[发明专利]一种套衬模筑施工的隧道二衬整治方法

权利要求书

1.一种套衬模筑施工的隧道二衬整治方法，其特征在于：采用加固套衬(24)对需整治隧道段(2)的隧道二次衬砌(1)进行加固，所述需整治隧道段(2)为穿越岩溶地层的一个隧道段且其开挖断面大于100m²；

所述加固套衬(24)布设于隧道二次衬砌(1)内侧；所述隧道二次衬砌(1)为对需整治隧道段(2)进行全断面支护的全断面支护结构，所述隧道二次衬砌(1)为钢筋混凝土衬砌；所述隧道二次衬砌(1)包括对需整治隧道段(2)的拱墙进行支护的拱墙二次衬砌和布设于需整治隧道段(2)底部的隧道仰拱，所述隧道仰拱位于所述拱墙二次衬砌正下方且二者连接为一体；所述隧道二次衬砌(1)外侧设置有对需整治隧道段(2)进行初期支护的隧道初期支护结构(5)，所述隧道初期支护结构(5)和隧道二次衬砌(1)组成需整治隧道段(2)的隧道支护结构；

所述加固套衬(24)包括由混凝土浇筑成型的混凝土套衬(8)、多榀沿隧道纵向延伸方向由前向后布设于混凝土套衬(8)内的型钢拱架(23)和布设于混凝土套衬(8)内的拱形钢筋结构；所述混凝土套衬(8)与布设于其外侧的所述拱墙二次衬砌浇筑为一体，所述混凝土套衬(8)的横截面形状与所述拱墙二次衬砌的横截面形状相同；多榀所述型钢拱架(23)和所述拱形钢筋结构均浇筑于混凝土套衬(8)内；

多榀所述型钢拱架(23)呈均匀布设，每榀所述型钢拱架(23)均布设于需整治隧道段(2)的一个隧道横断面上；多榀所述型钢拱架(23)均支撑于隧道二次衬砌(1)的内壁上，多榀所述型钢拱架(23)的结构和尺寸均相同；所述型钢拱架(23)为支撑于所述拱墙二次衬砌内的拱形支架，所述型钢拱架(23)的横截面形状与所述拱墙二次衬砌的横截面形状相同；前后相邻两榀所述型钢拱架(23)之间的间距为d，其中d的取值范围为0.8m～1.2m；

对加固套衬(24)进行施工时，包括以下步骤：

步骤一、型钢拱架安装：沿隧道纵向延伸方向由后向前在需整治隧道段(2)内对多榀所述型钢拱架(23)分别进行安装，并使每榀所述型钢拱架(23)均固定支撑于需整治隧道段(2)的一个横断面上；

步骤一中由后向前对多榀所述型钢拱架(23)分别进行安装过程中，还需对需整治隧道段(2)的拱墙进行注浆锚固，并获得注浆锚固结构；所述注浆锚固结构与所述加固套衬(24)和所述隧道支护结构均紧固连接为一体；

步骤二、隧道二衬内壁凿毛处理：沿隧道纵向延伸方向由后向前对需整治隧道段(2)的隧道二次衬砌(1)内壁进行凿毛处理；

步骤三、拱形钢筋结构施工：沿隧道纵向延伸方向由后向前对所述拱形钢筋结构进行施工，并将所施工的拱形钢筋结构与步骤一中多榀所述型钢拱架(23)均固定连接；

步骤四、混凝土套衬模筑施工：沿隧道纵向延伸方向由后向前对混凝土套衬(8)进行模筑施工，获得施工成型的混凝土套衬(8)，并使步骤一中多榀所述型钢拱架(23)和步骤三中所述拱形钢筋结构均浇筑于混凝土套衬(8)内；

所述混凝土套衬(8)沿隧道纵向延伸方向由后向前分为多个套衬节段，多个所述套衬节段的横截面结构和尺寸均相同；

每个所述套衬节段沿圆周方向分为7个套衬浇筑段，7个所述套衬浇筑段均沿隧道纵向延伸方向布设；7个所述套衬浇筑段包括一个拱顶浇筑段(8-1)、左右两个对称布设的上部拱腰浇筑段(8-2)、左右两个对称布设的下部拱腰浇筑段(8-3)和左右两个对称布设的边墙浇筑段(8-4)，所述拱顶浇筑段(8-1)、上部拱腰浇筑段(8-2)、下部拱腰浇筑段(8-3)和边墙浇筑段(8-4)由上至下进行布设，两个所述上部拱腰浇筑段(8-2)对称连接于拱顶浇筑段(8-1)的左右两侧下方，每个所述下部拱腰浇筑段(8-3)均连接于一个所述拱顶浇筑段(8-1)与一个所述边墙浇筑段(8-4)之间；每个所述边墙浇筑段(8-4)均位于需整治隧道段(2)的一侧边墙内部，所述边墙浇筑段(8-4)的竖向高度为3m～3.5m；所述上部拱腰浇筑段(8-2)、下部拱腰浇筑段(8-3)和拱顶浇筑段(8-1)的横截面均为弧形；所述上部拱腰浇筑段(8-2)和下部拱腰浇筑段(8-3)的圆心角为25°～35°，所述拱顶浇筑段(8-1)的圆心角为30°～45°；

对混凝土套衬(8)进行模筑施工时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对多个所述套衬节段分别进行模筑施工；多个所述套衬节段的模筑施工方法均相同，多个所述套衬节段中位于最后侧的一个所述套衬节段为后端节段；

所述隧道二次衬砌(1)内设置有一个对所述套衬节段进行模筑施工的拱形模板和一个位于所述拱形模板内侧的拼装式脚手架；

所述拱形模板由一个对拱顶浇筑段(8-1)进行成型施工的拱顶成型模板(9-1)、左右两个对称布设且对上部拱腰浇筑段(8-2)进行成型施工的上部拱腰成型模板(9-2)、左右两个对称布设且对下部拱腰浇筑段(8-3)进行成型施工的下部拱腰成型模板(9-3)和左右两个对称布设且对边墙浇筑段(8-4)进行成型施工的边墙成型模板(9-4)拼装而成，所述拱顶成型模板(9-1)、上部拱腰成型模板(9-2)和下部拱腰成型模板(9-3)的横截面均为弧形；所述拱顶成型模板(9-1)的横截面形状与拱顶浇筑段(8-1)的内壁横截面形状相同，所述上部拱腰成型模板(9-2)的横截面形状与上部拱腰浇筑段(8-2)的内壁横截面形状相同，所述下部拱腰成型模板(9-3)的横截面形状与下部拱腰浇筑段(8-3)的内壁横截面形状相同，所述边墙成型模板(9-4)的横截面形状与边墙浇筑段(8-4)的内壁横截面形状相同；两个所述上部拱腰成型模板(9-2)对称布设于拱顶成型模板(9-1)的左右两侧下方，每个所述下部拱腰成型模板(9-3)均位于一个所述上部拱腰成型模板(9-2)与一个所述边墙成型模板(9-4)之间，每个所述边墙成型模板(9-4)底部均支撑于需整治隧道段(2)内的水沟电缆槽(7)上，所述水沟电缆槽(7)为混凝土槽；

所述拱顶成型模板(9-1)、上部拱腰成型模板(9-2)、下部拱腰成型模板(9-3)和边墙成型模板(9-4)均为套衬成型模板；所述套衬成型模板包括钢模板(10)、多道布设于钢模板(10)内侧的模板加劲肋(11)和多个将钢模板(10)固定于所述拱墙二次衬砌上的模板对拉杆(12)，多道所述模板加劲肋(11)呈平行布设且其沿隧道纵向延伸方向由前向后布设，每道所述模板加劲肋(11)均布设于需整治隧道段(2)的一个隧道横断面上，每道所述模板加劲肋(11)的形状均与其所布设位置处所述钢模板的横截面形状相同；每个所述模板对拉杆(12)与其所布设位置处所述拱墙二次衬砌的内侧壁呈垂直布设，每个所述模板对拉杆(12)的内端均锚固于所述拱墙二次衬砌上，每个所述模板对拉杆(12)的外端均伸出至钢模板(10)内侧，所述钢模板(10)上开有多个供模板对拉杆(12)伸出的通孔；

拱顶浇筑结构包括多个沿隧道纵向延伸方向由前向后布设的竖向注浆管(15)，多个所述竖向注浆管(15)均布设于同一竖直面上且其均位于需整治隧道段(2)的拱顶正下方，多个所述竖向注浆管(15)呈均匀布设；每个所述竖向注浆管(15)的上端均伸入至拱顶成型模板(9-1)上方，每个所述竖向注浆管(15)的底端均伸出至拱顶成型模板(9-1)下方，所述拱顶成型模板(9-1)中部由前向后开有多个供竖向注浆管(15)安装的注浆孔；所述竖向注浆管(15)的横截面为圆形且直径由上至下逐渐缩小，所述竖向注浆管(15)的上端与混凝土套衬(8)的拱顶平齐；

所述拼装式脚手架包括一个位于隧道二次衬砌(1)内侧中部且用于施工两个所述上部拱腰浇筑段(8-2)的中部脚手架(30)、一个布设于中部脚手架(30)上的上部脚手架(31)和左右两个对称布设于所述中部脚手架(30)两侧的侧部脚手架，所述中部脚手架(30)与上部脚手架(31)组成用于施工拱顶浇筑段(8-1)的组装式脚手架；

每个所述侧部脚手架均包括一个用于施工边墙浇筑段(8-4)的外侧脚手架(34)和一个用于施工下部拱腰浇筑段(8-3)的组合式脚手架，所述组合式脚手架包括一个位于外侧脚手架(34)内侧的内侧脚手架(32)和一个连接于外侧脚手架(34)与内侧脚手架(32)之间的中间脚手架(33)，所述中部脚手架(30)、上部脚手架(31)、外侧脚手架(34)、内侧脚手架(32)和中间脚手架(33)均呈竖直向布设；所述外侧脚手架(34)的上部与边墙浇筑段(8-4)的内壁上部相平齐，所述中间脚手架(33)的上部与下部拱腰浇筑段(8-3)的内壁上部相平齐，所述中部脚手架(30)上部与中间脚手架(33)上部相平齐，所述上部脚手架(31)上部与拱顶浇筑段(8-1)中部的竖向间距为H1，H1的取值范围35cm～50cm；所述中部脚手架(30)位于拱顶浇筑段(8-1)的正下方；

对混凝土套衬(8)进行模筑施工时，包括以下步骤：

步骤401、后端节段模筑施工，过程如下：

步骤4011、边墙浇筑段模筑施工：在当前所施工套衬节段所处施工区域对两个所述外侧脚手架(34)分别进行搭设，同时对两个所述边墙成型模板(9-4)分别进行安装；再采用两个所述边墙成型模板(9-4)且利用搭设好的两个所述外侧脚手架(34)由上至下对当前所施工套衬节段的左右两个所述边墙浇筑段(8-4)进行对称浇筑；

步骤4012、下部拱腰浇筑段模筑施工：待两个所述边墙浇筑段(8-4)施工完成后，在步骤4011中每个所述外侧脚手架(34)的内侧均搭设一个内侧脚手架(32)和一个中间脚手架(33)，获得搭设完成的所述组合式脚手架和所述侧部脚手架；同时，在步骤4011中每个所述边墙成型模板(9-4)上方均安装一个所述下部拱腰成型模板(9-3)；再采用两个所述下部拱腰成型模板(9-3)且利用搭设好的两个所述组合式脚手架由上至下对当前所施工套衬节段的左右两个所述下部拱腰浇筑段(8-3)进行对称浇筑；

步骤4013、上部拱腰浇筑段模筑施工：待两个所述下部拱腰浇筑段(8-3)施工完成后，在步骤4012中两个所述侧部脚手架之间搭设中部脚手架(30)，同时在步骤4012中每个所述下部拱腰成型模板(9-3)上方均安装一个所述上部拱腰成型模板(9-2)；再采用两个所述上部拱腰成型模板(9-2)且利用搭设好的中部脚手架(30)由上至下对当前所施工套衬节段的左右两个所述上部拱腰浇筑段(8-2)进行对称浇筑；

步骤4014、拱顶浇筑段模筑施工：待两个所述上部拱腰浇筑段(8-2)施工完成后，在步骤4013中所述中部脚手架(30)上搭设上部脚手架(31)，获得用于施工拱顶浇筑段(8-1)的组装式脚手架；同时在步骤4013中两个所述上部拱腰成型模板(9-2)之间安装拱顶成型模板(9-1)，并在拱顶成型模板(9-1)安装多个所述竖向注浆管(15)；再采用拱顶成型模板(9-1)且利用搭设好的所述组装式脚手架且通过多个所述竖向注浆管(15)对当前所施工套衬节段的拱顶浇筑段(8-1)进行混凝土浇筑，完成当前所施工套衬节段的模筑施工过程；

步骤4011至步骤4014中，当前所施工套衬节段均为所述后端节段；

步骤402、下一个套衬节段模筑施工，包括以下步骤：

步骤4021、边墙浇筑段模筑施工：按照步骤4011中所述的方法，对当前所施工套衬节段的左右两个所述边墙浇筑段(8-4)进行模筑施工；

本步骤中，所采用的边墙成型模板(9-4)和外侧脚手架(34)均为上一个套衬节段模筑施工时采用的边墙成型模板(9-4)和外侧脚手架(34)；本步骤中进行边墙浇筑段模筑施工之前，先将上一个套衬节段模筑施工时采用的边墙成型模板(9-4)拆除，并将上一个套衬节段模筑施工时采用的外侧脚手架(34)向前移动至当前所施工套衬节段所处施工区域；

所述上一个套衬节段为位于当前所施工套衬节段后侧且与当前所施工套衬节段相邻的一个所述套衬节段；

步骤4022、下部拱腰浇筑段模筑施工：按照步骤4012中所述的方法，对当前所施工套衬节段的两个所述下部拱腰浇筑段(8-3)进行模筑施工；

本步骤中，所采用的下部拱腰成型模板(9-3)和所述组合式脚手架均为上一个套衬节段模筑施工时采用的下部拱腰成型模板(9-3)和所述组合式脚手架；本步骤中进行下部拱腰浇筑段模筑施工之前，先将上一个套衬节段模筑施工时采用的下部拱腰成型模板(9-3)拆除，并将上一个套衬节段模筑施工时采用的所述组合式脚手架向前移动至当前所施工套衬节段所处施工区域，并将移动到位的所述组合式脚手架与步骤4022中移动到位的外侧脚手架(34)连接；

步骤4023、上部拱腰浇筑段模筑施工：按照步骤4013中所述的方法，对当前所施工套衬节段的两个所述上部拱腰浇筑段(8-2)进行模筑施工；

本步骤中，所采用的上部拱腰成型模板(9-2)和中部脚手架(30)均为上一个套衬节段模筑施工时采用的上部拱腰成型模板(9-2)和中部脚手架(30)；本步骤中进行上部拱腰浇筑段模筑施工之前，先将上一个套衬节段模筑施工时采用的上部拱腰成型模板(9-2)拆除，并将上一个套衬节段模筑施工时采用的中部脚手架(30)向前移动至当前所施工套衬节段所处施工区域，并将移动到位的中部脚手架(30)与步骤4023中移动到位的所述组合式脚手架连接；

步骤4024、拱顶浇筑段模筑施工：按照步骤4014中所述的方法，对当前所施工套衬节段的两个所述拱顶浇筑段(8-1)进行模筑施工；

本步骤中，所采用的上部脚手架(31)、顶成型模板(9-1)和竖向注浆管(15)均为上一个套衬节段模筑施工时采用的上部脚手架(31)、拱顶成型模板(9-1)和竖向注浆管(15)；本步骤中进行拱顶浇筑段模筑施工之前，先将上一个套衬节段模筑施工时采用的拱顶成型模板(9-1)和竖向注浆管(15)均拆除，并将上一个套衬节段模筑施工时采用的上部脚手架(31)向前移动至当前所施工套衬节段所处施工区域，并将移动到位的上部脚手架(31)安装于步骤4024中移动到位的中部脚手架(30)上；

步骤403、一次或多次重复步骤402，直至完成混凝土套衬(8)中所有套衬节段的模筑施工过程；

每个所述上部拱腰浇筑段(8-2)的上方外侧均开有一道下凿除槽(16)，所述下凿除槽(16)为对所述拱墙二次衬砌的混凝土进行凿除后形成的水平槽，所述下凿除槽(16)沿隧道纵向延伸方向布设且其上表面为水平面，两个所述下凿除槽(16)呈对称布设；

所述拱顶浇筑段(8-1)的左右两侧上方均开有一道上凿除槽(17)，所述上凿除槽(17)为对所述拱墙二次衬砌内的混凝土进行凿除后形成的水平槽，所述上凿除槽(17)沿隧道纵向延伸方向布设且其上表面为水平面；所述拱顶浇筑段8-1左右两侧上方的上凿除槽(17)呈对称布设；对上部拱腰浇筑段(8-2)进行混凝土浇筑时，对下凿除槽(16)进行浇筑；对拱顶浇筑段(8-1)进行混凝土浇筑时，对上凿除槽(17)进行浇筑。