一种大塌方纵横拱架支护施工方法与流程

1.本发明属于隧洞拱架支护施工技术领域，具体涉及一种大塌方纵横拱架支护施工方法。


背景技术：

2.在隧洞支护施工众多方案中，隧洞拱架施工对于隧洞安全最为重要，隧洞拱架本身具有一定强度，能够抗弯，自身质地较硬，待隧洞拱架施工成型后，隧洞内工作环境会明显改善。隧洞拱架单元(相当于横架)一般由多个节段拼装形成一个整体，而节段一般根据隧洞设计尺寸在工厂提前预制，节段预制完成后，转运到现场进行拼装。
3.在现场拼装过程中，施工人员需要在隧洞未建立有效支护的情况下进行焊接和安装螺栓等操作，随洞内施工时间长、安全风险高。


技术实现要素：

4.本发明针对上述的问题，提供了一种大塌方纵横拱架支护施工方法。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种大塌方纵横拱架支护施工方法，包括以下步骤：步骤一根据隧洞纵截面图纸进行拱架设计，然后在工厂预制多个拱架段，每个所述拱架段包括多个横架和多个纵向连接段，所述横架呈拱门形且带有伸缩调节部，所述横架的高度能够通过伸缩调节部进行调节，多个所述横架互相平行且通过多个纵向连接段依次固定连接；每个所述拱架段上部靠近隧洞段顶部岩面一侧依次安装钢筋网和铁皮；步骤二测量待安装纵横拱架支护的隧洞段实际纵向截面，根据测量情况进行欠挖处理，使得隧洞段纵向截面轮廓平顺并具备安装预制的拱架段的条件；步骤三通过调节所述伸缩调节部，调小所述拱架段中多个横架的高度，并将所述拱架段装上安装台车；所述安装台车上安装有支撑架和竖直的液压缸，所述支撑架能够支撑拱架段，且所述支撑架支撑拱架段时拱架段的底端离开地面；步骤四所述安装台车将拱架段转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内，并且拱架段处于安装位置，拱架段两侧贴近隧洞段侧壁岩面；步骤五所述安装台车的液压缸将拱架段向上举升，使得所述拱架段的顶部贴近隧洞段顶部岩面；通过调节所述伸缩调节部，调大所述拱架段中多个横架的高度，使得拱架段的底端接触地面；步骤六重复步骤三至步骤五依次安装多个拱架段；相邻的拱架段通过连接钢筋固定连接；步骤七在拱架段与隧洞段侧壁岩面之间的间隙使用喷射混凝土充填密实，并使拱架段与喷射混凝土形成整体。
6.作为优选, 所述横架还包括固定连接的竖直架和顶拱架；所述竖直架下部能够相对伸缩调节部上下滑动；所述横架的高度调节完成后，通过连接件将竖直架下部与伸缩调
节部相对固定。
7.作为优选,所述竖直架和顶拱架为工字钢，所述工字钢包括腹板和两块翼板。
8.作为优选,所述伸缩调节部包括底座、两块外板和两块内板；所述外板和内板分别固定连接在底座上表面；两块所述内板分别与竖直架的腹板下部前表面和后表面贴合；两块所述外板分别与竖直架的两块翼板下部贴合。
9.作为优选,所述横架的高度调节完成后，通过螺栓螺母连接副将伸缩调节部的两块外板分别与竖直架的两块翼板下部可拆卸连接。
10.作为优选,所述步骤四中在将拱架段转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内后，根据隧洞段实际纵向截面中线，将拱架段校正到正确安装位置。
11.作为优选,所述步骤五中拱架段的底端对应隧洞位置存在超挖或标高不足时，采用喷射混凝土填充；然后用定位筋将拱架段固定。
12.作为优选,所述步骤六中还包括在隧洞坍塌重点防御段将相邻的伸缩调节部通过纵梁固定连接。
13.作为优选,所述步骤七中喷射混凝土时由拱架段两侧底端向上对称喷射，并且喷射混凝土将拱架段覆盖，临空一侧的喷射混凝土保护层厚度不小于20mm。
14.与现有技术相比，本发明申请的优点和积极效果在于：(1)本发明的大塌方纵横拱架支护施工方法中，首先根据隧洞纵截面图纸在工厂预制拱架段，每个拱架段包括多个横架和多个纵向连接段，每个拱架段上部靠近隧洞段顶部岩面一侧依次安装钢筋网和铁皮；也就是说拱架段的组装施工都在隧洞外完成，后续在隧洞内只需调节拱架段高度，纵横拱架支护施工过程中施工人员在隧洞内的时间大幅减少，且隧洞内施工时拱架段一直为施工人员提供有效防护，大大提高拱架安装的安全性；(2) 安装台车上安装有支撑架和竖直的液压缸，支撑架能够支撑拱架段，且支撑架支撑拱架段时拱架段的底端离开地面；上述技术方案使得安装台车能够将拱架段转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内；(3)拱架段处于安装位置后，安装台车的液压缸将拱架段向上举升，使得拱架段的顶部贴近隧洞段顶部岩面，然后通过调节伸缩调节部，调大拱架段中多个横架的高度，使得拱架段的底端接触地面；上述技术方案使得拱架段在隧洞内的安装非常的简单易行。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：图1为大塌方纵横拱架支护施工方法中安装后的拱架段示意图；图2为大塌方纵横拱架支护施工方法中拱架段高度最小时状态图；图3为大塌方纵横拱架支护施工方法中安装台车转运拱架段状态图；图4为大塌方纵横拱架支护施工方法中步骤五操作示意图；图5为拱架段中横架示意图；图6为拱架段中横架的伸缩调节部示意图。
16.附图标记说明：1—拱架段，11—横架，12—纵向连接段，111—竖直架，112—顶拱架，113—伸缩调
节部；2—安装台车，21—液压缸，22—支撑架。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
19.实施例1下面结合附图1-图6对本发明作进一步的描述，一种大塌方纵横拱架支护施工方法，包括以下步骤：步骤一根据隧洞纵截面图纸进行拱架设计，然后在工厂预制多个拱架段1，如图1和图2所示，每个拱架段1包括多个横架11和多个纵向连接段12，横架11呈拱门形且带有伸缩调节部113，横架11的高度能够通过伸缩调节部113进行调节，多个横架11互相平行且通过多个纵向连接段12依次固定连接；每个拱架段1上部靠近隧洞段顶部岩面一侧依次安装钢筋网和铁皮；步骤二测量待安装纵横拱架支护的隧洞段实际纵向截面，根据测量情况进行欠挖处理，使得隧洞段纵向截面轮廓平顺并具备安装预制的拱架段1的条件；步骤三如图3所示，通过调节伸缩调节部113，调小拱架段1中多个横架11的高度，并将拱架段1装上安装台车2；安装台车2上安装有支撑架22和竖直的液压缸21，支撑架22能够支撑拱架段1，且支撑架22支撑拱架段1时拱架段1的底端离开地面；步骤四安装台车2将拱架段1转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内，并且拱架段1处于安装位置，拱架段1两侧贴近隧洞段侧壁岩面；步骤五如图4所示，安装台车2的液压缸21将拱架段1向上举升，使得拱架段1的顶部贴近隧洞段顶部岩面；通过调节伸缩调节部113，调大拱架段1中多个横架11的高度，使得拱架段1的底端接触地面；步骤六重复步骤三至步骤五依次安装多个拱架段1；相邻的拱架段1通过连接钢筋固定连接；步骤七在拱架段1与隧洞段侧壁岩面之间的间隙使用喷射混凝土充填密实，并使拱架段1与喷射混凝土形成整体。
20.如图5和图6所示，横架11还包括固定连接的竖直架111和顶拱架112(竖直架111和顶拱架112在工厂焊接在一起)；竖直架111下部能够相对伸缩调节部113上下滑动；横架11的高度调节完成后，通过连接件将竖直架111下部与伸缩调节部113相对固定。
21.如图3和图5所示，竖直架111和顶拱架112为工字钢，工字钢包括腹板和两块翼板。
22.如图6所示，伸缩调节部113包括底座、两块外板和两块内板；外板和内板分别固定连接在底座上表面；两块内板分别与竖直架111的腹板下部前表面和后表面贴合；两块外板分别与竖直架111的两块翼板下部贴合。
23.横架11的高度调节完成后，通过螺栓螺母连接副将伸缩调节部113的两块外板分
别与竖直架111的两块翼板下部可拆卸连接。
24.步骤四中在将拱架段1转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内后，根据隧洞段实际纵向截面中线，将拱架段1校正到正确安装位置。
25.步骤五中拱架段1的底端对应隧洞位置存在超挖或标高不足时，采用喷射混凝土填充；然后用定位筋(定位筋可以是锚固在隧洞地面上或侧壁岩面上的锚杆)将拱架段1固定。
26.步骤六中还包括在隧洞坍塌重点防御段将相邻的伸缩调节部113通过纵梁固定连接(焊接)。
27.步骤七中喷射混凝土时由拱架段1两侧底端向上对称喷射，并且喷射混凝土将拱架段1覆盖，临空一侧的喷射混凝土保护层厚度不小于20mm。
28.实施例2本实施例与实施例1的区别是：横架11的竖直架111和顶拱架112均包括多个节段，多个节段在工厂通过螺栓螺母连接副连接到一起。
29.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一根据隧洞纵截面图纸进行拱架设计，然后在工厂预制多个拱架段(1)，每个所述拱架段(1)包括多个横架(11)和多个纵向连接段(12)，所述横架(11)呈拱门形且带有伸缩调节部(113)，所述横架(11)的高度能够通过伸缩调节部(113)进行调节，多个所述横架(11)互相平行且通过多个纵向连接段(12)依次固定连接；每个所述拱架段(1)上部靠近隧洞段顶部岩面一侧依次安装钢筋网和铁皮；步骤二测量待安装纵横拱架支护的隧洞段实际纵向截面，根据测量情况进行欠挖处理，使得隧洞段纵向截面轮廓平顺并具备安装预制的拱架段(1)的条件；步骤三通过调节所述伸缩调节部(113)，调小所述拱架段(1)中多个横架(11)的高度，并将所述拱架段(1)装上安装台车(2)；所述安装台车(2)上安装有支撑架(22)和竖直的液压缸(21)，所述支撑架(22)能够支撑拱架段(1)，且所述支撑架(22)支撑拱架段(1)时拱架段(1)的底端离开地面；步骤四所述安装台车(2)将拱架段(1)转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内，并且拱架段(1)处于安装位置，拱架段(1)两侧贴近隧洞段侧壁岩面；步骤五所述安装台车(2)的液压缸(21)将拱架段(1)向上举升，使得所述拱架段(1)的顶部贴近隧洞段顶部岩面；通过调节所述伸缩调节部(113)，调大所述拱架段(1)中多个横架(11)的高度，使得拱架段(1)的底端接触地面；步骤六重复步骤三至步骤五依次安装多个拱架段(1)；相邻的拱架段(1)通过连接钢筋固定连接；步骤七在拱架段(1)与隧洞段侧壁岩面之间的间隙使用喷射混凝土充填密实，并使拱架段(1)与喷射混凝土形成整体。2.根据权利要求1所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于, 所述横架(11)还包括固定连接的竖直架(111)和顶拱架(112)；所述竖直架(111)下部能够相对伸缩调节部(113)上下滑动；所述横架(11)的高度调节完成后，通过连接件将竖直架(111)下部与伸缩调节部(113)相对固定。3.根据权利要求2所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述竖直架(111)和顶拱架(112)为工字钢，所述工字钢包括腹板和两块翼板。4.根据权利要求3所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述伸缩调节部(113)包括底座、两块外板和两块内板；所述外板和内板分别固定连接在底座上表面；两块所述内板分别与竖直架(111)的腹板下部前表面和后表面贴合；两块所述外板分别与竖直架(111)的两块翼板下部贴合。5.根据权利要求4所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述横架(11)的高度调节完成后，通过螺栓螺母连接副将伸缩调节部(113)的两块外板分别与竖直架(111)的两块翼板下部可拆卸连接。6.根据权利要求1或5所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述步骤四中在将拱架段(1)转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内后，根据隧洞段实际纵向截面中线，将拱架段(1)校正到正确安装位置。7.根据权利要求6所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述步骤五中拱架段(1)的底端对应隧洞位置存在超挖或标高不足时，采用喷射混凝土填充；然后用定位筋
将拱架段(1)固定。8.根据权利要求1所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述步骤六中还包括在隧洞坍塌重点防御段将相邻的伸缩调节部(113)通过纵梁固定连接。9.根据权利要求1所述的大塌方纵横拱架支护施工方法，其特征在于，所述步骤七中喷射混凝土时由拱架段(1)两侧底端向上对称喷射，并且喷射混凝土将拱架段(1)覆盖，临空一侧的喷射混凝土保护层厚度不小于20mm。

技术总结
本发明属于隧洞拱架支护施工技术领域，具体涉及一种大塌方纵横拱架支护施工方法，施工方法包括在工厂预制多个拱架段、根据隧洞实际纵向截面测量情况进行欠挖处理、将拱架段装上安装台车并转运至隧洞内安装位置、隧洞内拱架段的安装、拱架段与隧洞段侧壁岩面之间的间隙使用喷射混凝土充填密实；本发明申请的优点和积极效果在于：(1)纵横拱架支护施工过程中施工人员在隧洞内的时间大幅减少，且隧洞内施工时拱架段一直为施工人员提供有效防护，大大提高拱架安装的安全性；(2)安装台车能够将拱架段转运到待安装纵横拱架支护的隧洞段内；(3)拱架段处于安装位置后，安装台车的液压缸将拱架段向上举升，使得拱架段的顶部贴近隧洞段顶部岩面。部岩面。部岩面。


技术研发人员：梁其东 盛祥娥 丁昌亮 张永泉
受保护的技术使用者：日照城投集团建设发展有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/14