[发明专利]一种隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法

摘要

本发明提供了一种隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，主要针对长隧洞、小洞径、无施工支洞及工期要求紧的条件下，利用隧洞洞挖轨道运输和洞挖除渣施工循环时间间隔，辅以配套的混凝土工序专用的移动平台，时间段上交叉完成衬砌各工序，使隧洞洞挖钻爆及混凝土衬砌平行作业的新施工方法。上述方法的优越性在于隧洞工程施工中，各工序能有效的利用洞内轨道运输，降低工程施工成本，保证工程施工进度。 1

主权项

1.一种隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，包括循环进行的隧洞洞挖钻爆及隧洞衬砌混凝土支护施工，其中隧道除渣采用轨道运输，隧洞衬砌混凝土支护施工还包括下列步骤：

(1)衬砌混凝土钢筋安装绑扎工序；

(2)衬砌混凝土模板利用台车施工进行模板安装和模板拆卸工序，包括步骤：

1)辅助设备是以标准轨距的矿用小车为平台基础，安装液压辅助系统和收缩的拱形模板桁架后，构成可分离的衬砌混凝土边顶拱模板桁架的液压台车，拆卸收缩的拱形模板桁架后为模板台车；

2)模板安装：收缩的拱形模板桁架通过液压台车运输至待施工部位，由液压台车辅助顶起收缩的拱形模板桁架、辅助撑起已收缩的拱形模板、支撑固定好拱形模板桁架，所述收缩的拱形模板桁架伸展为边顶拱模板及桁架，所述边顶拱模板及桁架安装调试到位后，模板台车和桁架相分离，模板台车离开施工面；

3)模板拆卸：在衬砌段混凝土达到拆模强度要求时，模板台车行驶至部位后，台车上的液压辅助系统辅助模板桁架脱模、收缩并撤离桁架支撑，经涂刷脱模剂后，行驶至下一施工部位，进行下一施工的混凝土衬砌循环；

(3)衬砌混凝土浇筑工序。

2.根据权利要求1所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：所述隧洞洞挖钻爆还包括爆破烟雾的排出和换气工序，以及轨道的预制轨枕安置施工工序。

3.根据权利要求1所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：所述衬砌混凝土钢筋安装绑扎工序包括以下步骤：

(1)辅助设备是以标准轨距的矿用小车为平台基础的可拆卸钢筋台车；

(2)在隧洞口加工厂将衬砌混凝土边顶拱环形钢筋分三段加工配制，按绑扎施工顺序分别绑挂在台车拱架上；

(3)钢筋台车行驶至待施工部位后将分为三段的边顶拱环形钢筋直接安装在已架设好的钢筋样架上，并绑扎成型；

(4)第二进洞施工时段，钢筋台车仅完成水平钢筋的运输和安装；

(5)隧洞衬砌混凝土的底板钢筋环形段的制作安装在隧洞贯通，轨道拆除底板混凝土浇筑前进行。

4.根据权利要求1所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：所述衬砌混凝土浇筑工序包括以下步骤：

(1)辅助设备是以标准轨距的矿用小车为平台基础，安装可与小车分离的混凝土泵机和混凝土运输搅拌车，小车上并配备混凝土浇筑用震捣机具；

(2)隧洞衬砌混凝土浇筑前，混凝土泵机台车驶入施工部位，固定台车，连接混凝土泵管至混凝土仓内；

(3)混凝土在洞外预拌制，采用混凝土运输搅拌车运输至混凝土泵机前经再拌制后卸入混凝土泵机，混凝土经泵管注入衬砌混凝土仓内，改换注入管口时，采用移动设备方式避免混凝土溢出；

(4)待混凝土浇筑完毕后，混凝土泵机及搅拌装置一并移动至隧洞外进行清理。

5.根据权利要求2所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：所述轨道的预制轨枕安置施工工序包括以下步骤：

(1)轨枕在洞外采用水泥混凝土预制结构，结构配制钢筋规格和隧洞底板段钢筋相同，轨枕采用爆破作业面跟进的精确定位安装方式，轨枕安装前在底部铺筑豆石以用于轨道调整，轨道安装后，采用测量放样以轨道面中心线为后隧洞衬砌断面测量的基准线；

(2)隧洞衬砌混凝土分段施工前采用对轨道中心线进行复核调整，以利于衬砌混凝土施工的各工序控制放样；

(3)洞挖及边顶拱衬砌混凝土施工完毕后，拆除轨道铁及清除垫层以上的松散颗粒物，绑扎衬砌段底板钢筋，将预制轨枕一并浇入底板衬砌混凝土内。

6.根据权利要求2所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：所述爆破烟雾的排出和换气工序如下所述：

(1)辅助设备是以标准轨距的矿用小车为平台基础，构成可与排烟换气风带相分离的排烟换气台车，所述排烟换气台车安装有两台轴流风机和与之相连接的风带，所述风带形成与排烟风机相连接的排烟风带和与换气风机相连接的换气风带，所述两台轴流风机背向安置，所述排烟风带的出口段有专用连接接口，所述排烟风带布置在已完成边顶拱衬砌混凝土段内一侧，采用螺栓分段固定在侧墙洞壁上；

(2)隧洞洞挖爆破后，排烟换气台车驶入钻爆作业面，布置并连接好风带，排烟风机将作业面的烟雾吸入，经安装在隧洞内的风带排出至隧洞外，换气风机将隧洞内的空气直接输送至作业面；

(3)经直接换气的作业面到达排烟换气要求后，收起各阶段的风带，排烟换气台车拆除风带驶出隧洞。

7.根据权利要求6所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：还包括隧洞内的供电布置，隧洞内的排水及施工用风管道布置在轨道间，隧洞供电线在衬砌施工完成的衬砌段布置于风带下方，进入混凝土衬砌施工段内时，采用塑料管包裹电缆布置在轨道间，在衬砌施工两端头布置供电连接端，供衬砌混凝土及排烟换气设备用电连接，上述管道和供电线均在底板衬砌混凝土浇筑施工中由内向外同轨道铁分段拆除。

8.根据权利要求1所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：所述隧洞运输轨道在洞口处设一岔道口，岔道的一个端口轨道线旁布置混凝土衬砌各工序台车架及拌合站，各工序施工前将专用台车架定位安装在工序专用小车上驶入洞内，另一个岔道端口轨道线连接至渣场，用于洞挖钻爆除渣，所述岔道口设警示和施工调度提示信号灯，按工序循环时间安排放行工序专用小车进洞作业。

9.根据权利要求1所述的隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法，其特征在于：隧洞混凝土衬砌施工应滞后洞挖作业面200m—300m分段进行，每段长为90m，1个隧洞衬砌混凝土支护施工循环与6个隧洞洞挖钻爆循环交叉占用隧洞轨道运输线。