技术领域
[0001] 本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道衬砌保护方法。
相关背景技术
[0002] 隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水利隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道。水利隧洞衬砌完成后为圆形隧洞，隧洞施工需边开边衬砌，此施工工法确保了施工效率，更重要的是，它能够在隧洞开挖后立即进行衬砌，从而最大限度地减少地质变化对隧洞结构的影响，确保工程安全。衬砌完成后，严格遵循工艺要求，对衬砌面进行精细的回填保护。
[0003] 衬砌保护不仅增强了隧洞的整体稳定性，还进一步提高了其防水和耐久性，与铁路和公路的隧道不同之处在于，由于铁路公路隧道会进行回填混凝土，因此就不需要保护，而水利隧道在没有回填的情况下，需要进行保护。而在实际施工过程中，由于施工人员的操作不当或施工条件的限制等原因，容易出现施工质量不达标的情况，因此针对目前圆形水利隧道还亟需一套较为完善的衬砌保护方法。
具体实施方式
[0035] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0036] 如图1‑图4所示，本实施例提出了一种隧道衬砌保护方法，包括以下步骤：
[0037] S1：在浇筑形成的底板上，用全站仪测量土工布和草帘顶部标高，用红油漆画出一2
条水平线，铺上一层土工布(200g/m)和一层草帘保护；
[0038] S2：土工布采用强力胶粘贴在衬砌混凝土表面，土工布和草帘通过铆钉卡结合成一个整体；
[0039] S3：草帘上铺设硬质泡沫板，用全站仪在泡沫板上测量砂袋回填标高，硬质泡沫板上回填一层砂袋；
[0040] S4：沙袋上回填洞渣，渣标高比砂袋低20cm，洞渣采用挖机定量回填，人工进行平整，之后采用支撑机构实现对隧道1的辅助支护。
[0041] 施工顺序为从三岔口向上、下游施工，边开挖、边衬砌、先底板、后顶拱，此施工工序衬砌完成后，进行S1‑S4的衬砌保护方法。
[0042] 上述方法可有效利用隧道内现有的资源，实现对圆形隧道的衬砌保护，仅需少量人工不依靠机械，便可完成土工布以及草帘的铺设，该施工方法极大的减少了洞内资源的占用，能充分利用既有洞渣形成洞内施工便道，缩短施工周期，减少掌子面开挖与衬砌施工的相互干扰时间，同时极大加快了施工进度，此保护措施即体现了工程管理的精细化，又展现了施工技术的创新性。
[0043] 支撑机构包括有支撑管2，支撑管2的底端固定连接有三脚架，通过三脚架可起到辅助支撑管2进行支撑的作用，从而提高支撑效果，支撑管2滑动连接有侧支撑3，侧支撑3的上表面为弧形，且仅可进行竖直方向的滑动，从而实现和隧道1的贴合。
[0044] 支撑管2内固定连接有固定管5，固定管5竖直方向设置，固定管5内滑动连接有主支撑4，侧支撑3中间部分开设有可供主支撑4滑动贯穿的通孔，主支撑4位于侧支撑3的中间部分，主支撑4的上表面为弧形，当侧支撑3向上运动时，此时可带动主支撑4同时向上运动，另外当侧支撑3和隧道1内壁相接触无法继续上升时，主支撑4可单独向上运动，实现对隧道1的支撑。
[0045] 固定管5上滑动套设有第一活塞9，第一活塞9和支撑管2内壁滑动连接，第一活塞9和侧支撑3固定连接，第一活塞9竖直方向运动时，可带动侧支撑3同时运动。
[0046] 第一活塞9下方和支撑管2形成侧撑空间13，通过向侧撑空间13内充气，二卡带动第一活塞9上升，进而带动侧支撑3上升，主支撑4下方和固定管5形成主撑空间23，通过向主撑空间23内充气，可带动主支撑4上升。
[0047] 支撑管2开设有进气管7和出气管8，侧撑空间13和主撑空间23均与出气管8相连通，进气管7和出气管8分别螺纹连接有密封塞，通过打开出气管8的密封塞，可实现侧撑空间13和主撑空间23的出气，当通过进气管7向侧撑空间13和主撑空间23内输气时，可分别带动侧支撑3和主支撑4上升。
[0048] 第一活塞9固定连接有竖直方向设置的棘条12，第一活塞9通过第一弹簧6和支撑管2相连，第一弹簧6套设在固定管5上，第一弹簧6上端和第一活塞9相连，第一弹簧6下端和固定管5相连，在第一弹簧6的作用下，第一活塞9初始状态下，处于下方，当充气时，第一活塞9上升，此时第一弹簧6拉伸，第一弹簧6用于第一活塞9的复位工作。
[0049] 支撑管2开设有滑槽，滑槽内滑动连接有与棘条12相配合的棘爪10，棘爪10竖直方向设置，棘爪10通过第四弹簧和支撑管2相连，滑槽通过气管11和进气管7相连通。
[0050] 初始状态下，在第四弹簧的作用下，棘爪10位于棘条12的一侧，此时棘爪10不会对棘条12的运动进行限位，当充气时，气体可通过气管11进入进气管7内，可驱动棘爪10向靠近棘条12的方向移动，使棘爪10和棘条12处于配合状态，此时可实现棘条12无法下降，仅可进行上升，从而使侧支撑3仅可向上运动，而无法下降，从而更好的实现支撑。
[0051] 进气管7连通有固定管14，固定管14开设有与侧撑空间13相连通的出气口15，固定管14内滑动连接有第二活塞17，第二活塞17通过第二弹簧18和固定管14相连，第二活塞17上端固定连接有伸缩杆16，伸缩杆16上端和固定管14固定连接。
[0052] 第二弹簧18套设在伸缩杆16上，第二弹簧18上端和固定管14相连，第二弹簧18下端和第二活塞17相连，伸缩杆16的设置，可便于第二活塞17仅可进行竖直方向的滑动，伸缩杆16对第二弹簧18起到导向的作用，使第二弹簧18始终处于线性状态，初始状态下，在第二弹簧18的作用下，第二活塞17位于出气口15下方，此时进气管7和侧撑空间13未连通。
[0053] 固定管5滑动连接有水平方向滑动的第三活塞21和竖直方向滑动的卡杆19，第三活塞21开设有可供卡杆19滑入的卡孔，第三活塞21通过第三弹簧22和固定管5相连，初始状态下，在第三弹簧22的作用下，第三活塞21使进气管7处于封堵状态，此时进气管7和主撑空间23未连通。
[0054] 卡杆19通过第五弹簧和固定管5相连，初始状态下，在第五弹簧的作用下，卡杆19可滑入卡孔内，卡杆19左侧面为斜面，且第三弹簧22的弹力大于第五弹簧的弹力，从而便于当第三活塞21在第三弹簧22的作用下移动时，卡杆19可便于滑入卡孔内，实现第三活塞21的限位。
[0055] 固定管5滑动连接有水平方向滑动的楔杆20，楔杆20另一端滑动贯穿固定管14后设置在出气口15上方；第二活塞17可带动楔杆20向靠近固定管5的方向移动，此时楔杆20可带动卡杆19上升，使卡杆19移出卡孔，卡杆19一侧设置与连接块，楔杆20设置在连接块下方，因此当楔杆20移动时，可通过连接块带动卡杆19上升。
[0056] 为了更好的便于支撑，还包括有支架，支架和支撑管2滑动连接，可通过螺栓的方式，实现支架和支撑管的锁紧，通过旋松螺栓，此时支撑管2可相对支架滑动，通过旋紧螺栓，可实现支撑管2和支架的锁紧工作，通过设置的支架，可实现支撑管2高度的初调整，之后通过打气的方式，实现侧支撑3和主支撑4的进一步调整。
[0057] 支撑机构的支护方法，包括以下步骤：
[0058] S11：将支撑管2支撑在回填后的洞渣上，将打气筒与进气管7相连通，通过打气筒向进气管7内输送气体，此时气体带动第二活塞17上升，第二活塞17移动到出气口15上方，进气管7通过出气口15和侧撑空间13相连通，此时气体进入侧撑空间13内；
[0059] S12：随着气体的不断进入，气体带动第一活塞9上升，同时气体通过气管11进入滑槽内，带动棘爪10向靠近棘条12的方向移动，使棘爪10和棘条12处于配合状态，在棘爪10的作用下，第一活塞9仅可带动侧支撑3向上运动；
[0060] S13：随着侧支撑3的向上运动，当侧支撑3和隧道1相接触后，此时侧支撑3不再继续上升，随着气体的不断进入，气体推动第二活塞17继续上升，第二活塞17推动楔杆20移动，楔杆20带动卡杆19上升，使卡杆19移出卡孔；
[0061] S14：随着气体的继续进入，气体推动第三活塞21运动，使进气管7和固定管5相连通，此时气体进入主撑空间23内，气体推动主支撑4继续上升，使主支撑4和隧道1内部相接触，实现对隧道1的支撑。
[0062] 水利隧道衬砌保护方法应用，有效减少了回填土对衬砌面的直接冲击和摩擦，相比前期回填洞渣大大降低了衬砌面的损坏程度。有效隔绝回填土中的水分和有害物质，防止衬砌面受到侵蚀和腐蚀，从而提高了衬砌面的耐久性。衬砌面损坏程度降低，减少了后期修复施工的工作量，降低了修复成本，提高了工程经济效益。
[0063] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
