隧道襯砌施工方法
2023-07-26 11:51:41 1
隧道襯砌施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種隧道襯砌施工方法，包括以下步驟：沿隧道縱向的圍巖開挖面上間隔施作全斷面鋼拱架；在相鄰鋼拱架之間的圍巖開挖面上採用溼噴機藉助空氣壓力高速噴射兩層低碳型纖維混凝土層，形成隧道襯砌結構；直至隧道貫通。本發明施工工藝簡單，施工過程安全，並且能夠減少噴射混凝土回彈率，提高可噴射性能，降低能耗，所形成的襯砌結構韌性高、抗滲性好、耐久性好，尤其適用於礦山法施工的軟弱圍巖隧道支護。
【專利說明】隧道襯砌施工方法【技術領域】
[0001]本發明涉及隧道領域，尤其是指一種隧道襯砌的施工方法。
【背景技術】
[0002]襯砌是為防止圍巖變形或坍塌，沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土等材料修建的永久性支護結構。現有的隧道襯砌通常採用複合式襯砌結構，包括初期支護、防水層和二次襯砌。複合式襯砌是分內外兩層先後施作的隧道襯砌，在洞室開挖後，先放置鋼拱架、掛鋼筋網，再施作與圍巖密貼的噴射普通混凝土作為初期支護的外層襯砌，待圍巖變形基本穩定以後再施作模築鋼筋混凝土內層襯砌，兩層襯砌之間設置防水層。
[0003]在複合式襯砌結構施作過程中，掛鋼筋網是一項費時而危險的工作，而且鋼筋網的存在會導致噴射混凝土回彈率大，造成了材料浪費，鋼材、混凝土等材料用量大，造價高，施工工藝複雜，施工周期長。
[0004]由於鋼筋網的存在，噴射混凝土不能很好地與開挖面相貼合，鋼筋網和開挖面之間必然形成空洞，為鋼筋網的腐蝕留下了隱患。鋼筋網上的結構凸起以及噴射施工工藝導致初期支護結構的混凝土層平整度難以控制，致使鋪設防水層的基面狀況較差，易對防水層本身造成損害，加之由於施工原因，防水層卷材的接茬工藝難以保證焊縫的質量和效果，這些因素都易留下漏水隱患。由於這些安全隱患的存在，隧道在建成運營後容易出現襯砌開裂、滲漏等現象，導致襯砌的整體耐久性達不到設計使用年限。
【發明內容】
[0005]本發明需要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、成本低廉、無安全隱患的隧道襯砌施工方法。·
[0006]為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案如下:
隧道襯砌施工方法，具體包括以下步驟:
A.開挖洞室，在洞室內沿隧道縱向的圍巖開挖面上間隔施作全斷面鋼拱架；
B.攪拌低碳型纖維混凝土，採用溼噴機向相鄰鋼拱架之間圍巖開挖面上噴射厚度為20mm±lmm的低碳型纖維混凝土,形成內層混凝土層；
C.待洞室位移穩定後，再採用溼噴機藉助空氣壓力向內層混凝土層的外表面高速噴射厚度為10mm±lmm的低碳型纖維混凝土,形成外層混凝土層；
D.在隧道內縱向重複步驟A至C，直至隧道貫通。
[0007]本發明所述步驟A中相鄰鋼拱架之間的距離優選為750mm。
[0008]本發明所述低碳型纖維混凝土每立方米包括以下重量的組分:粉煤灰53.1 Kg~106.2 Kg，矽粉17.7 Kg~53.1 Kg，鋼纖維35Kg，聚丙烯纖維0.9 Kg，其餘為普通噴射混凝土。
[0009]由於採用了上述技術方案，本發明取得的技術進步如下:
本發明是將鋼拱架沿隧道開挖面縱向間隔一定距離、全斷面布置，將低碳型纖維混凝土藉助溼噴機高速噴射至圍巖開挖面上，與鋼拱架聯合形成低碳型纖維噴射混凝土隧道襯砌結構，工藝簡單，成本低廉。低碳型纖維混凝土採用分層施作方法，內層和外層之間的層間界面具有很強粘結力，並能夠充分傳遞剪切力。
[0010]本發明所述的低碳型纖維混凝土通過在普通噴射混凝土中添加鋼纖維這種高模量纖維，大幅度提高了其韌性和耐久性；添加聚丙烯纖維這種低模量纖維，減少了混凝土的早期塑性收縮裂紋，從而提高了混凝土的抗滲性；添加矽粉和粉煤灰可減少水泥用量，降低水化熱，最大限度地減少了表面收縮微裂紋，提高顆粒間緊密性與纖維間粘結性，降低能耗，提高性價比；由於取消了鋼筋網，噴射混凝土回彈量損失減小10%以上；由於低碳型纖維混凝土材料性能優越，襯砌厚度可以減薄30%左右,故節省材料；由於襯砌厚度減薄,開挖土方量減小，棄土量減少。因此施工工期縮短，施工工期減少50%以上，從而人工費、機械費降低，地面臨時佔地時間短。採用低碳型纖維噴射混凝土襯砌，有利於減少回彈率，提高可噴射性能，降低能耗及工程造價，保障施工安全，減少對環境的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的結構示意圖。
[0012]其中:1、鋼拱架，2、內層混凝土層，3、外層混凝土層。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作更進一步詳細說明:
一種隧道襯砌施工方法，具體包括以下步驟:
A.先開挖洞室，在洞室內沿隧道縱向的圍巖開挖面上間隔施作全斷面鋼拱架1，相鄰鋼拱架I之間的距離為750mm。
[0014]B.攪拌低碳型纖維混凝土，採用溼噴機向相鄰鋼拱架I之間圍巖開挖面上噴射厚度為20mm±lmm的低碳型纖維混凝土,形成內層混凝土層2。
[0015]本發明所述的低碳型纖維混凝土是在普通噴射混凝土中摻入粉煤灰和矽粉，再配以鋼纖維、聚丙烯纖維而形成，製備而成的低碳型纖維混凝土每立方米包括53.1 Kg?106.2 Kg粉煤灰，17.7 Kg?53.1 Kg矽粉，35Kg鋼纖維，0.9 Kg聚丙烯纖維，其餘為普通噴射混凝土。
[0016]C.待洞室位移穩定後，再採用溼噴機藉助空氣壓力向內層混凝土層2的外表面高速噴射厚度為IOmm土 Imm的低碳型纖維混凝土，形成外層混凝土層3 ；內層混凝土層2和外層混凝土層3之間的層間界面具有很強粘結力並可充分傳遞剪切力。本發明中，鋼拱架1、內層混凝土層2以及外層混凝土層3共同構成如圖1所示的隧道襯砌結構。
[0017]D.在隧道內縱向重複上述步驟，直至隧道貫通。
[0018]本發明由於捨棄了傳統的複式襯砌中的鋼筋網，施工過程更加簡單、安全，並且降低了噴射混凝土的回彈率，節省材料，降低能耗。
【權利要求】
1.隧道襯砌施工方法，其特徵在於具體包括以下步驟: A.開挖洞室，在洞室內沿隧道縱向的圍巖開挖面上間隔施作全斷面鋼拱架(I)； B.攪拌低碳型纖維混凝土，採用溼噴機向相鄰鋼拱架(I)之間圍巖開挖面上噴射厚度為20mm±lmm的低碳型纖維混凝土,形成內層混凝土層(2)； C.待洞室位移穩定後，再採用溼噴機藉助空氣壓力向內層混凝土層(2)的外表面高速噴射厚度為IOmmilmm的低碳型纖維混凝土,形成外層混凝土層(3)； D.在隧道內縱向重複步驟A至C，直至隧道貫通。
2.根據權利要求1所述的隧道襯砌施工方法，其特徵在於:步驟A中相鄰鋼拱架(I)之間的距離為750mm。
3.根據權利要求1或2任一項所述的隧道襯砌施工方法，其特徵在於:所述低碳型纖維混凝土每立方米包括以下重量的組分:粉煤灰53.1 Kg?106.2 Kg，矽粉17.7 Kg?53.1Kg，鋼纖維35Kg，聚丙烯纖維0.9 Kg，其餘為普通噴射混凝土。
【文檔編號】E21D11/00GK103670439SQ201310663159
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】趙懷宇, 李佔嶺, 孟金波 申請人:河北省電力勘測設計研究院