一种超浅埋隧道盖挖施工装置及方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种超浅埋隧道盖挖施工装置及方法。


背景技术：

2.随着我国各项建设事业的快速发展，各种立交工程越来越多，规模越来越大，特别是高速铁路隧道下穿高速公路的发展，无论是城市建设还是道路规划均是不可避免的需要使用大断面暗挖隧道的加强拱盖结构来对挖掘隧道顶部进行支撑。
3.然而超浅埋隧道的施工过程中，由于隧道施工空间狭小，分部开挖施工工序繁琐，并且现有的拱盖不具备支撑结构，使用的临时支护拆除时地表沉降控制困难，不能对拱盖进行调节性支撑，从而且存在塌方风险，增加了隧道施工及道路交通安全的风险。


技术实现要素：

4.解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种超浅埋隧道盖挖施工装置及方法，解决了传统的拱盖装置不具备辅助支撑，容易造成塌方，存在安全隐患的问题。
6.技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种超浅埋隧道盖挖施工装置，包括填充的仰坡，所述仰坡的底部设置有混凝土支撑盖，所述混凝土支撑盖的底部设置有基桩筒，所述混凝土支撑盖的内侧设置有拱盖一，所述拱盖一的内侧设置有拱盖二，所述拱盖二的内侧设置有支撑弧板，所述拱盖二的内侧设置有支撑壁，所述支撑壁的顶部设置有分力板，所述分力板的顶部固定安装有螺纹柱；
8.所述螺纹柱的外侧活动安装有螺纹块，所述螺纹块的外侧对称设置有支撑板，所述支撑板的一端设置有异形板，所述支撑板的一端贯穿设置有插杆，所述插杆的外侧设置有侧支撑架，所述基桩筒的中部填充有混凝土，所述混凝土支撑盖的中部开设有填充槽，所述填充槽的内壁设置有加强梁一，所述混凝土支撑盖的顶部设置有支撑所述混凝土支撑盖的一端设置有用于钢筋插接的钢筋套孔。
9.进一步地，所述基桩筒的内部捆扎有钢筋柱，所述基桩筒外侧套接有双层隔振护筒。
10.进一步地，所述支撑弧板的形状与拱盖二的形状相同，所述支撑弧板的外侧均匀分布有碶块，所述碶块的一侧表面与拱盖二的内侧面贴合。
11.进一步地，所述螺纹块的顶部开设有螺纹孔，所述支撑板与螺纹块通过电焊焊接，所述螺纹块和支撑板均采用钢材制作而成。
12.进一步地，所述异形板的外侧表面与支撑弧板的内侧表面插接，所述支撑弧板的内侧表面开设有与异形板适配的插槽，所述异形板与支撑板之间的夹角为一百二十度。
13.进一步地，所述支撑板的侧边开设有与插杆适配的插孔，所述插孔的内侧壁开设有限位槽，所述插杆的外侧开设有限位块。
14.一种超浅埋隧道盖挖施工方法，包括以下步骤：
15.步骤1、放样标线：根据设计要求，在地面上进行标线，标示出隧道的轴线和纵断面；
16.步骤2、开挖施工：使用适当的土方机械，如挖掘机或推土机，从地面开始进行盖挖工作，根据设计要求，逐步开挖地下土壤，同时进行支护工作，以保持隧道的稳定；
17.步骤3、安全监测：在施工过程中，需要进行隧道的安全监测，以及时掌握地下水位、土压力、位移等数据，监测结果应及时记录和分析，以确保隧道的安全施工；
18.步骤4、安全支撑：在盖挖进行的同时，需要进行支护工作来保证隧道的安全，常用的支护结构包括钢筋混凝土衬砌、钢拱架，支护结构的选择应根据地质条件和设计要求来确定；
19.步骤5、盖板施工：当盖挖到达设计要求的深度后，需要进行盖板的施工，盖板可以使用钢筋砼拱盖、钢筋混凝土、桩基、然后进行拱顶回填素砼；
20.步骤6、后期处理：完成盖板施工后，其他部分回填碎石土，然后施做钢筋混凝土路面面板，恢复交通。
21.进一步地，所述桩基采用直径φ160cm钢筋混凝土灌注桩，桩心距190cm，基础嵌入隧底深度不小于1m。
22.进一步地，所述土层表面采用m10水泥砂浆抹面，混凝土支撑盖采用c35钢筋混凝土浇筑，其中混凝土支撑盖的内部设置有钢筋网，回填区域地表采用厚50厘米的c20素混凝土回填。
23.有益效果
24.本发明具有以下有益效果：
25.(1)、该超浅埋隧道盖挖施工装置，通过拱盖一、拱盖二、支撑弧板和侧支撑架的配合使用，以及再通过螺纹柱和螺纹块的多级配合支撑，大大提高了混凝土支撑盖在不同地质条件下的支撑稳定能力，异形板和支撑弧的组合焊接，再通过侧支撑架与支撑弧板的组合使用，来实现增加盖挖施工装置的稳固性。
26.(2)、该超浅埋隧道盖挖施工方法，拱盖一、拱盖二、混凝土支撑盖、螺纹柱、支撑弧板、筋和混凝土共同构成的整体拱盖，解决了开挖过程中机械扰动大、易坍塌问题，在隧道下进行观测，通过沉降位移观测得出，拱盖无下沉、无变形，来确保施工的安全性。
27.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
28.图1为本发明一种超浅埋隧道盖挖施工装置立体示意图；
29.图2为本发明混凝土支撑盖结构示意图；
30.图3为本发明仰坡结构示意图；
31.图4为本发明螺纹块结构示意图；
32.图5为本发明拱盖二结构示意图；
33.图6为本发明混凝土结构示意图；
34.图7为本发明钢筋套孔结构示意图；
35.图8为本发明插杆结构插接示意图。
36.图中，1、仰坡；2、混凝土支撑盖；3、基桩筒；4、拱盖一；5、拱盖二；6、支撑壁；7、分力板；8、支撑弧板；9、碶块；10、螺纹柱；11、螺纹块；12、侧支撑架；13、异形板；14、支撑板；15、插杆；16、混凝土；17、加强梁一；18、填充槽；19、支撑；20、钢筋套孔。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.实施例一：
40.请参阅图1-8，本发明实施例提供一种技术方案：一种超浅埋隧道盖挖施工装置，包括填充的仰坡1，仰坡1的底部设置有混凝土支撑盖2，混凝土支撑盖2的底部设置有基桩筒3，混凝土支撑盖2的内侧设置有拱盖一4，拱盖一4的内侧设置有拱盖二5，拱盖二5的内侧设置有支撑弧板8，拱盖二5的内侧设置有支撑壁6，支撑壁6的顶部设置有分力板7，分力板7的顶部固定安装有螺纹柱10；
41.螺纹柱10的外侧活动安装有螺纹块11，螺纹块11的外侧对称设置有支撑板14，支撑板14的一端设置有异形板13，支撑板14的一端贯穿设置有插杆15，插杆15的外侧设置有侧支撑架12，基桩筒3的中部填充有混凝土16，混凝土支撑盖2的中部开设有填充槽18，填充槽18的内壁设置有加强梁一17，混凝土支撑盖2的顶部设置有支撑19混凝土支撑盖2的一端设置有用于钢筋插接的钢筋套孔20。
42.具体地，基桩筒3的内部捆扎有钢筋柱，基桩筒3外侧套接有双层隔振护筒。
43.本实施方案中，通过在基桩筒3的内部设置捆扎的钢筋柱用来与混凝土进行配合使用，进而来保证浇筑的水泥柱结构稳定，其中设置双层护筒隔振就是将一定的弹性物设置在物体与支撑面中间,从而将振动隔离，双层隔振护筒也可用来对后期爆破测量产生的振动进行阻隔，来减少不必要的振动提高浇筑的精准性。
44.具体地，支撑弧板8的形状与拱盖二5的形状相同，支撑弧板8的外侧均匀分布有碶块9，碶块9的一侧表面与拱盖二5的内侧面贴合。
45.本实施方案中，通过设置支撑弧板8用来与碶块9进行配合来实现对拱盖二5以及拱盖一4进行支撑，来保证两者的稳固性。
46.具体地，螺纹块11的顶部开设有螺纹孔，支撑板14与螺纹块11通过电焊焊接，螺纹块11和支撑板14均采用钢材制作而成。
47.本实施方案中，通过将螺纹块11顶部开设的螺纹孔与螺纹柱10对齐，然后再通过转动螺纹块11来调节至指定位置，将支撑板14与螺纹块11进行焊接，并且将异形板13与支撑弧板8进行插接实现对支撑弧板8的支撑。
48.具体地，异形板13的外侧表面与支撑弧板8的内侧表面插接，支撑弧板8的内侧表
面开设有与异形板13适配的插槽，异形板13与支撑板14之间的夹角为一百二十度。
49.本实施方案中，通过将异形板13的一端与支撑弧板8内侧的插槽插接，进而来完成对支撑弧板8的支撑，从而实现对整体拱盖的支撑。
50.具体地，支撑板14的侧边开设有与插杆15适配的插孔，插孔的内侧壁开设有限位槽，插杆15的外侧开设有限位块。
51.本实施方案中，通过将插杆15外侧的限位块与插孔内壁的限位槽进行插接，从而来完成对侧支撑架12的角度固定，其中侧支撑架12与拱盖二5的内侧面贴合，来对拱盖二5和拱盖一4进行加固支撑。
52.实施例二：
53.请参阅图1-8，本发明实施例提供一种技术方案：一种超浅埋隧道盖挖施工装置，包括填充的仰坡1，仰坡1的底部设置有混凝土支撑盖2，混凝土支撑盖2的底部设置有基桩筒3，混凝土支撑盖2的内侧设置有拱盖一4，拱盖一4的内侧设置有拱盖二5，拱盖二5的内侧设置有支撑弧板8，拱盖二5的内侧设置有支撑壁6，支撑壁6的顶部设置有分力板7，分力板7的顶部固定安装有螺纹柱10；
54.螺纹柱10的外侧活动安装有螺纹块11，螺纹块11的外侧对称设置有支撑板14，支撑板14的一端设置有异形板13，支撑板14的一端贯穿设置有插杆15，插杆15的外侧设置有侧支撑架12，基桩筒3的中部填充有混凝土16，混凝土支撑盖2的中部开设有填充槽18，填充槽18的内壁设置有加强梁一17，混凝土支撑盖2的顶部设置有支撑19混凝土支撑盖2的一端设置有用于钢筋插接的钢筋套孔20。
55.具体地，基桩筒3的内部捆扎有钢筋柱，基桩筒3外侧套接有双层隔振护筒。
56.本实施方案中，通过在基桩筒3的内部设置捆扎的钢筋柱用来与混凝土进行配合使用，进而来保证浇筑的水泥柱结构稳定，如图2所示，其中设置双层隔振护筒就是将一定的弹性物设置在物体与支撑面中间,从而将振动隔离，双层隔振护筒也可用来对后期爆破测量产生的振动进行阻隔，来减少不必要的振动提高浇筑的精准性。
57.具体地，支撑弧板8的形状与拱盖二5的形状相同，支撑弧板8的外侧均匀分布有碶块9，碶块9的一侧表面与拱盖二5的内侧面贴合。
58.本实施方案中，通过设置支撑弧板8用来与碶块9进行配合来实现对拱盖二5以及拱盖一4进行支撑，来保证两者的稳固性。
59.具体地，螺纹块11的顶部开设有螺纹孔，支撑板14与螺纹块11通过电焊焊接，螺纹块11和支撑板14均采用钢材制作而成。
60.本实施方案中，通过将螺纹块11顶部开设的螺纹孔与螺纹柱10对齐，然后再通过转动螺纹块11来调节至指定位置，将支撑板14与螺纹块11进行焊接，并且将异形板13与支撑弧板8进行插接实现对支撑弧板8的支撑。
61.具体地，异形板13的外侧表面与支撑弧板8的内侧表面插接，支撑弧板8的内侧表面开设有与异形板13适配的插槽，异形板13与支撑板14之间的夹角为一百二十度。
62.本实施方案中，通过将异形板13的一端与支撑弧板8内侧的插槽插接，进而来完成对支撑弧板8的支撑，从而实现对整体拱盖的支撑。
63.具体地，支撑板14的侧边开设有与插杆15适配的插孔，插孔的内侧壁开设有限位槽，插杆15的外侧开设有限位块。
64.本实施方案中，通过将插杆15外侧的限位块与插孔内壁的限位槽进行插接，从而来完成对侧支撑架12的角度固定，其中侧支撑架12与拱盖二5的内侧面贴合，来对拱盖二5和拱盖一4进行加固支撑。
65.一种超浅埋隧道盖挖施工方法，包括以下步骤：
66.步骤1、放样标线：根据设计要求，在地面上进行标线，标示出隧道的轴线和纵断面；
67.步骤2、开挖施工：使用适当的土方机械，如挖掘机或推土机，从地面开始进行盖挖工作，根据设计要求，逐步开挖地下土壤，同时进行支护工作，以保持隧道的稳定；
68.步骤3、安全监测：在施工过程中，需要进行隧道的安全监测，以及时掌握地下水位、土压力、位移等数据，监测结果应及时记录和分析，以确保隧道的安全施工；
69.步骤4、安全支撑：在盖挖进行的同时，需要进行支护工作来保证隧道的安全，常用的支护结构包括钢筋混凝土衬砌、钢拱架，支护结构的选择应根据地质条件和设计要求来确定；
70.步骤5、盖板施工：当盖挖到达设计要求的深度后，需要进行盖板的施工，盖板可以使用钢筋砼拱盖、钢筋混凝土、桩基、然后进行拱顶回填素砼；
71.步骤6、后期处理：完成盖板施工后，其他部分回填碎石土，然后施做钢筋混凝土路面面板，恢复交通。
72.具体地，桩基采用直径φ160cm钢筋混凝土灌注桩，桩心距190cm，基础嵌入隧底深度不小于1m。
73.具体地，土层表面采用m10水泥砂浆抹面，混凝土支撑盖2采用c35钢筋混凝土浇筑，其中混凝土支撑盖2的内部设置有钢筋网，回填区域地表采用厚50厘米的c20素混凝土回填。
74.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
75.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种超浅埋隧道盖挖施工装置，包括填充的仰坡(1)，其特征在于：所述仰坡(1)的底部设置有混凝土支撑盖(2)，所述混凝土支撑盖(2)的底部设置有基桩筒(3)，所述混凝土支撑盖(2)的内侧设置有拱盖一(4)，所述拱盖一(4)的内侧设置有拱盖二(5)，所述拱盖二(5)的内侧设置有支撑弧板(8)，所述拱盖二(5)的内侧设置有支撑壁(6)，所述支撑壁(6)的顶部设置有分力板(7)，所述分力板(7)的顶部固定安装有螺纹柱(10)；所述螺纹柱(10)的外侧活动安装有螺纹块(11)，所述螺纹块(11)的外侧对称设置有支撑板(14)，所述支撑板(14)的一端设置有异形板(13)，所述支撑板(14)的一端贯穿设置有插杆(15)，所述插杆(15)的外侧设置有侧支撑架(12)，所述基桩筒(3)的中部填充有混凝土(16)，所述混凝土支撑盖(2)的中部开设有填充槽(18)，所述填充槽(18)的内壁设置有加强梁一(17)，所述混凝土支撑盖(2)的顶部设置有支撑(19)所述混凝土支撑盖(2)的一端设置有用于钢筋插接的钢筋套孔(20)。2.根据权利要求1所述的一种超浅埋隧道盖挖施工装置，其特征在于：所述基桩筒(3)的内部捆扎有钢筋柱，所述基桩筒(3)外侧套接有双层隔振护筒。3.根据权利要求1所述的一种超浅埋隧道盖挖施工装置，其特征在于：所述支撑弧板(8)的形状与拱盖二(5)的形状相同，所述支撑弧板(8)的外侧均匀分布有碶块(9)，所述碶块(9)的一侧表面与拱盖二(5)的内侧面贴合。4.根据权利要求1所述的一种超浅埋隧道盖挖施工装置，其特征在于：所述螺纹块(11)的顶部开设有螺纹孔，所述支撑板(14)与螺纹块(11)通过电焊焊接，所述螺纹块(11)和支撑板(14)均采用钢材制作而成。5.根据权利要求1所述的一种超浅埋隧道盖挖施工装置，其特征在于：所述异形板(13)的外侧表面与支撑弧板(8)的内侧表面插接，所述支撑弧板(8)的内侧表面开设有与异形板(13)适配的插槽，所述异形板(13)与支撑板(14)之间的夹角为一百二十度。6.根据权利要求1所述的一种超浅埋隧道盖挖施工装置，其特征在于：所述支撑板(14)的侧边开设有与插杆(15)适配的插孔，所述插孔的内侧壁开设有限位槽，所述插杆(15)的外侧开设有限位块。7.一种超浅埋隧道盖挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、放样标线：根据设计要求，在地面上进行标线，标示出隧道的轴线和纵断面；步骤2、开挖施工：使用适当的土方机械，如挖掘机或推土机，从地面开始进行盖挖工作，根据设计要求，逐步开挖地下土壤，同时进行支护工作，以保持隧道的稳定；步骤3、安全监测：在施工过程中，需要进行隧道的安全监测，以及时掌握地下水位、土压力、位移等数据，监测结果应及时记录和分析，以确保隧道的安全施工；步骤4、安全支撑：在盖挖进行的同时，需要进行支护工作来保证隧道的安全，常用的支护结构包括钢筋混凝土衬砌、钢拱架，支护结构的选择应根据地质条件和设计要求来确定；步骤5、盖板施工：当盖挖到达设计要求的深度后，需要进行盖板的施工，盖板可以使用钢筋砼拱盖、钢筋混凝土、桩基、然后进行拱顶回填素砼；步骤6、后期处理：完成盖板施工后，其他部分回填碎石土，然后施做钢筋混凝土路面面板，恢复交通。8.根据权利要求7所述的一种超浅埋隧道盖挖施工方法，其特征在于：所述桩基采用直径φ160cm钢筋混凝土灌注桩，桩心距190cm，基础嵌入隧底深度不小于1m。
9.根据权利要求7所述的一种超浅埋隧道盖挖施工方法，其特征在于：所述土层表面采用m10水泥砂浆抹面，混凝土支撑盖(2)采用c35钢筋混凝土浇筑，其中混凝土支撑盖(2)的内部设置有钢筋网，回填区域地表采用厚50厘米的c20素混凝土回填。

技术总结
本发明公开了一种超浅埋隧道盖挖施工装置，涉及隧道施工技术领域。该超浅埋隧道盖挖施工装置，包括填充的仰坡，所述仰坡的底部设置有混凝土支撑盖，所述混凝土支撑盖的底部设置有基桩筒，所述混凝土支撑盖的内侧设置有拱盖一，所述拱盖一的内侧设置有拱盖二，所述拱盖二的内侧设置有支撑弧板，所述拱盖二的内侧设置有支撑壁，所述支撑壁的顶部设置有分力板。该超浅埋隧道盖挖施工装置，通过拱盖一、拱盖二、支撑弧板和侧支撑架的配合使用，以及再通过螺纹柱和螺纹块的多级配合支撑，大大提高了混凝土支撑盖在不同地质条件下的支撑稳定能力，异形板和支撑弧的组合焊接，再通过侧支撑架与支撑弧板的组合使用，来实现增加盖挖施工装置的稳固性。工装置的稳固性。工装置的稳固性。


技术研发人员：姚正斐 邓启华 董启军 黄明琦 刘四德 刘茂权 王飞 盛敏峰 王超峰 文奇福 龚敏 刘治海
受保护的技术使用者：中铁二十二局集团第三工程有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/9