(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108798679 A(43)申请公布日 2018.11.13
(21)申请号 201810596224.1(22)申请日 2018.06.11
(71)申请人 中铁二局第一工程有限公司
地址 550002 贵州省贵阳市南明区四通街3
号金鹏大厦(72)发明人 杨彪 李黎 梁恩华 万斐
唐忠全 浦同体 王国炜 付显波 秦凯 冯林 胡永成 刘杰松 欧阳剑 蒋雪莲 (74)专利代理机构 贵阳中新专利商标事务所
52100
代理人 李龙 程新敏(51)Int.Cl.
E21D 9/00(2006.01)E21D 11/10(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页
(54)发明名称
浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法
(57)摘要
本发明提供一种浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，先在现有三台阶的上台阶基础上沿开挖轮廓扩挖，形成工作平台；平台形成后，通过测量定线施工导向墙；通过受力模拟，计算管棚打入角度，对孔号进行编号，编号为奇数的先打孔，然后注浆，奇数号打完后打偶数号并注浆；管棚施工完成后对扩挖部位立模回填；回填结束后恢复正洞开挖支护,开挖出洞即可。以解决目前依靠大管棚进洞时受地形条件限制、区域风俗文化影响无法施工大管棚，导致进洞困难的问题。属于隧道施工领域。CN 108798679 ACN 108798679 A
权 利 要 求 书
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1.浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于，具体方法如下：步骤1：在现有三台阶的上台阶基础上沿开挖轮廓扩挖，形成工作平台；步骤2：平台形成后，通过测量定线施工导向墙；步骤3：通过受力模拟，计算管棚打入角度，对孔号按照从一侧向另一侧的顺序进行编号，编号为奇数的先打孔，然后注浆，奇数号打完后打偶数号并注浆；
步骤4：管棚施工完成后对扩挖部位立模回填；步骤5：回填结束后恢复正洞开挖支护,开挖出洞即可。
2.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于：导向墙砼浇筑时预留管棚导向管角度与大管棚打入角度吻合。
3.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于：注浆前检查管棚出口端是否打穿到隧道洞门位置，若打穿则需进行封堵。
4.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于：注浆前对掌子面进行封堵，同时预留排气管保证注浆效果。
5.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于：扩挖空间采取同等级砼立模回填。
6.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于：步骤1扩挖上台阶，造管棚施工平台：正洞开挖至管棚施工位置时提前7m将上台阶扩挖，在现有基础上台阶高度往上提高1.2m，往中台阶下降0.7m，扩挖后上台阶高度4.75m，宽度9.93m，长度7m，预留出潜孔钻机工作空间及导墙施做空间。
7.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于：步骤2导向墙施工：导向墙在开挖轮廓线外，紧贴掌子面施作，导墙采用C20砼，纵向长1m，厚度1m；
(1)导向墙施工前，对导向墙地基承载力进行检测，若承载力不足，进行地基加固处理；(2)先用C20混凝土进行铺底找平，铺底高度控制在导向墙基础标高内；(3)导向墙混凝土施工采用I18型钢钢架做内支撑，采用2榀排架；(4)导向墙立模时，由测量人员对排架架设平面位置和高度进行精确放样，排架定位后进行加固处理，加固时采用钢架焊接固定卡；
(5)导向墙模型采用木板安装，确保导向墙结构尺寸；(6)导向管采用Φ127mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管，导向管安设时由测量人员进行精确定位放样，对其方向和坡度进行严格控制，导向管安设坡度为2°，1m差为0.035m，方向与线路方向平行，导向管定位后将孔口固定。
8.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于，步骤3管棚施工具体方法如下：
(1)管棚采用外径为Φ89mm，壁厚为8mm的热轧无缝钢管；(2)管棚环向布设23根，环向布设间距0.4m，管棚单根长30m；(3)管棚方向控制时，管棚钻孔外插角度取2°，方向：平行于线路中线；(4)管棚分成3m、6m两种，每根管棚由4根3m，3根6m短管棚组成，现场拼接时，确保同一横断面的接头数小于等于50％，相邻管棚的接头错开大于等于1m；
(5)管节接头采用外套Φ100mm，壁厚为3.5mm的热轧钢管，内车丝扣，管节大于等于
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权 利 要 求 书
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0.3m，管棚钢管接头外车丝扣0.15m以和管节接头连接；
(6)采用管棚钻机89mm钻头钻孔，钻孔方向的控制采用测斜仪进行控制，钻眼完成后采用高压风清孔；
(7)钢管采用钻机顶进；(8)钻机顶进钢管时，使其推力与钢管在同一条直线上，当顶进有困难时，用钻头进行清孔后再顶进；
(9)钢管顶进完毕后在Φ89钢管端头焊接注浆连接管，并用阀门进行端头止浆处理；(10)管棚注浆采用双液注浆机进行注浆，注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验按实际情况调整确定；
(11)注浆前先对连接好管路的注浆机进行试运行；(12)导向管内加装主筋φ16，箍筋φ8和总直径7cm的钢筋笼。
9.根据权利要求1所述浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，其特征在于，步骤4工作平台封闭回填：管棚注浆结束后采用上台阶拱架做模板背架，20cm*150cm*5cm小钢模关模回填C20混凝土，回填结束后进行喷射支护作业，7m作业平台支护完成后恢复正洞开挖。
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说 明 书
浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法
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技术领域
[0001]本发明涉及一种浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法，属于隧道施工 领域。
背景技术
[0002]目前，现有技术中的隧道出洞为洞外施作完导向墙及大管棚后再隧道出洞， 但该技术在特殊情况下无法完成，如：洞外暂时不具备施作管棚的条件(无场地 或道路不通)，需为出洞创造施做条件，严重影响隧道施工进度。发明内容
[0003]本发明的目的在于：提供一种浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法， 以解决目前依靠大管棚进洞时受地形条件限制、区域风俗文化影响无法施工大管 棚，导致进洞困难的问题。
[0004]为解决上述问题，拟采用这样一种浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方 法，具体方法如下：[0005]步骤1：在现有三台阶的上台阶基础上沿开挖轮廓扩挖，形成工作平台；[0006]步骤2：平台形成后，通过测量定线施工导向墙；[0007]步骤3：通过受力模拟，计算管棚打入角度，对孔位按照从一侧向另一侧的 顺序进行编号，编号为奇数的先打孔，然后注浆，奇数号打完后打偶数号并注浆；[0008]步骤4：管棚施工完成后对扩挖部位立模回填；[0009]步骤5：回填结束后恢复正洞开挖支护,开挖出洞即可。[0010]所述扩挖工作平台空间应满足潜孔钻机工作空间，同时保证导向墙施工空 间。[0011]进一步：导向墙砼浇筑时预留管棚导向管角度与大管棚打入角度吻合。[0012]进一步：注浆前检查管棚出口端是否打穿到隧道洞门位置，若打穿则需进行 封堵。
[0013]进一步：注浆前对掌子面进行封堵，同时预留排气管保证注浆效果。[0014]进一步：扩挖空间采取同等级砼立模回填。[0015]进一步：加强开挖支护措施，在原有基础上加强超前支护。[0016]优选地，步骤1扩挖上台阶，造管棚施工平台：正洞开挖至管棚施工位置时 提前7m将上台阶扩挖，在现有基础上台阶高度往上提高1.2m，往中台阶下降 0.7m，扩挖后上台阶高度4.75m，宽度9.93m，长度7m，预留出潜孔钻机工作空 间及导墙施做空间。[0017]优选地，步骤2导向墙施工：导向墙在开挖轮廓线外，紧贴掌子面施作，导 墙采用C20砼，纵向长1m，厚度1m；[0018](1)导向墙施工前，对导向墙地基承载力进行检测，若承载力不足，进行地 基加固处理；[0019](2)先用C20混凝土进行铺底找平，铺底高度控制在导向墙基础标高内；
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说 明 书
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(3)导向墙混凝土施工采用I18型钢钢架做内支撑，采用2榀排架；
[0021](4)导向墙立模时，由测量人员对排架架设平面位置和高度进行精确放样， 排架定位后进行加固处理，加固时采用钢架焊接固定卡；[0022](5)导向墙模型采用木板安装，确保导向墙结构尺寸；[0023](6)导向管采用Φ127mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管，导向管安设时由测量 人员进行精确定位放样，对其方向和坡度进行严格控制，导向管安设坡度为2°， 1m差为0.035m，方向与线路方向平行，导向管定位后将孔口固定。[0024]优选地，步骤3管棚施工具体方法如下：[0025](1)管棚采用外径为Φ89mm，壁厚为8mm的热轧无缝钢管；[0026](2)管棚环向布设23根，环向布设间距0.4m，管棚单根长30m；[0027](3)管棚方向控制时，管棚钻孔外插角度取2°，方向：平行于线路中线；[0028](4)管棚分成3m、6m两种，每根管棚由4根3m，3根6m短管棚组成，现场 拼接时，确保同一横断面的接头数小于等于50％，相邻管棚的接头错开大于等于 1m；[0029](5)管节接头采用外套Φ100mm，壁厚为3.5mm的热轧钢管，内车丝扣，管 节大于等于0.3m，管棚钢管接头外车丝扣0.15m以和管节接头连接；[0030](6)采用管棚钻机89mm钻头钻孔，钻孔方向的控制采用测斜仪进行控制， 钻眼完成后采用高压风清孔；[0031](7)钢管采用钻机顶进；[0032](8)钻机顶进钢管时，使其推力与钢管在同一条直线上，当顶进有困难时， 用钻头进行清孔后再顶进；[0033](9)钢管顶进完毕后在Φ89钢管端头焊接注浆连接管，并用阀门进行端头 止浆处理；[0034](10)管棚注浆采用双液注浆机进行注浆，注浆前先进行注浆现场试验，注 浆参数通过现场试验按实际情况调整确定；[0035](11)注浆前先对连接好管路的注浆机进行试运行；[0036](12)导向管内加装主筋φ16，箍筋φ8和总直径7cm的钢筋笼。[0037]优选地，步骤4工作平台封闭回填：管棚注浆结束后采用上台阶拱架做模板 背架，20cm*150cm*5cm小钢模关模回填C20混凝土，回填结束后进行喷射支护 作业，7m作业平台支护完成后恢复正洞开挖。[0038]与现有技术相比，本发明优点如下：[0039]1、利用洞内现有设备，对上台阶进行扩挖营造出了适应于洞内管棚施工的 工作空间，避免了因地势条件恶劣、风俗文化限制、征地用地问题导致的洞口段 管棚无法施工的问题；[0040]2、具有较强的适应性，正洞施工至管棚设计施工里程时不受外界条件干扰， 在工作空间形成后便可施工大管棚；[0041]3、节约人力资源、节约工期，洞内管棚作业时可连续作业、平行作业，同 步施工中下台阶、仰拱、二衬。具体实施方式
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说 明 书
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为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步的 详细
说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。[0043]实施例：
[0044]本实施例提供一种浅埋单线铁路隧道洞内大管棚出洞施工方法：[0045]步骤1扩挖上台阶，造管棚施工平台：正洞开挖至管棚施工位置时提前7m 将上台阶扩挖，在现有基础上台阶高度往上提高1.2m，往中台阶下降0.7m，扩 挖后上台阶高度4.75m，宽度9.93m，长度7m，预留出潜孔钻机工作空间及导墙 施做空间。[0046]步骤2导向墙施工：导向墙在开挖轮廓线外，紧贴掌子面施作，导墙采用C20 砼，纵向长1m，厚度1m。[0047](1)导向墙施工前，对导向墙地基承载力进行检测，若承载力不足，进行地 基加固处理。[0048](2)为了立架和立模的方便，先用C20混凝土进行铺底找平，铺底高度控制 在导向墙基础标高内。[0049](3)导向墙混凝土施工采用I18型钢钢架做内支撑，采用2榀排架。[0050](4)导向墙立模时，由测量人员对排架架设平面位置和高度进行精确放样， 以确保导向墙的净空尺寸。排架定位后进行必要的加固处理，加固时采用钢架焊 接固定卡。[0051](5)导向墙模型采用木板安装，确保导向墙结构尺寸(1m×1m)。[0052](6)导向管采用Φ127mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管，导向管安设时由测量 人员进行精确定位放样，对其方向和坡度进行严格控制，导向管安设坡度为2° (1m差为0.035m)，方向与线路方向平行。导向管定位后将孔口固定，以确保 孔口管在浇筑混凝土时不发生移动和变形。
[0053]步骤3管棚施工：[0054](1)管棚采用外径为Φ89mm，壁厚为8mm的热轧无缝钢管。[0055](2)管棚环向布设23根，环向布设间距0.4m，管棚单根长30m(导向墙内 留1米)。[0056](3)管棚方向控制时要考虑管棚施工范围内本隧道线路为右偏曲线坡度控制 时考虑线路纵坡、30m管棚在打设过程中在重力作用产生的扰度和管棚的设计坡 度等问题，综合上述原因管棚钻孔外插角度取2°，方向：平行于线路中线。[0057](4)管棚分成3m、6m两种，每根管棚由4根3m，3根6m短管棚组成。为使 管棚接头错开，现场拼接时应采用不同组合形式以确保同一横断面的接头数不大 于50％，相邻管棚的接头错开不小于1m的要求。[0058](5)管节接头采用外套Φ100mm，壁厚为3.5mm的热轧钢管，内车丝扣，管 节不小于0.3m。管棚钢管接头外车丝扣0.15m以便和管节接头连接。[0059](6)采用管棚钻机89mm钻头钻孔，钻孔方向的控制采用测斜仪进行控制， 钻眼完成后采用高压风清孔。(考虑管棚施工长度，应在进口出确认管棚是否打 穿，若打穿应对孔口进行封堵，封堵时预留排气孔保证注浆效果。)。[0060](7)钢管采用钻机顶进(打入第一节外露0.3m，连接后再由挖掘机顶进， 依次类推直到安装到设计长度)。[0061](8)钻机顶进钢管时，尽量使其推力与钢管在同一条直线上，当顶进有困难 时，不要强行顶进，避免钢管弯曲变形，然后用小直径钻头进行清孔后在顶进。
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(9)钢管顶进完毕后在Φ89钢管端头焊接注浆连接管，并用阀门进行端头 止浆处
理，以防漏浆。[0063](10)管棚注浆采用双液注浆机进行注浆，注浆时浆液严格按实验室提供的 配合比配制，注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验按实际情况调 整确定。[0064](11)注浆前先对连接好管路的注浆机，进行试运行，以保证机械能正常运 转。(注浆时注浆初压0.5^1.0Mpa，终压2.0Mpa)。[0065](12)导向管内加装主筋φ16，箍筋φ8，总直接7cm的钢筋笼以增加大管棚 刚度。[0066]步骤4工作平台封闭回填：管棚注浆结束后采用上台阶拱架做模板背架， 20cm*150cm*5cm小钢模关模回填C20混凝土。回填结束后进行喷射支护作业， 7m作业平台支护完成后恢复正洞开挖。
[0067]步骤5正洞恢复三台阶施工：待平台封闭完成后利用加固背架拱架复喷，形 成正洞支护体系，同时恢复正洞开挖，即可实现出洞。[0068]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
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