[发明专利]一种有关小断面隧洞严重塌方的拼装顶进法

说明书

[技术领域]

本发明涉及隧道施工领域，具体地说是一种有关小断面隧洞严重塌方的拼装顶进法。

[背景技术]

在水利工程中为了输水或泄洪，常穿山开挖建成封闭式的输水道，称为水工隧洞。按其担负任务的不同，可分为放水隧洞和泄水隧洞。放水隧洞用来由水库放出用于灌溉、发电和给水等所需的水量；泄水隧洞可以用于配合溢洪道宣泄部分洪水，泄放水电站尾水、为检修枢纽建筑物或因战备等的需要而放空水库以及排沙等。

由于所需开挖隧洞地区多为地下水断，且土质复杂，遇水后极易软化，端面缩小且自稳能力极差，导致洞段上游前期进行硂浇筑后应力重新分布，极容易造成塌方。

[发明内容]

本发明的目的是针对上述情况，解决隧洞断面过小，无法运进与隧洞同直径管道时的衬砌困难问题。

为了实现上述目的，本发明设计一种有关小断面隧洞严重塌方的拼装顶进法，其特征在于包括以下步骤：

a、先在洞外加工钢制初次衬砌模块，接着在隧洞(1)内将钢制衬砌模块(2)用螺栓拼装成环，然后采用千斤顶(3)进；

b、每环初次衬砌分为6块同等大小的钢制初次衬砌模块，每块对应圆心角60度，钢制初次衬砌模块宽度0.6m；

c、迎土面设置钢制模板面板，厚度一般为6mm，面板后纵横方向设楞，间距0.3m，采用厚度10mm，宽度0.1m钢带作为材料；

d、钢制初次衬砌模块之间采用螺栓连接，千斤顶安装在塌方段(4)后方，并设置混凝土后靠背(5)，按照顶管施工法顶进，通过塌方段后在内部进行钢筋混凝土二次衬砌。

在后方非塌方段(6)设置拼装钢制初次衬砌模块位置(7)，拼装位置开挖后采用钢拱架喷射混凝土法衬砌，净空应满足使用要求。

钢制初次衬砌模块纵向拼装缝应错开半块摸板。

为防止前方塌方土涌入在前端设置挡土隔板(8)，千斤顶顶力根据具体情况计算确定，后靠背(5)大小根据顶力确定。

塌方段较长顶力很大时可设置注浆孔和中继间，顶进角度控制同顶管施工。

钢制模块面板及楞厚可根据围岩情况和顶力大小进行调整。

在钢制初次衬砌模块四周设置注浆孔填充因塌方造成的空洞。

所述相邻两环纵向缝错开距离对应圆心角为30°。

本发明与现有技术相比，其优点在于：本发明结合顶管施工法和盾构施工法的工艺特点，适用于小断面隧洞施工过程中遇到软弱地质带严重塌方的问题，效果非常明显，可以解决常规塌方处理方法处理不好问题，具有实用性和市场应用价值。

[附图说明]

图1为本发明的拼装管示意图；

图2为本发明的钢制衬砌模块拼装示意图；

图3为本发明的钢制衬砌模块示意图；

参见图1，1为隧洞，2为钢制衬砌模块，3为千斤顶，4为塌方段，5为后靠背，6为未塌方段，7为预制块初次衬砌位置，8为挡土隔板；

参见图3，9为面板，10为纵楞，11为横楞。

[具体实施方式]

以下结合附图，对本发明做进一步说明。

以宜昌市猇亭二水厂引水隧洞工程为例。该隧洞里程范围为K0+154.85～K2+687.585，总长2532.735m，衬砌厚度0.35m，内径1.7m，外径2.4m，纵坡为1/1000。隧洞采用复合式衬砌，初次衬砌采用0.15m厚，宽0.2m，内半径为1.05m，外半径为1.2m，两端夹角为45°的C25混凝土预制块砌筑。初次衬砌完成后进行200mm厚的钢筋混凝土二次衬砌。

施工过程中在1号平洞至2#竖井之间遇到围岩为卵石土且有地下水段。卵石土遇地下水后呈泥石流状涌入洞内，原设计初次衬砌无法实施。采用超前支撑、注浆加固等方法处理后效果也不明显。若采用顶管施工，又因前期已开挖隧洞已经初次衬砌，隧洞断面过小，而无法运进与隧洞直径相同的管道。

为解决这一难题本发明结合顶管施工法和盾构施工法的工艺特点采用先在洞外加工钢制初次衬砌模块，接着在洞内将钢制衬砌模块用螺栓拼装成环，然后采用千斤顶进的方法解决了这一难题。