[发明专利]基于门架式支撑的隧道拱墙初期支护侵限换拱施工方法

说明书

本发明公开了一种基于门架式支撑的隧道拱墙初期支护侵限换拱施工方法，包括步骤：一、临时仰拱施工：在所施工隧道中需进行换拱的需换拱段内施工临时仰拱；二、门架式支撑结构架立：在临时仰拱上架立多个对需更换拱架进行支撑的门架式支撑结构；三、换拱施工：从起始换拱端开始，对需换拱段内的隧道初期支护结构进行拆除，拆除过程中同步对需换拱段进行初期支护施工，获得更换后隧道初期支护结构。本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，以临时仰拱为基础并采用门架式支撑结构，结构整体性强，基础稳固，能有效解决隧道换拱钢架倾斜、垮塌等问题，换拱施工过程安全可靠，并且不影响隧道施工进度。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种基于门架式支撑的隧道拱墙初期支护侵限换拱施工方法。

背景技术

随着高速铁路的迅猛发展，公路运能要求不断加大，双线大断面客专隧道，三车道、四车道公路大断面隧道屡见不鲜。

目前隧道工程一般仍为钻爆法施工，采用新奥法原理：即利用围岩自身的承载力，软弱围岩开挖后施作钢架(也称为钢拱架或拱架)支撑，锚、网、喷柔性初期支护限制围岩变形，即隧道初期支护结构；待围岩变形收敛后，再行施作二次衬砌。隧道支护结构和后期支护结构(即隧道二次衬砌)组成隧道复合式衬砌结构。相较于小断面隧道而言，大断面隧道施工更容易引起初期支护侵限，地质条件差、施工作业不规范、施工工艺或施工组织不合理等因素导致初期支护拱顶下沉、边墙收敛，拱架变形侵入二次衬砌范围。为保障隧道二衬结构厚度就必须将隧道初期支护侵限段的需更换拱架拆除更换，也称为隧道拱墙初期支护侵限换拱施工。隧道初期支护侵限段(也称为隧道拱墙初期支护侵限段)是指隧道初期支护结构发生变形并侵入隧道二次衬砌所处施工断面的隧道段(也称为隧道节段)，简称侵限段。

传统的需更换拱架拆除更换做法是停止开挖作业，封闭掌子面，对侵限段拱架基础采用钢板做垫板架立竖撑或斜撑用以支撑需更换拱架，注浆后拆除拱架，扩挖并安装新拱架，最后喷锚支护。此种传统换拱方法在影响隧道开挖施工进度的同时，仍然存在安全隐患，存在一定缺陷：如单点竖撑或斜撑的纵、横向没有连接，基础不稳固，拆除混凝土多使用冲击破碎锤，很容易因竖向或斜向支点受力不均导致拱架倾斜垮塌；严重时将造成“关门”事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于门架式支撑的隧道拱墙初期支护侵限换拱施工方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，以临时仰拱为基础并采用门架式支撑结构，结构整体性强，基础稳固，能有效解决隧道换拱钢架倾斜、垮塌等问题，换拱施工过程安全可靠，并且不影响隧道施工进度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于门架式支撑的隧道拱墙初期支护侵限换拱施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、临时仰拱施工：在所施工隧道中需进行换拱的需换拱段内施工临时仰拱；

所述需换拱段为隧道上部洞体内的隧道初期支护结构已施工完成且隧道下部洞体未开挖的隧道段；

所述需换拱段由侵限段和两个分别位于侵限段前后两侧的延伸段连接而成，所述侵限段为隧道上部洞体内的隧道初期支护结构发生变形侵限的隧道段，两个所述延伸段均为所施工隧道中与所述侵限段相邻且相互连通的隧道段，两个所述延伸段内需更换拱架的数量均不少于3榀；所述需更换拱架为所述隧道初期支护结构中对隧道上部洞体的拱墙进行支护的钢拱架，所述需换拱段内所述隧道初期支护结构中的所有钢拱架均为需更换拱架；