[发明专利]一种利用隧道初次支护侵限段的移动换拱装置进行换拱方法

说明书

一种利用隧道初次支护侵限段的移动换拱装置进行换拱方法，该装置包括环形反力架和两个移动架，两个移动架均沿隧道的行进方向延伸放置，环形反力架的两端分别对应安装在两个移动架上，环形反力架的外周面设有多个用于压接在隧道内部支护的钢拱架上的千斤顶；其中，环形反力架为多榀，相邻两榀环形反力架之间通过纵向连接杆相互连接，位于同一榀的环形反力架上的各千斤顶对应支撑隧道内部同一榀的钢拱架。该装置的换拱方法实现拆除‑重作交替进行，直至完成整片拱架的换拱施工，施工效率高，可以方便快捷的完成隧道换拱支护作业，可以为隧道换拱提供安全的施工作业环境。

技术领域

本发明涉及隧道工程施工领域，具体涉及一种利用隧道初次支护侵限段的移动换拱装置进行换拱方法。

背景技术

目前，隧道工程施工一般采用新奥法，即隧道开挖后充分利用围岩自身的承载能力，由初次支护限制围岩变形并与围岩共同受力，待围岩变形稳定后施作二次衬砌作为强度储备。在隧道的钢拱架上初次支护施作后，因地质条件差、偏压、地下水、施工组织不到位等原因，容易在隧道施工过程中产生拱顶和边帮变形过大现象，导致初次衬砌侵限，即初次衬砌侵入二次衬砌厚度界限的现象。为保证隧道结构安全，需进行隧道初支拱架的替换。通常的做法是：在侵限段支护、注浆，拆除侵限拱架，之后扩挖、安装新拱架，再次进行初次支护的喷混凝土作业。

应当指出的是，现行“换拱”方法在侵限支护、拆除和注浆等方面存在施工程序繁杂、安全隐患突出等问题。如在侵限支护时，常在隧道换拱区域采用板、柱、梁等搭设支护台架，对换拱区域的初次支护进行加固，但是新旧刚架的节点连接薄弱、纵向连接杆强度差等容易导致支护强度不足，影响支护安全。在拱架拆除时，多是采用冲击钻或破碎锤破坏初支混凝土，缺乏拆除拱的支护保护，容易导致混凝土崩落和拱架坍塌，危及施工人员安全。注浆加固是提高围岩稳定性的有效措施，但是在很多工程中出现了注浆固结无效，甚至软化围岩的现象，这在隧道换拱时是非常危险的。因此，为了提高隧道侵限段换拱作业的安全和效率，迫切需要开发一种隧道换拱装置，以便高效、安全的完成换拱作业。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供了一种利用隧道初次支护侵限段的移动换拱装置进行换拱方法。

本发明所采用的技术方案为：一种隧道初次支护侵限段的移动换拱装置，该装置包括环形反力架和两个移动架，两个移动架均沿隧道的行进方向延伸放置，环形反力架的两端分别对应安装在两个移动架上，环形反力架的外周面设有多个用于压接在隧道内部支护的钢拱架上的千斤顶；其中，环形反力架为多榀，相邻两榀环形反力架之间通过纵向连接杆相互连接，位于同一榀的环形反力架上的各千斤顶对应支撑隧道内部同一榀的钢拱架。

其中，环形反力架个数为三榀以上的奇数，位于中心的环形反力架对应待拆除的初次支护的钢拱架。

其中，环形反力架包括内弧形钢板、外弧形钢板和设在内弧形钢板和外弧形钢板之间的檀条，檀条的两端分别与内弧形钢板和外弧形钢板固定连接。

进一步地，移动架包括沿隧道行进方向延伸放置的工字梁，工字梁的底部安装有移动轮，工字梁的上端面设有两个T型槽，T型槽的长度方向沿工字梁的长度方向延伸设置，内弧形钢板和外弧形钢板的端部分别对应配合连接在两个T型槽中，且两个T型槽的槽底均布有螺纹孔，内弧形钢板和外弧形钢板的两端分别通过穿过螺纹孔的定位螺钉固定在两个工字梁上。

其中，纵向连接杆的两端分别设有正丝扣和反丝扣，环形反力架上设有与丝扣对应连接的吊耳。

进一步地，纵向连接杆由中间杆和两个螺杆组成，中间杆的两端设有旋向相同的内螺纹孔，两个螺杆分别通过各自一端部设置的外螺纹连接在中间杆两端的内螺纹孔中，正丝扣和反丝扣分别设在两个螺杆的另一端。

利用上述的一种隧道初次支护侵限段的移动换拱装置进行换拱的方法，包括以下步骤：