[发明专利]隧洞模喷混凝土支护施工装置及方法

说明书

本发明公开了隧洞模喷混凝土支护施工装置及方法，它包括用于对整个装置进行支撑固定的钢支撑结构，所述钢支撑结构通过锚固杆锚固在隧洞的内壁上，在钢支撑结构上固定安装有用于模喷混凝土成型的模板，所述模板沿着隧洞的内部，并从下至上依次安装；所述模板通过钢模卡具与钢支撑结构可拆卸的连接；位于最底层的模板和隧洞的内壁之间设置有用于对模板底部进行封堵的底部封口模板，在模板的侧部端面和隧洞的内壁之间设置有用于对模板的侧端面开口封堵的端部封口模板。此支护施工装置结构简单，使用方便，质量可控，满足通行要求，而且能够有效的改善隧洞模喷混凝土施工环境，提高了模喷效率和质量，降低施工成本。

技术领域

本发明涉及隧洞支护技术领域，主要提供一种用于隧洞喷混凝土支护作业的施工装置与方法。

背景技术

目前，隧洞喷混凝土支护通常采用混凝土喷射机直接作业方式，可以及时封闭围岩，并分层、分次喷至设计厚度，以达到支护目的。但现有技术中喷混凝土支护作业方式存在以下突出缺点和不足：

一是受作业方式、喷射设备的局限，作业时出现较大粉尘，对工作环境和作业人员带来一定影响，即便是采用先进的湿喷设备，环境条件也得不到实质性改观。

二是喷射混凝土作业时回弹率过高，一般情况下高达到30%以上，尤其是拱顶部位喷混凝土回弹更高，浪费了较多的混凝土材料，更加大了工程成本。

三是喷射混凝土作业效率低，对于喷混凝土厚度较大时，需分多次、多层实施才能达到设计厚度，占用了较多的工序时间，一定程度上制约了隧洞施工速度。

四是局限于隧洞开挖质量的影响，喷射混凝土厚度不均匀，混凝土表面不平整，影响支护效果；尤其对于采取喷混凝土作为永久支护的隧洞，工程形象也受到一定影响。

五是喷射混凝土质量不稳定，厚度不均匀、强度不达标、表面不平整等是喷射混凝土作业的通病。隧洞通过一段时间的运行后，出现裂缝、脱落、掉皮等情况比较普遍，有的甚至出现垮塌；在围岩条件较差时，情况更加明显。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的是提供一种隧洞模喷混凝土支护施工装置及方法，此支护施工装置与方法结构简单，使用方便，质量可控，满足通行要求，而且能够有效的改善隧洞喷混凝土支护施工环境，提高了喷混凝土效率和质量，降低施工成本。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：隧洞模喷混凝土支护施工装置，它包括用于对整个装置进行支撑固定的钢支撑结构，所述钢支撑结构通过锚固杆锚固在隧洞的内壁上，在钢支撑结构上固定安装有用于模喷混凝土成型的模板，所述模板沿着隧洞的内部，并从下至上依次安装；所述模板通过钢模卡具与钢支撑结构可拆卸的连接；位于最底层的模板和隧洞的内壁之间设置有用于对模板底部进行封堵的底部封口模板，在模板的侧部端面和隧洞的内壁之间设置有用于对模板的侧端面开口封堵的端部封口模板。

所述钢支撑结构包括沿着隧洞圆弧断面布置的弧形支撑槽钢，所述弧形支撑槽钢上加工有用于和锚固杆相配合的连接孔，并通过锚固杆固定在隧洞的内壁上，多节弧形支撑槽钢之间通过螺栓固定相连；所述钢支撑结构每3~5榀为一组，每榀独立，前后周转使用。

所述锚固杆采用采用隧洞支护的原有支护锚杆，并在支护锚杆上焊接螺栓与钢支撑结构固定相连。

所述模板采用普通定型钢模板，并根据隧洞断面大小选用不同宽度、长度的模板；所述模板分左右两组，每组3-5块，交替使用。

对于采用TBM掘进机施工的全园隧洞，在底拱上铺设有施工轨道，采用一套模喷混凝土支护台车结构。

任意一项所述隧洞模喷混凝土支护施工装置的施工方法，包括以下步骤，

步骤1：钢支撑结构的制作；

步骤2：钢支撑结构的安装；

步骤3：模板的安装；