本發(fā)明涉及使用突起型鋼支護材和導(dǎo)梁的可加壓鋼管多級隧道的建造施工方法。

當前

背景技術(shù)：

在施工隧道洞門部或土層薄的隧道時，如圖1a及圖1b所示，在欲建造的隧道外圍，按適當間隔插入小口徑或大口徑的鋼管并實施灌漿，使上述鋼管與地基形成一體后，逐步掘進隧道的同時把其內(nèi)部用H鋼或網(wǎng)格支護等支護材來支護后進行了隧道挖掘。但是上述傳統(tǒng)技術(shù)，在隧道外圍實施鋼管多級施工時，因施工誤差等原因，插入鋼管的鉆孔精度會下降。因此隧道的內(nèi)部與外部不同，鋼管并未按一定間隔對齊，排列不規(guī)則，從而削減支護效果。而且，隧道外圍鉆孔作業(yè)時，因長距離鉆孔不可能，能夠支護隨道的鋼管長度也有限度。而且，在隧道內(nèi)部施工鋼支護材時，由于鋼管和鋼支護材相互分離結(jié)構(gòu)，支護效果顯著減少。另外，隧道內(nèi)部用鋼支護材支護時，因為鋼支護材以單純連接結(jié)構(gòu)，所以安裝后，無法實施軸方向加壓，不能進行鋼管和被挖掘隧道內(nèi)部的密貼施工。因此，上述鋼支護材不能牢固支撐鋼管和被挖掘隧道內(nèi)部，由此產(chǎn)生塌方及超挖過多現(xiàn)象和支護效果下降的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明一例，利用突起型鋼支護材和導(dǎo)梁的可加壓鋼管多級隧道建造施工方法，在隧道建造施工方法上，可包括如下幾個階段。洞門按垂直方向截取的第一階段；在上述截取洞門上安裝隧道形狀導(dǎo)梁的第二階段；沿著上述導(dǎo)梁的長度方向，按一定間隔與上述隧道的進行方向并排打鉆插入孔的第三階段；在上述插入孔里插入安裝，形成灌漿孔鋼管的第四階段；在上述鋼管里注入灌漿材來灌漿上述鋼管及鋼管周圍的第五階段；挖掘上述隧道內(nèi)部的同時安裝鋼支護材來支撐上述鋼管的第六階段。

進一步的，上述第六階段，包括上述鋼支護材中一部分被分離成多數(shù)，并在分離地點及(或)端部安裝螺旋千斤頂并啟動它，包括上述鋼支護材軸方向加壓的過程。此時上述鋼支護材會徑向擴張，能夠牢固支撐上述鋼管和上述挖掘隧道內(nèi)部。

進一步的，實施上述第六階段后，還可以包括補充挖掘上述挖掘部底部，并在上述鋼支護材下側(cè)安裝下側(cè)鋼支護材，一部分下側(cè)鋼支護材與螺旋千斤頂一起安裝，并啟動此螺旋千斤頂，把上述鋼支護材和上述下側(cè)鋼支護材按軸向加壓的第七階段。

進一步的，在上述導(dǎo)梁上，沿其中心線形成通孔，在此通孔位置打鉆，上述鋼管可通過上述通孔插入至上述插入孔里。

進一步的，上述鋼支護材中的一部分，在上述鋼管每個位置之間形成突起，而這些突起能夠牢固地支撐上述鋼管兩側(cè)。

進一步的，在上述鋼管的端部形成螺絲，這些螺絲上鎖緊螺母，使上述導(dǎo)梁能夠牢固地結(jié)合上述鋼管的端部。

進一步的，上述灌漿孔只在上述鋼管的上半部形成，能夠使上述灌漿作業(yè)在上述鋼管的上半部實施。

進一步的，上述灌漿孔有可能是內(nèi)寬外窄。

進一步的，在外側(cè)上述灌漿孔可能會形成多個切口。

進一步的，上述灌漿孔可能會向后傾斜形成。

附圖的說明

圖1a是圖示利用傳統(tǒng)技術(shù)建造隧道形狀的縱剖視圖。

圖1b是圖1a在A-A線上的剖視圖。

圖2a至圖2e，是根據(jù)本發(fā)明一例的利用突起型鋼支護材和導(dǎo)梁的可加壓鋼管多級隧道建造施工方法流程圖。

圖3是實施圖2a至圖2e來建造隧道的形狀縱剖視圖。

圖4及圖5是圖3在A-A，B-B線上的橫剖視圖。

圖6是圖3的斜視圖。

圖7a是圖6的鋼管灌漿孔在鋼管形成的形狀剖視圖。

圖7b是圖6的鋼管灌漿孔向后傾斜形成的形狀剖視圖。

圖7c是圖6的鋼管灌漿孔由內(nèi)寬外窄形成的形狀剖視圖。

圖7d及圖7e是圖6的鋼管灌漿孔外側(cè)形成多個切口形狀的剖視圖及正視圖。

附圖標記的說明：

10：洞門

20：導(dǎo)梁

21：通孔

30：插入孔

40：鋼管

41：灌漿孔

411：切口

43：螺絲

44：螺母

50：鋼支護材

51：突起

55：下側(cè)鋼支護材

60：螺旋千斤頂

具體的實施方式

根據(jù)本發(fā)明一實施例的利用突起型鋼支護材和導(dǎo)梁的可加壓鋼管多級隧道建造施工方法，參照附圖詳細說明。參照圖2a至圖2e，根據(jù)本發(fā)明一例的利用突起型鋼支護材和導(dǎo)梁的可加壓鋼管多級隧道建造施工方法，包括截取洞門(10)的第一階段、安裝導(dǎo)梁(20)的第二階段、打鉆插入孔(30)的第三階段、插入安裝鋼管(40)的第四階段、灌漿的第五階段和安裝鋼支護材(50)的第六階段。如圖2a所示，截取洞門(10)的第一階段，是把欲建造隧道洞門(10)按垂直方向截取的階段。如圖2b所示，安裝導(dǎo)梁(20)的第二階段，是在上述被截取洞門(10)部位安裝隧道形狀導(dǎo)梁(20)的階段。上述隧道形狀導(dǎo)梁(20)，主要安裝拱形的導(dǎo)梁(20)(參照圖3及圖4)，以它們?yōu)橹螛?gòu)件打鉆插入孔(30)，由此提高插入孔(30)精度。沿著導(dǎo)梁(20)中心線形成通孔(21)，以此通孔(21)為支撐構(gòu)件打鉆插入孔(30)，或者以導(dǎo)梁(20)的外側(cè)為支撐構(gòu)件，在其外側(cè)打鉆插入孔(30)，因此鉆孔精度比傳統(tǒng)技術(shù)高，也可以長距離鉆孔，以足夠長的鋼管(40)支護隧道，增大隧道支護效果。如圖2c所示，打鉆插入孔(30)的第三階段，是沿著導(dǎo)梁(20)軸向，按適當間隔與隧道進行方向并排打孔(30)的階段。如前所述，上述插入孔(30)可在導(dǎo)梁(20)中心形成的通孔(21)上一致，或按適當間隔沿著導(dǎo)梁(20)外側(cè)形成。如圖2c所示，插入安裝鋼管(40)的第四階段，是把形成灌漿孔(41)的鋼管(40)安裝在插入孔(30)的階段。按照前述階段打鉆插入孔(30)形狀，以拱形被安裝鋼管(40)。把上述鋼管(40)插入到插入孔(30)里后，焊接固定鋼管(40)的端部和導(dǎo)梁(20)，或在端部形成螺絲(43)的鋼管(40)上鎖緊螺母來固定導(dǎo)梁(20)和鋼管(40)，由此一體化鋼管(40)和導(dǎo)梁(20)，建造隧道洞門(10)的牢固結(jié)構(gòu)。

另外，在鋼管(40)上形成的上述灌漿孔(41)，根據(jù)地基狀況等調(diào)節(jié)形成其直徑和間隔，通過上述灌漿孔(41)，在后述階段會噴射灌漿材。上述灌漿孔(41)既可形成在整個鋼管(40)外圍，也可只形成在鋼管(40)外側(cè)一半部位(參照圖7a)。這里的外側(cè)一半部位意味著安裝鋼管(40)時位于隧道外側(cè)方向的半圓部分。因此，在下述階段中，可引導(dǎo)灌漿主要在鋼管(40)外側(cè)一半部位實施。在上述鋼管(40)上形成的灌漿孔(41)，可以按其外側(cè)和內(nèi)側(cè)直徑相互垂直，但也可把灌漿孔傾斜，或者灌漿孔外側(cè)和內(nèi)側(cè)直徑不同。例如，可以把灌漿孔(41)向鋼管(40)后面，即隧道洞門(10)方向傾斜形成(參照圖7b)，在這種情況，鋼管(40)插入到插入孔(30)時，可防止留在插入孔(30)里的小石頭、泥土引起的灌漿孔堵塞現(xiàn)象。而且，可形成內(nèi)寬外窄的灌漿孔(41)(參照圖7c)。此時，防止大粒沙子或石頭等向灌漿孔(41)內(nèi)側(cè)的流入。即使是流入小粒沙子或石頭，也比內(nèi)寬外窄的窄外側(cè)孔小粒流入，灌漿孔(41)不會堵塞，而流入的沙子、石頭等，會跟著噴射灌漿材擠出。即一定直徑時，在孔中間會發(fā)生卡住不規(guī)則形狀的石頭的現(xiàn)象，但內(nèi)寬外窄時，很難發(fā)生此現(xiàn)象。而且灌漿孔(41)，在其外側(cè)會形成多個切口(411)(參照圖7d及圖7e)。此時，即使在灌漿孔(41)里擠進大沙子、小石頭，也可通過切口(411)的灌漿材壓力噴出沙或石，防止灌漿孔(41)的堵塞。上述切口(411)，會在一定直徑的灌漿孔(41)上，或內(nèi)寬外窄直徑的灌漿孔(41)上，都能形成。灌漿的第五階段是在鋼管(40)里注入灌漿材來灌漿鋼管(40)及其周圍的階段。因此灌漿材滲透到鋼管(40)周圍，會使鋼管(40)與鋼管(40)周圍的地基成為一體，即使在將下述階段進行挖掘，也能夠防止地基的坍塌等(參照圖3及圖4)。此時在插入孔(30)入口和鋼管(40)之間實施斂縫來防止注入灌漿材的泄露。如圖2d所示，安裝鋼支護材(50)的第六階段，是一邊挖掘隧道內(nèi)部的同時一邊安裝鋼支護材(50)來支撐鋼管(40)和挖掘隧道階段。上述鋼支護材(50)的外側(cè)，按適當間隔隔離形成突起(51)(參照圖3及圖5)，使鋼管(40)位于每個突起(51)之間。形成上述突起(51)鋼支護材(50)，鋼管(40)從內(nèi)外兩側(cè)支撐，大大增強隧道的支護效果。

傳統(tǒng)技術(shù)情況，存在由于鋼管(40)的方向不正確，鋼管(40)和鋼支護材(50)相互隔離，鋼支護材(50)無法正確支撐鋼管(40)，而且鋼管(40)未按其兩側(cè)方向，即隧道圓周方向支撐，可能會發(fā)生橫向流動，從而發(fā)生隧道內(nèi)部地基坍塌等情況，鋼管(40)也會同時傾斜或流動，因此鋼管(40)不能正常支撐被挖掘隧道內(nèi)部。但是在本發(fā)明的情況下，具有鋼管(40)的安裝方向正確，鋼管(40)由鋼支護材(50)徑向牢固地支撐，而且由突起(51)，鋼管的(40)橫向，即鋼支護材(50)軸向上的支撐也牢固，因此穩(wěn)定被支撐挖掘隧道。對于突起(51)，可在隧道內(nèi)部所有鋼支護材(50)上形成。但按需要也只在部分鋼支護材(50)上形成。而且突起(51)不限于圖紙所示形狀，只要能橫向穩(wěn)定支撐鋼管(40)，任何形狀也無妨。另外，上述第六階段可包括鋼支護材(50)軸向加壓的過程。即在鋼支護材(50)上安裝螺旋千斤頂(60)(參照圖3及圖5)并啟動它，能夠按鋼支護材(50)軸向，即鋼支護材(50)長度方向加壓。跟著鋼支護材(50)，由螺旋千斤頂(60)的推動徑向擴張，其拱形會向外展開。據(jù)此鋼支護材(50)密貼在鋼管(40)和挖掘隧道內(nèi)側(cè)，并牢固支撐。上述螺旋千斤頂(60)，能安裝在鋼支護材(50)端部，或為使鋼支護材(50)的加壓容易，把鋼支護材(50)按長度方向分離，安裝在此分離點，還可安裝在所有與鋼支護材(50)端分離的點上。此外，還能把所有被安裝在隧道內(nèi)部的鋼支護材(50)分離若干個，也可以分離其中的一部分，之后安裝螺旋千斤頂(60)。在傳統(tǒng)技術(shù)上，由于鋼支護材(50)只是簡單支撐鋼管(40)和被挖掘隧道地基，沒有加壓結(jié)構(gòu)，無法正常抑制隧道挖掘面的龜裂、地基的松弛、坍塌、塌方等現(xiàn)象。相反，本發(fā)明因由螺旋千斤頂(60)，把鋼支護材(50)按軸向(長度方向)壓縮，鋼管(40)可徑向擴張，由此壓縮支撐鋼管(40)和被挖掘隧道地基向外側(cè)，所以本發(fā)明防止或抑制隧道龜裂、地基松弛、坍塌、塌方等現(xiàn)象，具有很好地效果的技術(shù)。

本發(fā)明，可以不分隧道的前半部和后半部，整個隧道一次性地按上述的階段建造，也可以把隧道分成前半部和下半部，按上述階段只建造上半部，然后補充建造隧道的下半部，以此完成整個隧道。

以下是根據(jù)第二種方法建造隧道下半部的說明。

上述的第六階段以后，還能包括前述階段挖掘的挖掘部下半部補充挖掘，同時安裝下側(cè)鋼支護材(55)的第七階段。如圖2e所示，上述第七階段，是把上述挖掘部補充挖掘的同時，在鋼支護材(50)下方安裝下側(cè)鋼支護材(55)來支撐鋼支護材(50)的階段。此下側(cè)鋼支護材(55)連接安裝在上方鋼支護材(50)的下側(cè)，由此形成一個完整的拱形狀。而且，所有下側(cè)鋼支護材(55)或者部分下側(cè)鋼支護材(55)和鋼支護材(50)連接點，一同安裝螺旋千斤頂(60)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)鋼支護材(50)和下側(cè)鋼支護材(55)的軸向加壓。導(dǎo)梁(20)的情況，也可在下半部補充安裝下側(cè)導(dǎo)梁。此外，也可在第二階段預(yù)先考慮導(dǎo)梁(20)安裝在下半部。此時無需補充安裝下側(cè)導(dǎo)梁。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明一例的利用突起型鋼支護材(50)和導(dǎo)梁的可加壓鋼管多級隧道建造施工方法，在隧道洞門(10)處安裝導(dǎo)梁(20)，沿著上述導(dǎo)梁(20)方向，按適當間隔安裝鋼管(40)后進行灌漿，由此增大隧道挖掘前的地基支護效果。而且一邊挖掘隧道內(nèi)部的同時，一邊安裝鋼支護材(50)，并備齊突起(51)和螺旋千斤頂(60)，使鋼支護材(50)密貼支撐鋼管(40)，實現(xiàn)了鋼管(40)和鋼支護材(50)的一體，從而能夠牢固支撐隧道內(nèi)部。

總之，以上就是本發(fā)明的各個技術(shù)要點，盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實施方式，上述具體實施方式僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以得出多種相似的啟示和變通，并作出相應(yīng)的簡單變化與修改，類似于這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。