[发明专利]一种隧底开挖及仰拱施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道加固改造技术领域，特别是涉及一种隧底开挖及仰拱施工方法。

背景技术

隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道。

隧道地质构造通常较复杂，穿越多处断层和褶皱，如果围岩为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等，会受构造影响稳定性差。运营时间较长的隧道，会产生衬砌劣化、衬砌背后空洞、衬砌开裂、衬砌渗漏水、路面病害等问题。因此，使用年限20年左右的公路或铁路隧道大多需要维修加固，以恢复隧道结构安全性、耐久性及使用功能，满足正常运营要求，同时确保隧道装饰美观。

套拱施工前，对既有衬砌背后空洞进行填充、衬砌背后虚渣进行注浆、衬砌劣化和开裂错台严重段落进行局部置换、衬砌裂缝和渗漏水病害进行处治的基础上，需要沿原衬砌表面增设钢筋(钢拱架)混凝土套拱，增设套拱后，如何确保建筑限界净高满足规范要求，优化隧道结构受力情况，是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种隧底开挖及仰拱施工方法。能够有效确保建筑限界净高满足规范要求，降低了既有路面高度，同时增加仰拱埋置深度、加强仰拱结构强度，进一步优化隧道结构受力情况。

本发明的一种隧底开挖及仰拱施工方法技术方案为，一种隧底开挖及仰拱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)隧底开挖：将既有路面下落，横向范围内拆除原有检修道、路面等。

(2)仰拱衬砌的拆除：拆除过程中设置钢管临时横撑；

(3)仰拱浇筑：降低隧底仰拱结构层，增加仰拱厚度，浇筑仰拱一次浇注成型。

步骤(1)中，隧底采用跳槽方式开挖，隧底每次拆除段落不大于5m，跳槽间距不小于20m。

步骤(2)中，钢管为Φ300钢管，横撑纵向支护间距应不大于2m。

步骤(2)中，仰拱衬砌的拆除采用跳槽拆除，纵向拆除长度不大于5米，相邻跳槽拆除仰拱间距应大于2模衬砌长度。

仰拱超挖部分采用C20混凝土进行回填。

步骤(3)中，仰拱浇筑并由仰拱中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处确保捣固密实，预埋地脚螺栓。

仰拱混凝土达到设计强度70％以上后，清除仰拱上面的碎渣尘土，并冲洗干净而无积水，待后续仰拱填充施工。

地脚螺栓拉拔力≥48KN。

新增仰拱埋置深度为路面下方130cm，根据临时钢架支护设置间距，钢架间距为50cm时仰拱厚度为50cm，钢架间距为100cm时仰拱厚度为40cm。仰拱先于套拱衬砌浇筑完成，隧底开挖后尽快修筑仰拱，以利衬砌结构的整体受力。

仰拱浇筑混凝土强度不低于C40标准，钢筋保护层厚度≥50mm。

本发明的有益效果为：本发明在增设套拱前进行隧底开挖，然后修筑仰拱。包括隧底开挖将既有路面下落，横向范围内拆除原有检修道、路面，拆除仰拱衬砌过程中设置钢管临时横撑；降低隧底仰拱结构层，增加仰拱厚度，浇筑仰拱一次浇注成型。

本发明方法能够有效确保建筑限界净高满足规范要求，降低了既有路面高度，同时增加仰拱埋置深度、加强仰拱结构强度，进一步优化隧道结构受力情况，施工过程有安全保障，可操作性强。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例1

(1)在完成既有衬砌锁脚后再施做隧底结构。

(2)隧底开挖将既有路面下落，横向范围内拆除原有检修道、路面等。

(3)为优化隧道受力结构，需降低隧底仰拱结构层，增加仰拱厚度。新增仰拱埋置深度为路面下方130cm，根据临时钢架支护设置间距，钢架间距为50cm时仰拱厚度为50cm，钢架间距为100cm时仰拱厚度为40cm。

(4)隧底采用跳槽方式开挖，隧底每次拆除段落不大于5m，跳槽间距不小于20m。

(5)隧底开挖施工过程中需加强监控量测，对衬砌沉降及表观病害进行观测，当沉降量增大或衬砌出现严重变形时应立即停止施工，并采取有效措施。

2、隧底开挖及仰拱施作施工要点

(1)仰拱应先于套拱衬砌浇筑完成，隧底开挖后尽快修筑仰拱，以利衬砌结构的整体受力。

(2)为保证加固施工安全，进行断道封闭施工，仰拱衬砌的拆除应采用机械化作业，严禁爆破。