢筋网需紧贴岩壁，再喷混凝土覆盖。2）采用双层钢筋网时，第二层钢筋网在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不小于3cm。3）钢筋网与锚杆连接牢固。第7步进一步包括：1)安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分。2)现场测量定位，首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢架（钢格栅）的纵向位置；钢架（钢格栅）与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm；3)两排钢架（钢格栅）间沿周边每隔1m用φ22纵向钢筋焊接联接，形成纵向连接系；第8步进一步包括：1）锚杆孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直线；杆体露出面的长度，不大于喷层厚度。2）锚杆砂浆饱满，并作抗拔力试验，每300根锚杆抽验一组，每组3根。第9步进一步包括：1）先喷射两侧墙体，自下而上；2）再喷射顶部拱，从左到右或从右到左；第10步进一步包括：1）断面检查；2）从两侧拱脚向拱顶对称进行；3）仰拱和底板。保护罩主要包括掘进端口(4-1)、外侧端口(4-2)、外防护板支撑板(4-3)、易滑动底板(4-4)、底角支撑加强保护板(4-5)、环向加强肋(4-6)，其特征在于：外防护板支撑板(4-3)的竖直横断面为拱形、矩形、椭圆形（底部切掉部分）、圆形（底部切掉部分），底部无防护板，厚度为5~50mm；掘进端口(4-1)、外侧端口(4-2)均为竖直，掘进端口(4-1)截面大于外侧端口(4-2)截面200~400mm，掘进端口(4-1)、外侧端口(4-2)之间的外防护板支撑板(4-3)均匀连续过度；外防护板支撑板(4-3)的内部设置若干环向加强肋(4-6)，环向加强肋(4-6)所在平面为竖直，并垂直外防护板支撑板(4-3)，环向加强肋(4-6)的间距为200~500mm；在两侧底部的外防护板支撑板(4-3)的底部分别为易滑动底板(4-4)，易滑动底板(4-4)为水平，宽度为200~400mm；在外防护板支撑板(4-3)的内侧，或外侧，或内侧和外侧设置底角支撑加强保护板(4-5)，底角支撑加强保护板(4-5)一端与易滑动底板(4-4)连接，另一端与外防护板支撑板(4-3)连接，底角支撑加强保护板(4-5)的水平两端分别到达掘进端口(4-1)和外侧端口(4-2)，主要支撑整体稳定并保护易滑动底板(4-4)。易滑动底板(4-4)主要由驱动轮(4-4-1)、托链轮(4-4-2)、导向轮(4-4-3)、支重轮(4-4-4)、平衡梁(4-4-5)、钢板履带架(4-4-6)和履带板(4-4-7)等构成，在钢板履带架(4-4-6)的上部有多个托链轮(4-4-2)，托链轮(4-4-2)均匀分布；在钢板履带架(4-4-6)的下部有多组支重轮(4-4-4)，每组支重轮(4-4-4)为2~8个，支重轮(4-4-4)的连接轴心与平衡梁(4-4-5)相连接，平衡梁(4-4-5)与钢板履带架(4-4-6)连接，在一端为驱动轮(4-4-1)，在另一端为导向轮(4-4-3)，驱动轮(4-4-1)、托链轮(4-4-2)、导向轮(4-4-3)、支重轮(4-4-4)的外侧为履带板(4-4-7)。本专利技术的有益效果是便于隧道挖掘施工，简化支护，最大程度保证人员和财产安全，且结构简单，便于加工与操作，挖掘不同隧道的可行性高。附图说明下面结合附图对本专利技术中的单洞单罩隧道挖掘施工方法作进一步说明：图1为超前锚杆、小导管安装、注浆示意图。图2为隧道外缘线挖掘示意图。图3为保护罩进入隧道外缘线示意图。图4为洞身开挖示意图。图5为初喷混凝土示意图。图6为钢筋网片、钢架（钢格栅）安装示意图。图7为锚杆安装示意图。图8为保护罩侧立面示意图。图9为保护罩外侧端口立面示意图。图10为易滑动底板示意图。图中：1为超前中空注浆锚杆；2为未开挖隧道；3为隧道外缘线；4为保护罩；5为洞身开挖隧道；6为出喷混凝土；7为钢筋网片和钢架（钢格栅）；8为锚杆。4-1为掘进端口；4-2为外侧端口；4-3为外防护板支撑板；4-4为易滑动底板；4-5为底角支撑加强保护板；4-6为环向加强肋；4-4-1为驱动轮；4-4-2为托链轮；4-4-3为导向轮；4-4-4为支重轮；4-4-5为平衡梁；4-4-6为钢板履带架；4-4-7为履带板。具体实施方式为了进一步说明本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，如图1所示，主要包括掘进端口(4-1)、外侧端口(4-2)、外防护板支撑板(4-3)、易滑动底板(4-4)、底角支撑加强保护板(4-5)、环向加强肋(4-6)。单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步：超前锚杆、小导管安装、注浆；第2步：隧道外缘线挖掘；第3步：保护罩进入隧道外缘线；第4步：洞身开挖；第5步：初喷混凝土；第6步：钢筋网片安装；第7步：钢架（钢格栅）安装；第8步：锚杆安装；第9步：对保护罩上侧进行二次喷射混凝土；第10步：二次衬砌保护罩以外的部分。第11步：返回第1步。第1步具体包括：1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5m,小导管为为3.5m，并应大于循环进尺的2倍。2）超前锚杆外插角度为10-15°，小导管外插角为10-25°。3）小导管周边注浆适用于自稳时间6~12小时。第2步具体包括：1)从一侧挖掘至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步：超前锚杆和小导管安装、注浆；第2步：隧道外缘线挖掘；第3步：保护罩进入隧道外缘线；第4步：洞身开挖；第5步：初喷混凝土；第6步：钢筋网片安装；第7步：钢架安装；第8步：锚杆安装；第9步：对保护罩上侧进行二次喷射混凝土；第10步：二次衬砌保护罩以外的部分 。

【技术特征摘要】
1.一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步：超前锚杆和小导管安装、注浆；第2步：隧道外缘线挖掘；第3步：保护罩进入隧道外缘线；第4步：洞身开挖；第5步：初喷混凝土；第6步：钢筋网片安装；第7步：钢架安装；第8步：锚杆安装；第9步：对保护罩上侧进行二次喷射混凝土；第10步：二次衬砌保护罩以外的部分。2.根据权利要求1所述的一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，所述第1步具体包括：1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5m,小导管为为3.5m，并应大于循环进尺的2倍；2）超前锚杆外插角度为10-15°，小导管外插角为10-25°；3）小导管周边注浆适用于自稳时间6~12小时的地层。3.根据权利要求1所述的一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，所述第2步具体包括：1）从一侧挖掘至整个弧长的1/3；2）从另一侧挖掘剩余弧段；3）清理隧道外缘线。4.根据权利要求1所述的一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，所述第3步具体包括：1）保护罩一次进入隧道外缘线的深度为1/3~2/3；2）在利用保护罩外侧二次衬砌时间对保护罩上侧喷射混凝土进行养护；3）在初喷混凝土后，满足二次衬砌时间和养护稳定时间，可进行下一段的重复第1步至第4步。5.根据权利要求1所述的一种单洞单罩隧道挖掘施工方法，其特征在于，所述第5步具体包括：1）先喷射顶部拱，从左到右或从右到左；2）再...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延年，周佳新，汪青杰，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21