使用突起型钢支护材和导梁的钢管多级隧道的建造方法

摘要

本发明涉及一种使用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道的建造施工方法，具有以下的步骤：a.第一阶段，把洞门(10)按垂直方向进行截取；b.第二阶段，在上述被截取的洞门(10)上安装隧道形状导梁(20)；c.第三阶段，沿着上述导梁(20)方向，按一定间隔与上述隧道方向并排打孔；d.第四阶段，在上述插入孔(30)里插入安装形成灌浆孔(41)钢管(40)；e.第五阶段，在上述钢管(40)里注入灌浆材来灌浆上述钢管(40)及钢管(40)周围；f.第六阶段，挖掘上述隧道内部的同时安装钢支护材(50)来支撑上述钢管。通过本发明，能够提供隧道洞口(10)处垂直方向截取并安装导梁(20)，沿着上述导梁(20)方向，按适当间隔打钻插入孔(30)，由此提高插入孔(30)的钻孔精度，即使在隧道内部，也能按一定间隔安装钢管(40)，由于长距离钻孔变为可能，足够长度的钢管(40)也能支护隧道，因此增大隧道的支护效果。

权利要求

1.一种使用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道的建造施工方法，其特征在于，具有以下的步骤：a.第一阶段，即，把洞门(10)按垂直方向进行截取；

b.第二阶段，即，在上述被截取的洞门(10)上安装隧道形状导梁(20)；

c.第三阶段，即，沿着上述导梁(20)方向，按一定间隔与上述隧道方向并排打钻插入孔；

d.第四阶段，即，在上述插入孔(30)里插入安装形成灌浆孔(41)钢管(40)；

e.第五阶段，即，在上述钢管(40)里注入灌浆材来灌浆上述钢管(40)及钢管(40)周围；

f.第六阶段，即，挖掘上述隧道内部的同时安装钢支护材(50)来支撑上述钢管。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在上述第六阶段，将上述钢支护材(50)的一部分加以分离，并在分离点和/或上述钢支护材的端部安装螺旋千斤顶(60)，并启动此螺旋千斤顶(60)，将上述钢支护材(50)轴向加压，使得上述钢支护材(50)径向扩张，并使其牢固支撑上述钢管(40)和上述挖掘隧道的内部。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，上述第六阶段后，补充挖掘上述挖掘处的向下部分，并在上述钢支护材(50)下方安装下侧钢支护材(55)，将一部分的所述下侧钢支护材(55)一起安装螺旋千斤顶(60)，并启动此螺旋千斤顶(60)，将上述钢支护材(50)和上述下侧钢支护材(55)轴向加压。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在上述导梁(20)上沿中心线形成通孔(21)，上述插入孔(30)打钻在此通孔(21)位置，上述钢管(40)可通过通孔(21)插入至插入孔(30)里。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，上述钢支护材(50)中的一部分，在上述钢管(40)的各位置之间形成突起(51)，这些突起(51)能够牢固地支撑上述钢管(40)两侧。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在上述钢管(40)的端部形成螺丝(43)，这些螺丝(43)上有锁紧螺母(44)，使上述导梁(20)能够在上述钢管(40)的端部牢固结合。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，上述灌浆孔(41)只在上述钢管(40)的上半部形成，能够使上述灌浆主要在上述钢管(40)的上半部被实施。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，上述灌浆孔(41)内宽外窄。

9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在上述灌浆孔(41)外侧形成多个切口。

10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，上述灌浆孔(41)向后倾斜形成。

说明书

使用突起型钢支护材和导梁的钢管多级隧道的建造方法

所属技术领域

[0001] 本发明涉及使用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道的建造施工方法。

[0002] 当前背景技术

[0003] 在施工隧道洞门部或土层薄的隧道时，如图1a及图1b所示，在欲建造的隧道外围，按适当间隔插入小口径或大口径的钢管并实施灌浆，使上述钢管与地基形成一体后，逐步掘进隧道的同时把其内部用H钢或网格支护等支护材来支护后进行了隧道挖掘。但是上述传统技术，在隧道外围实施钢管多级施工时，因施工误差等原因，插入钢管的钻孔精度会下降。因此隧道的内部与外部不同，钢管并未按一定间隔对齐，排列不规则，从而削减支护效果。而且，隧道外围钻孔作业时，因长距离钻孔不可能，能够支护随道的钢管长度也有限度。而且，在隧道内部施工钢支护材时，由于钢管和钢支护材相互分离结构，支护效果显著减少。另外，隧道内部用钢支护材支护时，因为钢支护材以单纯连接结构，所以安装后，无法实施轴方向加压，不能进行钢管和被挖掘隧道内部的密贴施工。因此，上述钢支护材不能牢固支撑钢管和被挖掘隧道内部，由此产生塌方及超挖过多现象和支护效果下降的问题。

发明内容

[0004] 根据本发明一例，利用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道建造施工方法，在隧道建造施工方法上，可包括如下几个阶段。洞门按垂直方向截取的第一阶段；在上述截取洞门上安装隧道形状导梁的第二阶段；沿着上述导梁的长度方向，按一定间隔与上述隧道的进行方向并排打钻插入孔的第三阶段；在上述插入孔里插入安装，形成灌浆孔钢管的第四阶段；在上述钢管里注入灌浆材来灌浆上述钢管及钢管周围的第五阶段；挖掘上述隧道内部的同时安装钢支护材来支撑上述钢管的第六阶段。

[0005] 进一步的，上述第六阶段，包括上述钢支护材中一部分被分离成多数，并在分离地点及(或)端部安装螺旋千斤顶并启动它，包括上述钢支护材轴方向加压的过程。此时上述钢支护材会径向扩张，能够牢固支撑上述钢管和上述挖掘隧道内部。

[0006] 进一步的，实施上述第六阶段后，还可以包括补充挖掘上述挖掘部底部，并在上述钢支护材下侧安装下侧钢支护材，一部分下侧钢支护材与螺旋千斤顶一起安装，并启动此螺旋千斤顶，把上述钢支护材和上述下侧钢支护材按轴向加压的第七阶段。

[0007] 进一步的，在上述导梁上，沿其中心线形成通孔，在此通孔位置打钻，上述钢管可通过上述通孔插入至上述插入孔里。

[0008] 进一步的，上述钢支护材中的一部分，在上述钢管每个位置之间形成突起，而这些突起能够牢固地支撑上述钢管两侧。

[0009] 进一步的，在上述钢管的端部形成螺丝，这些螺丝上锁紧螺母，使上述导梁能够牢固地结合上述钢管的端部。

[0010] 进一步的，上述灌浆孔只在上述钢管的上半部形成，能够使上述灌浆作业在上述钢管的上半部实施。

[0011] 进一步的，上述灌浆孔有可能是内宽外窄。

[0012] 进一步的，在外侧上述灌浆孔可能会形成多个切口。

[0013] 进一步的，上述灌浆孔可能会向后倾斜形成。

[0014] 附图的说明

[0015] 图1a是图示利用传统技术建造隧道形状的纵剖视图。

[0016] 图1b是图1a在A-A线上的剖视图。

[0017] 图2a至图2e，是根据本发明一例的利用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道建造施工方法流程图。

[0018] 图3是实施图2a至图2e来建造隧道的形状纵剖视图。

[0019] 图4及图5是图3在A-A，B-B线上的横剖视图。

[0020] 图6是图3的斜视图。

[0021] 图7a是图6的钢管灌浆孔在钢管形成的形状剖视图。

[0022] 图7b是图6的钢管灌浆孔向后倾斜形成的形状剖视图。

[0023] 图7c是图6的钢管灌浆孔由内宽外窄形成的形状剖视图。

[0024] 图7d及图7e是图6的钢管灌浆孔外侧形成多个切口形状的剖视图及正视图。

[0025] 附图标记的说明：

[0026] 10：洞门

[0027] 20：导梁

[0028] 21：通孔

[0029] 30：插入孔

[0030] 40：钢管

[0031] 41：灌浆孔

[0032] 411：切口

[0033] 43：螺丝

[0034] 44：螺母

[0035] 50：钢支护材

[0036] 51：突起

[0037] 55：下侧钢支护材

[0038] 60：螺旋千斤顶

[0039] 具体的实施方式

[0040] 根据本发明一实施例的利用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道建造施工方法，参照附图详细说明。参照图2a至图2e，根据本发明一例的利用突起型钢支护材和导梁的可加压钢管多级隧道建造施工方法，包括截取洞门(10)的第一阶段、安装导梁(20)的第二阶段、打钻插入孔(30)的第三阶段、插入安装钢管(40)的第四阶段、灌浆的第五阶段和安装钢支护材(50)的第六阶段。如图2a所示，截取洞门(10)的第一阶段，是把欲建造隧道洞门(10)按垂直方向截取的阶段。如图2b所示，安装导梁(20)的第二阶段，是在上述被截取洞门(10)部位安装隧道形状导梁(20)的阶段。上述隧道形状导梁(20)，主要安装拱形的导梁(20)(参照图3及图4)，以它们为支撑构件打钻插入孔(30)，由此提高插入孔(30)精度。沿着导梁(20)中心线形成通孔(21)，以此通孔(21)为支撑构件打钻插入孔(30)，或者以导梁(20)的外侧为支撑构件，在其外侧打钻插入孔(30)，因此钻孔精度比传统技术高，也可以长距离钻孔，以足够长的钢管(40)支护隧道，增大隧道支护效果。如图2c所示，打钻插入孔(30)的第三阶段，是沿着导梁(20)轴向，按适当间隔与隧道进行方向并排打孔(30)的阶段。如前所述，上述插入孔(30)可在导梁(20)中心形成的通孔(21)上一致，或按适当间隔沿着导梁(20)外侧形成。如图2c所示，插入安装钢管(40)的第四阶段，是把形成灌浆孔(41)的钢管(40)安装在插入孔(30)的阶段。按照前述阶段打钻插入孔(30)形状，以拱形被安装钢管(40)。把上述钢管(40)插入到插入孔(30)里后，焊接固定钢管(40)的端部和导梁(20)，或在端部形成螺丝(43)的钢管(40)上锁紧螺母来固定导梁(20)和钢管(40)，由此一体化钢管(40)和导梁(20)，建造隧道洞门(10)的牢固结构。

[0041] 另外，在钢管(40)上形成的上述灌浆孔(41)，根据地基状况等调节形成其直径和间隔，通过上述灌浆孔(41)，在后述阶段会喷射灌浆材。上述灌浆孔(41)既可形成在整个钢管(40)外围，也可只形成在钢管(40)外侧一半部位(参照图7a)。这里的外侧一半部位意味着安装钢管(40)时位于隧道外侧方向的半圆部分。因此，在下述阶段中，可引导灌浆主要在钢管(40)外侧一半部位实施。在上述钢管(40)上形成的灌浆孔(41)，可以按其外侧和内侧直径相互垂直，但也可把灌浆孔倾斜，或者灌浆孔外侧和内侧直径不同。例如，可以把灌浆孔(41)向钢管(40)后面，即隧道洞门(10)方向倾斜形成(参照图7b)，在这种情况，钢管(40)插入到插入孔(30)时，可防止留在插入孔(30)里的小石头、泥土引起的灌浆孔堵塞现象。而且，可形成内宽外窄的灌浆孔(41)(参照图7c)。此时，防止大粒沙子或石头等向灌浆孔(41)内侧的流入。即使是流入小粒沙子或石头，也比内宽外窄的窄外侧孔小粒流入，灌浆孔(41)不会堵塞，而流入的沙子、石头等，会跟着喷射灌浆材挤出。即一定直径时，在孔中间会发生卡住不规则形状的石头的现象，但内宽外窄时，很难发生此现象。而且灌浆孔(41)，在其外侧会形成多个切口(411)(参照图7d及图7e)。此时，即使在灌浆孔(41)里挤进大沙子、小石头，也可通过切口(411)的灌浆材压力喷出沙或石，防止灌浆孔(41)的堵塞。上述切口(411)，会在一定直径的灌浆孔(41)上，或内宽外窄直径的灌浆孔(41)上，都能形成。灌浆的第五阶段是在钢管(40)里注入灌浆材来灌浆钢管(40)及其周围的阶段。因此灌浆材渗透到钢管(40)周围，会使钢管(40)与钢管(40)周围的地基成为一体，即使在将下述阶段进行挖掘，也能够防止地基的坍塌等(参照图3及图4)。此时在插入孔(30)入口和钢管(40)之间实施敛缝来防止注入灌浆材的泄露。如图2d所示，安装钢支护材(50)的第六阶段，是一边挖掘隧道内部的同时一边安装钢支护材(50)来支撑钢管(40)和挖掘隧道阶段。上述钢支护材(50)的外侧，按适当间隔隔离形成突起(51)(参照图3及图5)，使钢管(40)位于每个突起(51)之间。形成上述突起(51)钢支护材(50)，钢管(40)从内外两侧支撑，大大增强隧道的支护效果。

[0042] 传统技术情况，存在由于钢管(40)的方向不正确，钢管(40)和钢支护材(50)相互隔离，钢支护材(50)无法正确支撑钢管(40)，而且钢管(40)未按其两侧方向，即隧道圆周方向支撑，可能会发生横向流动，从而发生隧道内部地基坍塌等情况，钢管(40)也会同时倾斜或流动，因此钢管(40)不能正常支撑被挖掘隧道内部。但是在本发明的情况下，具有钢管(40)的安装方向正确，钢管(40)由钢支护材(50)径向牢固地支撑，而且由突起(51)，钢管的(40)横向，即钢支护材(50)轴向上的支撑也牢固，因此稳定被支撑挖掘隧道。对于突起(51)，可在隧道内部所有钢支护材(50)上形成。但按需要也只在部分钢支护材(50)上形成。而且突起(51)不限于图纸所示形状，只要能横向稳定支撑钢管(40)，任何形状也无妨。另外，上述第六阶段可包括钢支护材(50)轴向加压的过程。即在钢支护材(50)上安装螺旋千斤顶(60)(参照图3及图5)并启动它，能够按钢支护材(50)轴向，即钢支护材(50)长度方向加压。跟着钢支护材(50)，由螺旋千斤顶(60)的推动径向扩张，其拱形会向外展开。据此钢支护材(50)密贴在钢管(40)和挖掘隧道内侧，并牢固支撑。上述螺旋千斤顶(60)，能安装在钢支护材(50)端部，或为使钢支护材(50)的加压容易，把钢支护材(50)按长度方向分离，安装在此分离点，还可安装在所有与钢支护材(50)端分离的点上。此外，还能把所有被安装在隧道内部的钢支护材(50)分离若干个，也可以分离其中的一部分，之后安装螺旋千斤顶(60)。在传统技术上，由于钢支护材(50)只是简单支撑钢管(40)和被挖掘隧道地基，没有加压结构，无法正常抑制隧道挖掘面的龟裂、地基的松弛、坍塌、塌方等现象。相反，本发明因由螺旋千斤顶(60)，把钢支护材(50)按轴向(长度方向)压缩，钢管(40)可径向扩张，由此压缩支撑钢管(40)和被挖掘隧道地基向外侧，所以本发明防止或抑制隧道龟裂、地基松弛、坍塌、塌方等现象，具有很好地效果的技术。

[0043] 本发明，可以不分隧道的前半部和后半部，整个隧道一次性地按上述的阶段建造，也可以把隧道分成前半部和下半部，按上述阶段只建造上半部，然后补充建造隧道的下半部，以此完成整个隧道。

[0044] 以下是根据第二种方法建造隧道下半部的说明。

[0045] 上述的第六阶段以后，还能包括前述阶段挖掘的挖掘部下半部补充挖掘，同时安装下侧钢支护材(55)的第七阶段。如图2e所示，上述第七阶段，是把上述挖掘部补充挖掘的同时，在钢支护材(50)下方安装下侧钢支护材(55)来支撑钢支护材(50)的阶段。此下侧钢支护材(55)连接安装在上方钢支护材(50)的下侧，由此形成一个完整的拱形状。而且，所有下侧钢支护材(55)或者部分下侧钢支护材(55)和钢支护材(50)连接点，一同安装螺旋千斤顶(60)，由此能够实现钢支护材(50)和下侧钢支护材(55)的轴向加压。导梁(20)的情况，也可在下半部补充安装下侧导梁。此外，也可在第二阶段预先考虑导梁(20)安装在下半部。此时无需补充安装下侧导梁。如图6所示，根据本发明一例的利用突起型钢支护材(50)和导梁的可加压钢管多级隧道建造施工方法，在隧道洞门(10)处安装导梁(20)，沿着上述导梁(20)方向，按适当间隔安装钢管(40)后进行灌浆，由此增大隧道挖掘前的地基支护效果。而且一边挖掘隧道内部的同时，一边安装钢支护材(50)，并备齐突起(51)和螺旋千斤顶(60)，使钢支护材(50)密贴支撑钢管(40)，实现了钢管(40)和钢支护材(50)的一体，从而能够牢固支撑隧道内部。

[0046] 总之，以上就是本发明的各个技术要点，尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以得出多种相似的启示和变通，并作出相应的简单变化与修改，类似于这样的变换均落入本发明的保护范围之内。