本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種臨時(shí)仰拱及劣質(zhì)圍巖隧道施工方法。
背景技術(shù)：
1、環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法為地質(zhì)條件較差、易坍塌的軟弱圍巖隧道的優(yōu)選施工方法，其多用于ⅴ級(jí)或ⅵ級(jí)圍巖隧道的施工。
2、相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)形拱部斷面開(kāi)挖與初期支護(hù)、核心土斷面開(kāi)挖以及臺(tái)階斷面開(kāi)挖與初期支護(hù)依次進(jìn)行，在施工過(guò)程中，于隧道開(kāi)挖斷面預(yù)留一定長(zhǎng)度的核心土作為對(duì)隧道開(kāi)挖斷面的支撐，可防止開(kāi)挖斷面的坍塌或失穩(wěn)；核心土為環(huán)形拱部的開(kāi)挖和支護(hù)作業(yè)提供了一個(gè)穩(wěn)定的工作平臺(tái)，方便機(jī)械操作和人員施工，降低高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，通過(guò)臺(tái)階斷面土壤為圍巖下側(cè)提供支撐，保證了施工的安全性；但是，上述方法應(yīng)用在一些更加劣質(zhì)圍巖隧道施工時(shí)，臺(tái)階斷面的開(kāi)挖過(guò)程會(huì)一定程度上破壞圍巖原有支撐體系，使圍巖存在變形和坍塌風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服背景技術(shù)提到的缺點(diǎn)，提供一種臨時(shí)仰拱及劣質(zhì)圍巖隧道施工方法。
2、本發(fā)明的目的通過(guò)下列方案實(shí)現(xiàn)：
3、一方面，本發(fā)明提供一種臨時(shí)仰拱，包括拱架本體，拱架本體包括沿隧道寬度方向延伸的若干鋼骨架和連接在若干鋼骨架之間的連接筋，若干鋼骨架沿隧道的開(kāi)挖方向間隔布置；每組鋼骨架的兩端均與隧道內(nèi)壁上的初支鋼拱架可拆卸地連接，拱架本體上澆筑有混凝土層。
4、本發(fā)明的臨時(shí)仰拱至少具備如下有益效果：
5、該臨時(shí)仰拱通過(guò)若干鋼骨架和連接筋搭建成金屬結(jié)構(gòu)的拱架本體，再于拱架本體上噴射澆筑混凝土層組成一個(gè)受力整體，可用于劣質(zhì)圍巖隧道開(kāi)挖過(guò)程中的臨時(shí)支撐，保證施工安全；在施工完畢后，可破除拱架本體上的混凝土層后，將拱架本體回收和再利用，降低施工成本。
6、進(jìn)一步地，鋼骨架包括若干骨架節(jié)段，每相鄰兩組骨架節(jié)段之間通過(guò)法蘭組件連接；保證了鋼骨架整體連接強(qiáng)度和可靠性的同時(shí)，又使鋼骨架便于拆裝和運(yùn)輸。
7、進(jìn)一步地，每組骨架節(jié)段的外壁上均焊接有翼板，翼板上設(shè)有多個(gè)穿筋孔，每組穿筋孔內(nèi)均穿設(shè)有連接筋；通過(guò)連接筋穿設(shè)在翼板內(nèi)，可輔以點(diǎn)焊以保證拱架本體整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
8、另一方面，本發(fā)明還提供一種劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，包括如下步驟：
9、s1、將隧道開(kāi)挖斷面劃分為位于下側(cè)的臺(tái)階斷面、位于上側(cè)的核心土斷面和位于核心土斷面周側(cè)的環(huán)形拱部斷面；
10、s2、開(kāi)挖環(huán)形拱部斷面，并施作初期支護(hù)，初期支護(hù)包括初支鋼骨架；
11、s3、開(kāi)挖核心土斷面，并于臺(tái)階斷面上方施工前述的臨時(shí)仰拱；
12、s4、開(kāi)挖臺(tái)階斷面，并施作初期支護(hù)；
13、s5、施作永久仰拱和二次襯砌，拆除臨時(shí)仰拱；
14、s6、循環(huán)步驟s1至步驟s5,直至完成隧道的施工。
15、本發(fā)明的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法至少具備如下有益效果：
16、在臺(tái)階斷面開(kāi)挖之前，通過(guò)在側(cè)臺(tái)階斷面施工臨時(shí)仰拱，使臨時(shí)仰拱能與環(huán)形拱部斷面開(kāi)挖后的初期支護(hù)迅速閉合，形成一組完整的臨時(shí)性受力環(huán)，該受力環(huán)能夠有效承受來(lái)自四周的圍巖壓力，將荷載均勻傳遞，顯著抑制拱頂下沉和邊墻收斂，從而最大程度上控制圍巖變形，保證施工安全。
17、同時(shí)，在后續(xù)臺(tái)階斷面開(kāi)挖過(guò)程中，臨時(shí)仰拱確保了上部已完工支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，防止其因下部懸空而失穩(wěn)，為施工人員提供了一個(gè)安全的作業(yè)環(huán)境。
18、進(jìn)一步地，步驟s2包括如下子步驟：
19、s20、沿環(huán)形拱部斷面的外圍輪廓于隧道開(kāi)挖斷面上打設(shè)超前小導(dǎo)管并注漿，對(duì)開(kāi)挖輪廓線外圍的圍巖進(jìn)行加固改良，提升圍巖結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度；
20、s21、沿環(huán)形拱部斷面的拱頂處向兩側(cè)逐步開(kāi)挖環(huán)形拱部斷面，并及時(shí)施作初期支護(hù)。
21、進(jìn)一步地，步驟s3包括如下子步驟：
22、s30、開(kāi)挖核心土斷面；
23、s31、沿核心土斷面開(kāi)挖方向逐榻搭建拱架本體，并于鋼拱架內(nèi)噴射混凝土；其中，通過(guò)逐塌搭建拱架本體，能夠保證被開(kāi)挖部位能被臨時(shí)仰拱及時(shí)支撐。
24、進(jìn)一步地，在步驟s4中，將臺(tái)階斷面劃分為水平相鄰的第一臺(tái)階斷面和第二臺(tái)階斷面，分段跳槽開(kāi)挖第一臺(tái)階斷面和第二臺(tái)階斷面；采用跳槽開(kāi)挖的方式來(lái)控制第一臺(tái)階斷面和第二臺(tái)階斷面的開(kāi)挖順序和空間間隔，避免大范圍、連續(xù)性作業(yè)對(duì)圍巖造成過(guò)度的集中荷載和擾動(dòng)，從而保障施工安全。
25、進(jìn)一步地，步驟s5包括如下子步驟：
26、s50、施作永久仰拱和仰拱回填結(jié)構(gòu)并找平，作為施工人員、機(jī)械的作業(yè)通道；
27、s51、施作二次襯砌，構(gòu)建更為穩(wěn)定的永久性圍巖支撐體系；
28、s52、拆除臨時(shí)仰拱，破除臨時(shí)仰拱上的混凝土層，使得拱架本體可回收和再利用。
29、進(jìn)一步地，環(huán)形拱部斷面單次開(kāi)挖進(jìn)尺在0.5m至1m之間，第一臺(tái)階斷面及第二臺(tái)階斷面單次開(kāi)挖進(jìn)尺在1m至3m之間；經(jīng)單次開(kāi)挖完成后的環(huán)形拱部斷面與核心土斷面之間的距離為3m至5m。
1.一種臨時(shí)仰拱，其特征在于，包括拱架本體，所述拱架本體包括沿隧道寬度方向延伸的若干鋼骨架和連接在若干所述鋼骨架之間的連接筋，且若干所述鋼骨架沿所述隧道的開(kāi)挖方向間隔布置；每組所述鋼骨架的兩端均與隧道內(nèi)壁上的初支鋼拱架可拆卸地連接，所述拱架本體上澆筑有混凝土層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臨時(shí)仰拱，其特征在于，所述鋼骨架包括若干骨架節(jié)段，每相鄰兩組所述骨架節(jié)段之間通過(guò)法蘭組件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臨時(shí)仰拱，其特征在于，每組所述骨架節(jié)段的外壁上均焊接有翼板，所述翼板上設(shè)有多個(gè)穿筋孔，每組所述穿筋孔內(nèi)均穿設(shè)有所述連接筋。
4.一種劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，所述步驟s2包括如下子步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，所述步驟s3包括如下子步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，在所述步驟s4中，將所述臺(tái)階斷面劃分為水平相鄰的第一臺(tái)階斷面和第二臺(tái)階斷面，分段跳槽開(kāi)挖所述第一臺(tái)階斷面和所述第二臺(tái)階斷面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，所述步驟s5包括如下子步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，所述環(huán)形拱部斷面單次開(kāi)挖進(jìn)尺在0.5m至1m之間，所述第一臺(tái)階斷面及所述第二臺(tái)階斷面單次開(kāi)挖進(jìn)尺在1m至3m之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的劣質(zhì)圍巖隧道施工方法，其特征在于，經(jīng)單次開(kāi)挖完成后的所述環(huán)形拱部斷面與所述核心土斷面之間的距離為3m至5m。