一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法
2023-04-29 13:32:21 1
一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法，提供一鋼護罩，然後，在公路隧道內原位架設鋼護罩；利用工程機械在有限空間內進行掌子面土方開挖與初支架設；掌子面後方一定距離內，利用小型機械和拼裝鋼模板進行二襯混凝土澆築；依此「前方初支→後方二襯」的工序循環完成新隧道的全部初支與除中部仰拱外二襯的施工後；轉換交通車輛至外側行駛，拆除鋼護罩，同時安裝車道臨時格擋；在車道格擋內繼續完成新隧道中部的二襯仰拱、路基、路面的擴建工作，並與前期已完成的各相應部分連接閉。本發明大大減輕封閉限行帶來的交通壓力，大大降低了改擴建工程對公共利益和社會效益帶來的不利影響，尤其適用於交通繁忙的城市公路隧道的改擴建工程。
【專利說明】 一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及公路隧道的原位維修或擴建工程，特別涉及一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的快速發展以及公路交通量的迅速增長，隨著人們對快捷/舒適等服務要求的不斷提高，進一步完善與提高公路交通環境則顯得日益迫切。而隧道工程往往是整個公路交通工程的瓶頸所在，近年來，對既有隧道進行大規模檢查維修的事例已屢見不鮮，對既有隧道進行改擴建的事例也時有發生。
[0003]對既有隧道進行改擴建，目前國內均採用臨時封閉單線交通的方法，以提供足夠的空間與時間用於施工作業。這種封閉單線交通的手段，必然給道路通行帶來巨大壓力，尤其對於城市公路隧道而言，將會導致城市交通大面積擁堵，給公共利益與社會效益帶來非常不利的影響。
[0004]因此若能在不中斷交通的條件下，進行既有隧道的原位改擴建，將極大減輕封閉限行帶來的交通壓力，降低工程施工對公共利益和社會效益帶來的不利影響。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法，有助於解決現有工程施工中封閉限行等導致交通受影響的問題。
[0006]本發明的技術方案在於:一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法，其特徵在於:提供一鋼護罩，按如下步驟進行施工:
1)在公路隧道內原位架設鋼護罩；
2)利用工程機械在有限空間內進行掌子面土方開挖與初支架設；
3)在掌子面後方，利用工程機械和拼裝鋼模板進行二襯混凝土澆築；
4)依上述「前方初支一後方二襯」的工序循環，完成新隧道的全部初支與除中部仰拱外二襯的施工後，轉換交通車輛至外側行駛，同時拆除鋼護罩，安裝車道臨時格擋；
5)在車道格擋內，繼續完成新隧道中部的二襯仰拱、路基、路面的擴建工作，並與前期已完成的各相應部分連接閉合。
[0007]本發明的優點在於:本發明相比於臨時封閉單線交通的傳統施工方法，雖然增加了施工難度，但大大減輕了封閉限行帶來的交通壓力，大大降低了改擴建工程對公共利益和社會效益帶來的不利影響，尤其適用於交通繁忙的城市公路隧道的改擴建工程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為鋼護罩與既有隧道的位置示意圖(橫斷面)。
[0009]圖2為鋼護罩與既有隧道的位置示意圖(縱斷面)。
[0010]圖3為原位擴建施工方法的工序示意圖(橫斷面)。[0011]圖4為原位擴建施工方法的工序示意圖(縱斷面)。
[0012]圖5為新隧道的竣工示意圖(橫斷面)。
[0013]圖6為新隧道的竣工示意圖(縱斷面)。
[0014]圖中:1-既有隧道襯砌，2-既有隧道路面與路基填充，3-鋼護罩，4-新隧道超前小導管支護，5-新隧道徑向錨杆支護，6-新隧道一次襯砌(鋼套拱與噴射砼)，7-新隧道二次襯砌(現澆鋼筋砼)，8-新隧道路面與路基填充，9-車道臨時格擋。
【具體實施方式】
[0015]為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。
[0016]參考圖1至圖6，本發明涉及一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法，提供一鋼護罩，按如下步驟進行施工:
1)在公路隧道內原位架設鋼護罩；
2)利用工程機械在有限空間內進行掌子面土方開挖與初支架設；
3)在掌子面後方，利用工程機械和拼裝鋼模板進行二襯混凝土澆築；
4)依上述「前方初支一後方二襯」的工序循環，完成新隧道的全部初支與二襯(除中部仰拱外)的施工後，轉換交通車輛至外側行駛，同時拆除鋼護罩，安裝車道臨時格擋；
5)在車道格擋內，繼續完成新隧道中部的二襯仰拱、路基、路面的擴建工作，並與前期已完成的各相應部分連接閉合。
[0017]圖1和圖2分別為鋼護罩與既有隧道相對位置的橫斷面和縱斷面示意圖。
[0018]鋼護罩的橫斷面尺寸應滿足交通車輛正常通行的需要，同時也應為施工機械留出足夠的操作空間。鋼護罩由若干榀門式鋼架與外側蒙皮鋼板組成，其各部件應在工廠預製，後在現場逐段拼裝而成，其縱向長度上應略大於隧道全長。同時鋼護罩應具有足夠的強度和剛度，以承受施工機械的荷載作用，以保障交通車輛的正常通行。
[0019]本例中，根據既有隧道內淨空、車輛通行所需淨空及機械操作所需淨空，擬定鋼護罩具體尺寸如下:內淨寬可取6.5m,內淨高可取3.6m ;截面高度為0.5m,則外淨寬和外淨高分別為7.5m和4.1m ;縱向上長度則比既有隧道兩端各延長10m。門式鋼架的梁與柱選用型鋼HM450*300 ;門式鋼架的梁柱節點採用變坡加腋式，由與梁柱同厚度的鋼板焊接而成；各榀門式鋼架之間的縱向間距為2.0m ;蒙皮鋼板可取為18mm，並通過M30普通螺栓與鋼架外翼緣板相連；單片蒙皮鋼板的長度略小於榀間距，取為1.95m ;單片蒙皮鋼板的寬度應根據橫斷面上的拼接尺寸需要，選用1.0m?3.0m不等。以上各部件均應在工廠內預製完成，後在現場逐段拼接成型，再通過柱腳錨栓將鋼護罩與原路面固定在一起。
[0020]新隧道初期支護的施工方法如圖3-a和圖4-a所示。其工序如下:施作拱頂小導管注漿超前支護；鑿除原隧道混凝土襯砌；土方擴挖至預定內輪廓；施作拱腰徑向錨杆注漿支護；施作內輪廓面的一次襯砌。施工過程中應注意的事項如下:應根據圍巖自穩條件，選擇合理的進尺長度與支護參數；應根據鋼護罩外與開挖輪廓內的操作空間，選擇合適尺寸、合適功率的施工機械，如多功能鑽孔機、小型挖掘機、小型自卸卡車等；應採用非爆破或預裂微爆破開挖，儘量減少爆破作業對交通車輛和施工機械的影響。
[0021]本例中(假定圍巖為IV級)，超前小導管建議選用025的注漿花管，其縱向長度3m，搭接lm，橫向間距lm，布置範圍為拱頂±60°內。徑向錨杆建議選用025的中空注漿錨杆，其長度4m，縱向間距1.5m,橫向間距1.5m,梅花形布置，布置範圍為兩側拱腰60°?120°內。一次襯砌包括間距Im的I20b鋼套拱和厚度20cm的C25噴射砼。每次開挖進尺為lm，儘量採用非爆破或微爆破開發方式。
[0022]新隧道二次襯砌(除中部仰拱外)的施工方法如圖3_b和圖4_b所示。其工序如下:兩側便道下的土方開挖至預定內輪廓；兩側仰拱處澆築二次襯砌並在其上鋪作路基填充；兩側拱腰處鋪設防排水系統並澆築二次襯砌；拱頂處鋪設防排水系統並澆築二次襯砌。施工過程中應注意的事項如下:由於操作空間限制，澆築二襯時建議停止前方掌子面開挖與初支架設，同時為提高效率，應儘量增加一次性澆築的長度；由於分段澆築次數較多，二襯在橫斷面和縱斷面上的施工縫應進行必要處理；拱頂處二襯澆築較為困難，建議採用拼裝式大塊鋼模板，並通過支撐臂臨時支承在鋼護罩上。
[0023]本例中，新隧道二次襯砌採用厚度30cm的C30現澆鋼筋混凝土 ；二襯與初支之間採用塑料防水板與排水盲管，組成新隧道的防排水體系；二襯澆築建議按照「兩側同時澆築50m —拱頂燒築50m」的順序進行；二襯燒築時應停止前方掌子面開挖與初支架設的工作。依上述「前方初支一後方二襯」的工序循環，完成新隧道的全部初支與二襯(除中部仰拱外)的施工。
[0024]新隧道二次襯砌(中部仰拱)的施工方法如圖3-c和圖4-c所示。其工序如下:完成兩側道路的路面鋪裝，轉換交通車輛至外側行駛；逐段拆除鋼護罩，同時逐段安裝車道臨時格擋；格擋可採用3mm厚彩鋼板，底部嵌入磚砌矮牆中；鑿除既有隧道的路面鋪裝、路基填充和二襯仰拱；開挖土方至預定內輪廓；施作新隧道中間部分的二襯仰拱、路基填充和路面鋪裝。施工過程中應注意新隧道中間部分與兩側部分的銜接問題，需對二襯仰拱與路面鋪裝的施工縫進行必要處理。
[0025]最後拆除臨時車道格擋，竣工後的新隧道的示意圖如圖5和圖6所示。
[0026]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種用於公路隧道原位維修或擴建的施工方法，其特徵在於:提供一鋼護罩，按如下步驟進行施工: 1)在公路隧道內原位架設鋼護罩； 2)利用工程機械在有限空間內進行掌子面土方開挖與初支架設； 3)在掌子面後方，利用工程機械和拼裝鋼模板進行二襯混凝土澆築； 4)依上述「前方初支一後方二襯」的工序循環，完成新隧道的全部初支與除中部仰拱外二襯的施工後，轉換交通車輛至外側行駛，同時拆除鋼護罩，安裝車道臨時格擋； 5)在車道格擋內，繼續完成新隧道中部的二襯仰拱、路基、路面的擴建工作，並與前期已完成的各相應部分連接閉合。
【文檔編號】E21D11/10GK103485791SQ201310446001
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】鄧濤, 關振長, 黃明 申請人:福州大學