隧道洞口结构的施工方法技术

本发明专利技术涉及隧道洞口结构的施工方法，包括步骤：第一步是对隧道洞口的边坡和仰坡进行施工放样，提前预制好装配式钢筋混凝土结构的截水沟单体；第二步是对即将开挖的隧道洞顶范围进行注浆加固；第三步是开挖边坡和仰坡，分上、中、下三台阶进行；第四步是提前预制好预制装配式套拱模块；第五步是拼装栈桥；第六步是利用栈桥整体浇筑仰拱；第七步是洞门的端墙和翼墙施工。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术设置的预制装配式截水沟，结构简单，施工快捷，不易损坏，不但有效排除地表水，还能实现厚堆积体深层排水；本发明专利技术设置的注浆钢管对厚堆积体预注浆加固，施工简便，有效克服隧道洞口堆积体自稳能力差、易坍塌等问题。

Construction method of tunnel portal structure

【技术实现步骤摘要】
隧道洞口结构的施工方法
本专利技术涉及一种隧道洞口，尤其涉及一种隧道洞口结构的施工方法。
技术介绍
随着人类社会的不断进步，现代交通建设中往往是遇水搭桥，遇山开洞，无往不利。但是由于地质的多样性，常常具有湿陷性，堆积体结构松散，自稳能力差致使进洞施工风险大，因此隧道进洞方案成了一道难题。因此，目前亟需寻求一种能够同时地表和深层排水且能克服洞口堆积体自稳能力差的隧道洞口结构的施工方法显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种隧道洞口结构的施工方法。这隧道洞口结构的施工方法，包括以下步骤：第一步是对隧道洞口的边坡和仰坡进行施工放样，提前预制好装配式钢筋混凝土结构的截水沟单体；然后在边仰坡开挖线外6-10m范围内开挖截水沟沟槽，钻机架设进行导水管管路的钻孔，向上倾斜1-2度，埋设导水管，出水口设置在截水沟壁上；然后夯实素土基层，安装截水沟单体时，凸口和凹口之间涂抹一层防水填缝剂；截水沟和坡体之间填充防水填缝剂；截水沟下接排水沟并使排水通畅；第二步是对即将开挖的隧道洞顶范围进行注浆加固；在隧道拱顶上方按照梅花形布置孔位，用油漆标示清楚，将钻机垂直安放于标示孔位上，倾斜度1-2度，采用钻头进行钻进，向下钻至设计标高，钻孔完成后，插入注浆钢管，露出地面20～30cm，并焊接好空口阀门接头；连接好注浆管路后先进行试注浆，试注浆没问题后则开始全孔注浆；第三步是开挖边坡和仰坡，分上、中、下三台阶进行；边坡和仰坡开挖中，在隧道的掌子面明暗分界处预留纵向长度不小于10m的核心土不挖除，仰坡台阶开挖先挖一层台阶至洞口拱顶处，施作挂钢筋网和喷混凝土防护；进洞后再开挖中、下部台阶，并施作挂钢筋网和喷混凝土防护；第四步是提前预制好预制装配式套拱模块，预制装配式套拱模块内采用螺纹钢筋作为主筋，圆钢筋作为箍筋，并预留钢筋接头；预埋导向管，并环向布置；预制装配式套拱模块两端设置预埋连接片和预埋连接槽；进行测量放样，挖套拱环形槽，套拱基础采用底部扩大基础并预留钢筋接头与预制装配式套拱模块搭接；安装套拱支护，先将工字钢和带栓孔的法兰板焊接，使用锚栓连接成拱架，套拱支护纵向采用连接筋焊接连接，环距0.8-1米；拼装预制装配式套拱模块，使用锚栓连接初步成拱，再使用钢筋搭接套管连接相邻的模块钢筋接头，木模板封闭，浇筑混凝土，套拱最终成型；套拱施工养护完毕进行大管棚超前支护；第五步是先拼装栈桥，引桥主要采用型钢及螺纹钢拼焊而成，引桥通过液压系统实现举升、下降，由开挖端坡道上的引桥与仰供填充面上的引桥组成；主桥主要由纵梁型钢、横梁型钢及桥面螺纹钢拼焊而成，主桥两侧设置围栏；开挖端固定支撑和仰拱端固定支撑分别安装在主桥前后两端，两者与地面的接触面采用整块的钢板结构；从动行走系统为通过油缸可伸缩结构，安装在主桥后端，在行走状态时动行走系统的实心轮胎接触仰供填充面；履带行走系统安装在主桥前端，采用两个履带并行使用，设置安装液压系统；在主桥下方焊接T型滑轨，吊钩通过钢索绳与电动葫芦相连，电动葫芦通过连接板与夹轨器焊接相连，最后将夹轨器安装到T型滑轨上形成吊装系统，栈桥架设在仰拱基坑上辅助施工；第六步是利用栈桥整体浇筑仰拱，在仰拱混凝土终凝后施作仰拱填充面和防排水设施；第七步是洞门的端墙和翼墙施工：开挖端墙背后坡体，开挖前进行测量放线，按照不同的坡比分别刷仰坡、端墙、翼墙和边坡；然后测量放线，进行端墙基坑开挖，开挖至设计标高以下一段距离，然后进行整平，打设锚固桩，直至桩尖进入稳固基岩层至少1m深，在锚固桩顶端浇筑钢筋混凝土的托底板作为端墙基础；将锚杆呈梅花形布置，锚杆向下斜插入端墙后侧岩面，锚杆外露岩面30-40cm；托底板预留钢筋接头并搭接端墙的钢筋，进行端墙钢筋网绑扎，端墙钢筋网与锚杆外露一端进行焊接，然后立模板，模板加固牢靠后进行端墙混凝土浇筑；当端墙混凝土强度达到一定程度，进行拆模并进行洒水养护。作为优选：所述第一步中，所述截水沟为预制装配式钢筋混凝土结构，设置在边坡和仰坡开挖线外侧的坡体上，截水沟由截水沟单体连接而成，截水沟单体包括防溢沟壁、截水沟壁、底板、凹口和凸口，防溢沟壁超出坡体一段距离，截水沟壁内的出水口与导水管连通，截水沟单体两端的凹口和凸口设置一定弧度并且两者相匹配，截水沟底部为夯实的素土基层，截水沟与坡体之间设置有防水填缝剂。作为优选：所述第一步中，所述导水管为PVC管，导水管呈倾斜设置在坡体内，导水管管身外包土工布，管身上半部分设置孔群。作为优选：所述第二步中，所述注浆钢管管身设置溢浆孔，管头为圆锥体结构并设置溢浆缝，注浆钢管呈倾斜设置在预开挖的仰坡上。作为优选：所述第四步中，所述套拱由预制装配式套拱模块组成，套拱设置在隧道洞口的掌子面外侧，所述预制装配式套拱模块为弧形结构，其两端分别设置预埋连接片和预埋连接槽并通过锚栓连接，预制装配式套拱模块内部设置箍筋和主筋，预制装配式套拱模块中间部位预埋导向管，预制装配式套拱模块两端预留钢筋接头并通过钢筋搭接套管相连。作为优选：所述第四步中，所述套拱基础为钢筋混凝土结构并预留有钢筋接头，套拱基础设置在套拱底端，所述套拱下方设置套拱支护，所述套拱支护由拱形的工字钢两端设置法兰板并通过锚栓连接而成，套拱支护之间设置连接筋，所述大管棚设置在套拱上。作为优选：所述第五步中，所述主桥架设在仰拱基坑上，主桥两侧设置围栏，所述引桥设置在主桥前后两端，后端的引桥铺在仰拱填充面上，前端的引桥铺在开挖端坡道上；所述从动行走系统和仰拱端固定支撑设置在主桥后端下方，所述履带行走系统和开挖端固定支撑设置在主桥前端下方；液压系统分别设置在从动行走系统与主桥的连接处、履带行走系统与主桥的连接处以及主桥与引桥的连接处；所述吊装系统设置在主桥下方。作为优选：所述第六步中，所述仰拱设置在套拱底部，仰拱填充面设置在仰拱上方。作为优选：所述第七步中，所述翼墙设置在隧道洞口两侧的边坡下方，所述端墙设置在套拱外围，端墙底部设置底托板，所述底托板下方设置锚固桩，所述锚固桩底端设置桩尖。作为优选：所述第七步中，所述端墙钢筋网为内外双层钢筋网，并呈梯形结构布置，端墙钢筋网外面设置钢筋保护层；所述锚杆一端向下斜插入端墙后侧岩面，另一端与端墙钢筋网相连。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术设置的预制装配式截水沟，结构简单，施工快捷，不易损坏，不但有效排除地表水，还能实现厚堆积体深层排水。2)本专利技术设置的注浆钢管对厚堆积体预注浆加固，施工简便，有效克服隧道洞口堆积体自稳能力差、易坍塌等问题。3)本专利技术设置的隧道洞口套拱结构为预制装配式套拱模块，结构简单，容易安装，不但节约材料，还省时省力；并且套拱支护通过锚栓连接，易拆易装。4)本专利技术设置的施工栈桥易组装，易移动，安全可靠；栈桥吊装系统结构简单，容易安装，并且能够很好地辅助仰拱施工时施工材料的调运和安装，提高了施工效率。5)本专利技术设置的隧道端墙结构为下厚上薄的梯形端墙，且底部设置底托板和锚固桩用来支撑端墙，不但减少端墙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道洞口结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步是对隧道洞口的边坡(3)和仰坡(9)进行施工放样，提前预制好装配式钢筋混凝土结构的截水沟(1)单体；然后在边仰坡开挖线外6-10m范围内开挖截水沟(1)沟槽，钻机架设进行导水管(21)管路的钻孔，向上倾斜1-2度，埋设导水管(21)，出水口设置在截水沟壁(17)上；然后夯实素土基层(20)，安装截水沟(1)单体时，凸口(23)和凹口(22)之间涂抹一层防水填缝剂(19)；截水沟(1)和坡体(10)之间填充防水填缝剂(19)；截水沟(1)下接排水沟并使排水通畅；/n第二步是对即将开挖的隧道洞顶范围进行注浆加固；在隧道拱顶上方按照梅花形布置孔位，用油漆标示清楚，将钻机垂直安放于标示孔位上，倾斜度1-2度，采用钻头进行钻进，向下钻至设计标高，钻孔完成后，插入注浆钢管(11)，露出地面20～30cm，并焊接好空口阀门接头；连接好注浆管路后先进行试注浆，试注浆没问题后则开始全孔注浆；/n第三步是开挖边坡(3)和仰坡(9)，分上、中、下三台阶进行；边坡(3)和仰坡(9)开挖中，在隧道的掌子面(5)明暗分界处预留纵向长度不小于10m的核心土(30)不挖除，仰坡(3)台阶开挖先挖一层台阶至洞口拱顶处，施作挂钢筋网和喷混凝土防护；进洞后再开挖中、下部台阶，并施作挂钢筋网和喷混凝土防护；/n第四步是提前预制好预制装配式套拱模块，预制装配式套拱模块内采用螺纹钢筋作为主筋(32)，圆钢筋作为箍筋(31)，并预留钢筋接头(33)；预埋导向管(27)，并环向布置；预制装配式套拱模块两端设置预埋连接片(35)和预埋连接槽(37)；进行测量放样，挖套拱环形槽，套拱基础(26)采用底部扩大基础并预留钢筋接头(33)与预制装配式套拱模块搭接；安装套拱支护(29)，先将工字钢(39)和带栓孔的法兰板(38)焊接，使用锚栓(36)连接成拱架，套拱支护(29)纵向采用连接筋(28)焊接连接，环距0.8-1米；拼装预制装配式套拱模块，使用锚栓(36)连接初步成拱，再使用钢筋搭接套管(34)连接相邻的模块钢筋接头(33)，木模板封闭，浇筑混凝土，套拱(8)最终成型；套拱(8)施工养护完毕进行大管棚(12)超前支护；/n第五步是先拼装栈桥，引桥(40)主要采用型钢及螺纹钢拼焊而成，引桥(40)通过液压系统(48)实现举升、下降，由开挖端坡道(49)上的引桥(40)与仰供填充面(6)上的引桥(40)组成；主桥(43)主要由纵梁型钢、横梁型钢及桥面螺纹钢拼焊而成，主桥(43)两侧设置围栏(44)；开挖端固定支撑(46)和仰拱端固定支撑(42)分别安装在主桥(43)前后两端，两者与地面的接触面采用整块的钢板结构；从动行走系统(41)为通过油缸可伸缩结构，安装在主桥(43)后端，在行走状态时动行走系统(41)的实心轮胎接触仰供填充面(6)；履带行走系统(48)安装在主桥(43)前端，采用两个履带并行使用，设置安装液压系统(48)；在主桥(43)下方焊接T型滑轨(55)，吊钩(54)通过钢索绳(53)与电动葫芦(52)相连，电动葫芦(52)通过连接板(56)与夹轨器(51)焊接相连，最后将夹轨器(51)安装到T型滑轨(55)上形成吊装系统(45)，栈桥架设在仰拱基坑(50)上辅助施工；/n第六步是利用栈桥整体浇筑仰拱(7)，在仰拱(7)混凝土终凝后施作仰拱填充面(6)和防排水设施；/n第七步是洞门的端墙(2)和翼墙(4)施工：开挖端墙(2)背后坡体，开挖前进行测量放线，按照不同的坡比分别刷仰坡(9)、端墙(2)、翼墙(4)和边坡(3)；然后测量放线，进行端墙(2)基坑开挖，开挖至设计标高以下一段距离，然后进行整平，打设锚固桩(58)，直至桩尖(59)进入稳固基岩层至少1m深，在锚固桩(58)顶端浇筑钢筋混凝土的托底板(57)作为端墙基础；将锚杆(60)呈梅花形布置，锚杆(60)向下斜插入端墙(2)后侧岩面，锚杆(60)外露岩面30-40cm；托底板(57)预留钢筋接头并搭接端墙(2)的钢筋，进行端墙钢筋网(61)绑扎，端墙钢筋网(61)与锚杆(60)外露一端进行焊接，然后立模板，模板加固牢靠后进行端墙(2)混凝土浇筑；当端墙(2)混凝土强度达到一定程度，进行拆模并进行洒水养护。/n...

【技术特征摘要】
1.一种隧道洞口结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步是对隧道洞口的边坡(3)和仰坡(9)进行施工放样，提前预制好装配式钢筋混凝土结构的截水沟(1)单体；然后在边仰坡开挖线外6-10m范围内开挖截水沟(1)沟槽，钻机架设进行导水管(21)管路的钻孔，向上倾斜1-2度，埋设导水管(21)，出水口设置在截水沟壁(17)上；然后夯实素土基层(20)，安装截水沟(1)单体时，凸口(23)和凹口(22)之间涂抹一层防水填缝剂(19)；截水沟(1)和坡体(10)之间填充防水填缝剂(19)；截水沟(1)下接排水沟并使排水通畅；
第二步是对即将开挖的隧道洞顶范围进行注浆加固；在隧道拱顶上方按照梅花形布置孔位，用油漆标示清楚，将钻机垂直安放于标示孔位上，倾斜度1-2度，采用钻头进行钻进，向下钻至设计标高，钻孔完成后，插入注浆钢管(11)，露出地面20～30cm，并焊接好空口阀门接头；连接好注浆管路后先进行试注浆，试注浆没问题后则开始全孔注浆；
第三步是开挖边坡(3)和仰坡(9)，分上、中、下三台阶进行；边坡(3)和仰坡(9)开挖中，在隧道的掌子面(5)明暗分界处预留纵向长度不小于10m的核心土(30)不挖除，仰坡(3)台阶开挖先挖一层台阶至洞口拱顶处，施作挂钢筋网和喷混凝土防护；进洞后再开挖中、下部台阶，并施作挂钢筋网和喷混凝土防护；
第四步是提前预制好预制装配式套拱模块，预制装配式套拱模块内采用螺纹钢筋作为主筋(32)，圆钢筋作为箍筋(31)，并预留钢筋接头(33)；预埋导向管(27)，并环向布置；预制装配式套拱模块两端设置预埋连接片(35)和预埋连接槽(37)；进行测量放样，挖套拱环形槽，套拱基础(26)采用底部扩大基础并预留钢筋接头(33)与预制装配式套拱模块搭接；安装套拱支护(29)，先将工字钢(39)和带栓孔的法兰板(38)焊接，使用锚栓(36)连接成拱架，套拱支护(29)纵向采用连接筋(28)焊接连接，环距0.8-1米；拼装预制装配式套拱模块，使用锚栓(36)连接初步成拱，再使用钢筋搭接套管(34)连接相邻的模块钢筋接头(33)，木模板封闭，浇筑混凝土，套拱(8)最终成型；套拱(8)施工养护完毕进行大管棚(12)超前支护；
第五步是先拼装栈桥，引桥(40)主要采用型钢及螺纹钢拼焊而成，引桥(40)通过液压系统(48)实现举升、下降，由开挖端坡道(49)上的引桥(40)与仰供填充面(6)上的引桥(40)组成；主桥(43)主要由纵梁型钢、横梁型钢及桥面螺纹钢拼焊而成，主桥(43)两侧设置围栏(44)；开挖端固定支撑(46)和仰拱端固定支撑(42)分别安装在主桥(43)前后两端，两者与地面的接触面采用整块的钢板结构；从动行走系统(41)为通过油缸可伸缩结构，安装在主桥(43)后端，在行走状态时动行走系统(41)的实心轮胎接触仰供填充面(6)；履带行走系统(48)安装在主桥(43)前端，采用两个履带并行使用，设置安装液压系统(48)；在主桥(43)下方焊接T型滑轨(55)，吊钩(54)通过钢索绳(53)与电动葫芦(52)相连，电动葫芦(52)通过连接板(56)与夹轨器(51)焊接相连，最后将夹轨器(51)安装到T型滑轨(55)上形成吊装系统(45)，栈桥架设在仰拱基坑(50)上辅助施工；
第六步是利用栈桥整体浇筑仰拱(7)，在仰拱(7)混凝土终凝后施作仰拱填充面(6)和防排水设施；
第七步是洞门的端墙(2)和翼墙(4)施工：开挖端墙(2)背后坡体，开挖前进行测量放线，按照不同的坡比分别刷仰坡(9)、端墙(2)、翼墙(4)和边坡(3)；然后测量放线，进行端墙(2)基坑开挖，开挖至设计标高以下一段距离，然后进行整平，打设锚固桩(58)，直至桩尖(59)进入稳固基岩层至少1m深，在锚固桩(58)顶端浇筑钢筋混凝土的托底板(57)作为端墙基础；将锚杆(60)呈梅花形布置，锚杆(60)向下斜插入端墙(2)后侧岩面，锚杆(60)外露岩面30-40cm；托底板(57)预留钢筋接头并搭接端墙(2)的钢筋，进行端墙钢筋网(61)绑扎，端墙钢筋网(61)与锚杆(60)外露一端进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新泉，刁红国，谢勇，税伟，华国睿，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33