超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法技术

本发明专利技术涉及一种超前预加固‑初衬‑二衬的隧道全断面建造方法，包括以下步骤：1)对隧道掌子面前方进行超前预加固，确保隧道全断面开挖过程中掌子面稳定性，避免分区施工多次扰动围岩；2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的拼装以及波纹钢与围岩间空隙的壁后注浆填充；3)进行仰拱防水板的铺设、现浇仰拱和仰拱回填，采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的拼装和壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工，实现隧道的全断面建造。与现有技术相比，本发明专利技术具有稳定性高、自动化建造、全断面施工等优点。

Full section construction method of tunnel with advanced pre reinforcement, primary lining and secondary lining

【技术实现步骤摘要】
超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法
本专利技术涉及隧道全断面开挖领域，尤其是涉及一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法。
技术介绍
采用传统矿山法施工的隧道，在围岩条件破碎的情况下，常采用断面分部施工方法，如CRD法、双侧壁导坑法等，将隧道断面分割为多个进行施工，施工效率低下，多次施工扰动造成围岩松动区的不断增大，进而导致施工过程中隧道事故或运营过程中隧道病害。随着施工机械化、智能化的发展，以及隧道理论水平的提高，掌子面超前加固与全断面施工的需求越来越迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术采用锚杆钻机进行掌子面前方预加固，确保隧道开挖过程中掌子面稳定性和隧道开挖面周边的稳定性；采用初期支护智能拼装及智能壁后注浆台车、二衬智能拼装及智能壁后注浆台车进行隧道波纹钢初期支护和预制二衬管片的自动化安装，并进行初期支护与围岩间空隙、初期支护与二衬间空隙的注浆填充，实现隧道的全断面快速机械化智能化建造，提高隧道施工的现代化水平，提高施工效率，节约工程造价，减小环境影响，实现绿色施工。附图说明图1为隧道掌子面超前加固横断面图。图2为施工波纹钢初期支护及初期支护与围岩间注浆横断面图。图3为施工仰拱二衬和仰拱回填后横断面图。图4为预制二衬管片拼装后横断面图。图5为进行初衬和二衬间注浆以及施工路面和两侧排水沟、电缆沟横断面图。图6为隧道施工工序纵断面示意图。图7为隧道施工工序平面示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1-7所示，本专利技术提供一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，包括以下步骤：(1)隧道掌子面前方超前预加固，确保隧道开挖过程中掌子面稳定性，实现隧道全断面开挖，从而避免分区施工多次扰动围岩；(2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的自动拼装以及波纹钢与围岩间空隙的自动壁后注浆填充；(3)进行仰拱防水板的铺设，现浇仰拱和仰拱回填；进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；(4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的自动拼装和自动壁后注浆；从而实现隧道的全断面快速机械化、智能化建造，提高隧道施工的现代化水平，提高施工效率，节约工程造价，减小环境影响，实现绿色施工。隧道开挖前，根据隧道所处地层条件，确定掌子面超前加固方案，采用锚杆钻机进行掌子面前方锚杆超前加固和周边超前小导管加固，确保隧道掌子面一次开挖成型过程中掌子面的安全，从而为初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车提供操作空间；超前加固锚杆的长度、密度、参数等以及超前小导管的强度、密度、参数等需根据工程经验和计算确定，根据掌子面及掌子面前方围岩条件的不同，同一开挖面可采用不同密度、不同参数的加固设计。施工所采用的初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，具有自牵引功能；掌子面前洞渣清理后，初期支护台车就位，进行波纹钢初衬自动拼装和壁后自动注浆。初期支护施工完毕后，根据需要进行仰拱防水板的铺设，现浇仰拱和仰拱回填。施工所采用的二衬智能拼装、智能壁后注浆台车具有自牵引功能；采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水(围岩条件好，隧道断面设计不需要仰拱情况下，省略仰拱二衬施工及回填的对应操作步骤；围岩条件差，必要时需补充系统锚杆以及隧道掌子面超前注浆等措施)；采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的自动拼装和自动壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工；掌子面超前加固方案、一次开挖进尺L1需根据地层条件确定，破碎围岩条件下需加强超前加固，一次开挖进尺L1尽量缩短；波纹钢初期支护应一次成型，围岩条件差，采用仰拱时，初期支护应一次闭合成环，并及时注浆填充初期支护与围岩间空隙；大变形条件下，初期支护应具有适应变形的能力；成型或闭合成环后的初期支护应加强监测，根据监测结果确定是否需要进行加固以及确定预制二衬管片的拼装时间，闭合成环或成型的波纹钢初期支护段的长度L2及L3需根据监测反馈结果确定，必要时需采用二衬紧跟的方式确保施工安全。闭合后的二衬预制管片环与波纹钢初期支护间的空隙应及时注浆填充。实施例图1-图5分别为图6和图7中A-A、B-B、C-C、D-D、E-E的断面结构图，图6和图7分别为图1-图5中1-1和2-2的断面结构图。围岩条件较差时，隧道超前预加固会需要进行注浆、水平旋喷等工法进行加固；围岩条件较好时，不需要进行仰拱相关的施工，具体根据实际工程情况进行考虑。采用该建造方法，需配备锚杆钻机、初期支护智能拼装及智能壁后注浆台车、二衬智能拼装及智能壁后注浆台车，实现隧道的全断面快速机械化智能化建造，提高隧道施工的现代化水平，提高施工效率，节约工程造价，减小环境影响，实现绿色施工，主要包括如下步骤：步骤1：采用锚杆钻进，施工掌子面超前锚杆和掌子面周边超前小导管，进行隧道掌子面超前加固，如图1所示；步骤2：进行隧道掌子面开挖，采用初期支护智能拼装及智能壁后注浆台车进行波纹钢初期支护施工以及初期支护与围岩间注浆施工，如图2所示；步骤3：进行仰拱二衬和仰拱回填施工，如图3所示；步骤4：采用二衬智能拼装及智能壁后注浆台车，进行预制二衬管片拼装成环，以及初衬和二衬间注浆填充施工，如图4所示；步骤5：进行路面施工以及两侧排水沟、管沟施工，如图5所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)对隧道掌子面前方进行超前预加固，确保隧道全断面开挖过程中掌子面稳定性，避免分区施工多次扰动围岩；/n2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的拼装以及波纹钢与围岩间空隙的壁后注浆填充；/n3)进行仰拱防水板的铺设、现浇仰拱和仰拱回填，采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；/n4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的拼装和壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工，实现隧道的全断面建造。/n

【技术特征摘要】
1.一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对隧道掌子面前方进行超前预加固，确保隧道全断面开挖过程中掌子面稳定性，避免分区施工多次扰动围岩；
2)采用初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车，进行波纹钢初期支护的拼装以及波纹钢与围岩间空隙的壁后注浆填充；
3)进行仰拱防水板的铺设、现浇仰拱和仰拱回填，采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车进行隧道其余位置的防水板铺设，实现全包防水；
4)采用二衬智能拼装、智能壁后注浆台车，进行二衬预制管片的拼装和壁后注浆，完成隧道衬砌环的施工，实现隧道的全断面建造。


2.根据权利要求1所述的一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，所述的步骤1)中，在隧道开挖前，根据隧道所处地层条件，确定掌子面超前加固方案，采用锚杆钻机进行掌子面前方锚杆超前加固及开挖轮廓线周边超前小导管的加固，确保隧道掌子面一次开挖成型过程中掌子面的安全，为初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车提供操作空间。


3.根据权利要求1所述的一种超前预加固-初衬-二衬的隧道全断面建造方法，其特征在于，所述的步骤2)中，初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车具有自牵引功能，在掌子面前洞渣清理后，初期支护智能拼装、智能壁后注浆台车就位，进行波纹钢初衬自动拼装和壁后自动注浆。


4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢东武，丁文其，张清照，赵程，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31