基于装配式支护结构的隧道施工方法技术

本发明专利技术涉及一种基于装配式支护结构的隧道施工方法，利用空间网架结构用作隧道初期支护，其具体步骤如下：S1：采用全断面开挖法对隧道进行分段式开挖；S2：在第一预设长度L

Tunnel construction method based on assembly support structure

The invention relates to a tunnel construction method based on the assembly support structure, which uses the space grid structure as the initial support of the tunnel. The specific steps are as follows: S1: adopt the full section excavation method to excavate the tunnel in sections; S2: at the first preset length L

【技术实现步骤摘要】
基于装配式支护结构的隧道施工方法
本专利技术涉及地下工程施工
，更为具体地，本专利技术涉一种基于装配式支护结构的隧道施工方法。
技术介绍
目前对于地层条件较好的大断面隧道，采用全断面开挖的方式能够缩短作业时间，降低成本。现有技术中隧道的支护体系通常采用初期支护加二次衬砌的复合衬砌形式。依据新奥法的理念，初期支护作为承受围岩荷载的主要结构，二次衬砌作为安全储备。其中初期支护主要包括型钢支护结构、格栅钢架结构、管片支护结构、钢筋混凝土支护结构。隧道初期支护结构作为一种永久支护设施，如何做到确保安全的前提下降低工程造价、提高施工速度是工程界普遍关心的问题。也就是说，需要充分利用围岩的自承载能力和初支结构限制围岩变形的能力，在有限时间内使初支结构快速封闭成环，形成稳定可靠的支护结构。为此，结合实际工程需要，提出一种施工安全快速、造价低、绿色环保的新型暗挖隧道初支支护结构施工方法。
技术实现思路
本专利技术的技术方案如下：一种基于装配式支护结构的隧道施工方法，利用空间网架结构用作隧道初期支护，其具体步骤如下：S1：确定需要进行开挖的隧道的长度L，所述L＝L1+L2+...+Li+...+Ln，其中采用全断面开挖法对隧道进行分段式开挖,将所施工的隧道开挖至第一预设长度L1；S2：在第一预设长度L1内，拼装空间网架结构的至少一片支护结构，对该第一预设长度的隧道进行支撑；第一预设长度内的每片支护结构由N个预制单元装配而成；N为大于等于1的自然数；S3：完成第一预设长度L1的隧道的施工后，再开挖下一段隧道，所述第二段隧道的长度为L2；拼装L2长度内的至少一片支护结构；S4：采用片与片之间的纵向连接件将相邻两个预设长度内的相邻的支护结构进行纵向连接；S5：完成第i-1预设长度Li-1隧道的施工后，再开挖下一段隧道，所述第i段隧道的长度为Li；拼装Li长度内的至少一片支护结构；采用片与片之间的纵向连接件将相邻两个预设长度内的支护结构进行纵向连接；其中2＜i＜n；S6:重复S5直至在第n预设长度Ln内，拼装空间网架结构的支护结构，对该第n预设长度的隧道进行支撑。优选地，拼装空间网架结构的支护结构时，相邻两片预制单元之间的纵向连接方法为：将第i个预制单元就位，再将第i+1个预制单元通过其第一端与第i个预制单元的第二端连接，每片支护结构中的相邻两各预制单元首尾相接成环状；i为自然数且1≤i≤n-1。优选地，各支护结构均包括至少一片支护结构，所述预制单元包括内圈和外圈，所述预制单元内钢管的数量为奇数，所述外圈的钢管的数量与所述内圈的钢管的数量相差1，使得各片预制单元的截面所呈最小单元形状为等腰三角形。优选地，所述各片预制单元中的各钢管均包括至少两段，各段钢管通过环向接头连接构件进行连接。优选地，所述环向接头连接构件为法兰板。优选地，外圈的钢管的数量大于内圈的钢管的数量，所述内圈的钢管位于相邻的两个外圈的钢管的所形成的间隙的内部的下方，同一片预制单元内的相邻的外圈的钢管之间通过第一纵向连接件进行连接；所述内圈的钢管分别通过第二纵向连接件同与其相邻的两个外圈进行连接。优选地，相邻的两片支护结构通过片与片之间的纵向连接件进行连接，所述纵向连接件为纵向筋预制单元。优选地，N＝3，即3个预制单元首尾连接成环形的一片支护结构。优选地，外圈五个钢管，内圈为四个钢管，形成各预设长度内的每片支护结构。优选地，每个预制单元可能相同，装配成圆环形支护结构；也可能不相同，装配成马蹄形。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法，其支护结构为空间钢管网架结构，利用空间网架结构用作隧道初期支护，其具体步骤如下：S1：采用全断面开挖法对隧道进行分段式开挖；S2：在第一预设长度L1内，拼装空间网架结构的支护结构；S3：完成第一预设长度L1的隧道的施工后，再开挖下一段隧道；拼装L2长度内的支护结构；S4：将相邻两个预设长度内的支护结构进行纵向连接；S5：完成第i-1预设长度Li-1隧道的施工后，再开挖下一段隧道；拼装Li长度内的支护结构；采用片与片之间的纵向连接件将相邻两个预设长度内的支护结构的首部和尾部进行纵向连接；其中2＜i＜n；i为第i段隧道的长度；S6:重复S5直至在第n预设长度Ln内，拼装空间网架结构的支护结构。本专利技术施工快捷、机械化程度高、强度高、刚度大等特点，解决了支护结构受力变形过大导致隧道坍塌的问题，环形接头数目更少，最大化减少接头带来的结构强度弱化的影响。附图说明本专利技术上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法的流程图。图2是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中装配式支护结构的正视图。图3是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中装配式支护结构的轴测图。图4是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中装配式支护结构的第一俯视图。图5是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中装配式支护结构的第二俯视图。图6是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中装配式支护结构的接头连接的第一结构示意图。图7是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中装配式支护结构的接头连接的第二结构示意图。图8是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中支护结构的拱肩、拱腰以及拱脚的位置示意图。图9是根据本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法中的内外环钢管沿隧道方向等间距布置的示意图。图10是根据本法买那个的基于装配式支护结构的隧道施工方法中的金属网的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的基于装配式支护结构的隧道施工方法以及本专利技术中的装配式支护结构，以下简称支护结构，主要针对在地铁暗挖区间进行施工的情况。优选地，本专利技术的装配式支护结构为装配式空间网架支护结构，更进一步地，本专利技术的装配式支护结构为空间钢管网架结构，如图2至图7所示。一种基于装配式支护结构的隧道施工方法，利用空间网架结构用作隧道初期支护，如图1至图6所示，其具体步骤如下：S1：确定需要进行开挖的隧道的长度L，所述L＝L1+L2+...+Li+...+Ln，其中采用全断面开挖法对隧道进行分段式开挖,将所施工的隧道开挖至第一预设长度L1；S2：在第一预设长度L1内，拼装空间网架结构的至少一片支护结构，对该第一预设长度的隧道进行支撑；第一预设长度内的每片支护结构由N个预制单元装配而成；N为大于等于1的自然数；S3：完成第一预设长度L1的隧道的施工后，再开挖下一段隧道，所述第二段隧道的长度为L2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于装配式支护结构的隧道施工方法，其特征在于，利用空间网架结构用作隧道初期支护，其具体步骤如下：/nS1：确定需要进行开挖的隧道的长度L，所述L＝L

【技术特征摘要】
1.一种基于装配式支护结构的隧道施工方法，其特征在于，利用空间网架结构用作隧道初期支护，其具体步骤如下：
S1：确定需要进行开挖的隧道的长度L，所述L＝L1+L2+...+Li+...+Ln，其中采用全断面开挖法对隧道进行分段式开挖,将所施工的隧道开挖至第一预设长度L1；
S2：在第一预设长度L1内，拼装空间网架结构的至少一片支护结构，对该第一预设长度的隧道进行支撑；
第一预设长度内的每片支护结构由N个预制单元装配而成；N为大于等于1的自然数；
S3：完成第一预设长度L1的隧道的施工后，再开挖下一段隧道，所述第二段隧道的长度为L2；拼装L2长度内的至少一片支护结构；
S4：采用片与片之间的纵向连接件将相邻两个预设长度内的相邻的支护结构进行纵向连接；
S5：完成第i-1预设长度Li-1隧道的施工后，再开挖下一段隧道，所述第i段隧道的长度为Li；拼装Li长度内的至少一片支护结构；采用片与片之间的纵向连接件将相邻两个预设长度内的支护结构进行纵向连接；其中2＜i＜n；
S6:重复S5直至在第n预设长度Ln内，拼装空间网架结构的支护结构，对该第n预设长度的隧道进行支撑。


2.如权利要求1所述的基于装配式支护结构的隧道施工方法，其特征在于，拼装空间网架结构的支护结构时，相邻两片预制单元之间的纵向连接方法为：将第i个预制单元就位，再将第i+1个预制单元通过其第一端与第i个预制单元的第二端连接，每片支护结构中的相邻两各预制单元首尾相接成环状；i为自然数且1≤i≤n-1。


3.如权利要求2所述的基于装配式支护结构的隧道施工方法，其特征在于，各支护结构均包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明利，宋远，张旭东，夏明锬，梅灿，彭星新，张志勇，杨旭，董云生，
申请(专利权)人：北京交通大学，中铁十一局集团有限公司，中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11