技術領域

本實用新型涉及一種山嶺隧道淺埋暗挖法施工的技術領域，尤其是主要針對淺埋暗挖隧道，在開挖階段山體發生冒頂塌方后，如何處理塌方段以及拱頂下沉段提出的一種淺埋暗挖隧道冒頂塌方換拱處理裝置。

背景技術

山嶺隧道，特別是那些海拔不高、埋深較淺的短小隧道在采用臺階法開挖時，由于上下臺階拉的過長，仰拱拱架安裝不及時，拱圈不能盡早閉合，二次襯砌跟不上等原因，再逢上雨季施工，雨水在山體內大量聚集，拱頂承重劇增，隧道發生冒頂式塌方是常見的工程事故。

隧道發生冒頂塌方后呈現的直接后果是，山上地面出現巨大陷坑，大量土體涌入洞內，塌方段初支鋼架幾乎全部垮塌，塌方段前后兩側拱頂下沉，初支鋼架侵入隧道凈空界限。

處理此類隧道塌方事故的方法較多，但是處理效果良莠不齊，安全得不到確切保證。為了規范施工，改善處理效果，提高作業效率，增加安全保障，研究探索一種安全有效、切實可行的隧道冒頂塌方換拱處理工藝對于降低淺埋暗挖山嶺隧道的施工風險有著非常重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的在于解決上述現有技術的缺點和不足，提供一種淺埋暗挖隧道冒頂塌方換拱處理裝置，該淺埋暗挖隧道冒頂塌方換拱處理裝置能夠在發生冒頂塌方事故后進行淺埋暗挖山嶺隧道，能夠得到及時有效的技術處理，確保工程質量和施工安全，安全可靠度高、工程質量有保證。

本實用新型解決其技術問題所采用技術方案為：一種淺埋暗挖隧道冒頂塌方換拱處理裝置，包括位于山體陷坑下方并用于支護山體的超前管棚、位于超前管棚下方下方的拱頂鋼拱架、與拱頂鋼拱架兩側連接的拱腰鋼拱架、與拱頂鋼拱架兩側的拱腰鋼拱架底部連接的仰拱鋼拱架，仰拱鋼拱架的內底部澆筑有仰拱混凝土，拱頂鋼拱架和拱腰鋼拱架的內側均澆筑有二次襯砌混凝土；拱頂鋼拱架、拱腰鋼拱架、仰拱鋼拱架安裝連接形成閉合環狀結構。

進一步的，所述超前管棚上部澆筑有導向墻或搭設有導向支架，超前管棚設有管棚鉆孔；導向墻或導向支架能夠確保管棚鉆孔不偏離支護范圍。

進一步的，所述的拱頂鋼拱架、拱腰鋼拱架、仰拱鋼拱架安裝連接固定后及仰拱混凝土和二次襯砌混凝土澆筑后形成緊密相連的一體式閉合環狀結構，保證各鋼拱架成環后支護有力。

進一步的，所述的超前管棚的管棚采用直徑為108mm、壁厚為6mm的熱軋無縫鋼管，超前管棚的支護長度超出處理范圍5～8m。

另外，本實用新型還涉及一種淺埋暗挖隧道冒頂塌方換拱處理方法，該處理的步驟為：

（1）山體陷坑回填：隧道發生冒頂塌方后，首先勘察山體原地面的塌陷范圍，在山體陷坑周圍拉起警戒線，并設置防護網，防止山上人和畜墜入陷坑；在山體陷坑周邊開挖截水溝，防止地表水匯入山體陷坑內，滲入隧道，發生二次塌方；施工條件具備后，采用水泥或水泥土回填山體陷坑，每回填一層，須向山體陷坑內噴灑適量的水，保證水泥或水泥土可以硬化，如果是雨中作業，可以免去灑水環節；

（2）超前管棚：管棚鉆孔前應先施工形成導向墻或搭設導向支架，管棚采用直徑108mm、壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，支護長度超出處理范圍5～8m，對熱軋無縫鋼管內進行漿液至飽滿密實，注漿終壓不低于1.0MPa；

（3）拱腰開挖及拱腰鋼拱架安裝：待管棚水泥漿強度達到設計強度后，逐榀掏槽開挖隧道兩側拱腰部分，安裝拱腰鋼拱架并噴錨支護同步協調進行，使拱腰鋼拱架的拱腳與鎖腳錨管焊接牢固；

（4）仰拱開挖及仰拱鋼拱架安裝：掏槽開挖仰拱，安裝仰拱鋼拱架，使仰拱鋼拱架與拱腰鋼拱架牢固連接；

（5）拱頂開挖及拱頂鋼拱架安裝：逐榀掏槽開挖拱頂，安裝拱頂鋼拱架并噴錨支護，完成與拱腰鋼拱架的連接，使拱腰鋼拱架、仰拱鋼拱架和拱頂鋼拱架閉合成環狀的鋼拱圈；

（6）仰拱混凝土澆筑：開挖支護每完成四個循環，掘進長度約2m，仰拱混凝土澆筑一次，或者可以根據圍巖收斂變化情況，調整仰拱混凝土澆筑長度；

（7）二次襯砌：仰拱混凝土澆筑長度達到一個襯砌臺車的長度后，施工二次襯砌，二次襯砌完成后，完成施工，處理結束。

進一步的，所述的步驟（3）中，拱腰開挖及拱腰鋼拱架安裝在初期支護施工之前，將襯砌臺車推進作業面，充當作業人員的應急庇護場所；開挖采用掏槽局部開挖，盡量減少對周邊土體的擾動。

進一步的，所述步驟（7）中的二次襯砌應于仰拱混凝土之后進行，盡量縮短二次襯砌與開挖面之間的距離。

綜上所述，本實用新型的淺埋暗挖隧道冒頂塌方換拱處理裝置具有如下優點：