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隧道及地下工程,隧道塌方处理

为了解决现有技术在处理隧道塌方过程中存在的问题，本发明提供了一种利用亭式支架处理隧道塌方的方法。该方法适用于塌腔相对稳定，塌腔高度大，液压支柱接顶困难的情况，解决了盾板支架稳定性对液压支柱的强度和刚度要求高，及塌方位置突然垮塌可能导致的爆缸问题；还有盾板荷载向初支棚架平稳转移的技术问题。具体的技术方案如下。 一种利用亭式支架处理隧道塌方的方法，步骤包括： 步骤1.安装亭式支架结构，包括装配底座、盾板、立柱、纵向顶梁和横向顶梁；纵向顶梁和横向顶梁固定在盾板上，立柱固定在底座和盾板之间； 步骤2.平整塌腔下方的塌方体形成平台，将亭式支架结构安放至平台上； 步骤3.在盾板的保护下将液压支柱插入底座上的底柱槽，顶升液压支柱使每个液压支柱与纵向顶梁或横向顶梁卡合； 步骤4.解除立柱和底座之间的连接，继续平稳顶升液压支柱，直至顶柱槽的下沿高于初支拱架的外轮廓线； 步骤5.安装底柱，先固定连接立柱的下连接板和底柱的上连接板，再在底柱和底座之间插入垫板； 步骤6.在盾板下方架设初支拱架，并连接固定隧道内原有支护结构和盾板下方的初支拱架，形成初支棚架；……

单体液压支柱在使用时，如果不能及时接顶则不能向顶板施加支撑力，当塌腔顶板垮塌时，由于塌方瞬间压力突然作用在单体液压支柱上，单体液压支柱的液压油不能及时泄出，从而导致爆缸事故，即单体液压支柱的油缸在冲击压力作用下瞬间变形或撑裂；所以在可能承受瞬间冲击压力的情况下，对单体液压支柱的强度、刚度要求更高。在使用单体液压支柱时，单体液压支柱行程难以满足盾板举升高度的要求，尤其是塌腔深度较大时，使用液压支柱存在难以接顶的问题。 本技术利用了亭式支架为塌腔下方作业提供了安全的施工空间，并且各个步骤都是在安全的空间内作业；亭式支架的各个部件结构简单，组装方便，减小了施工的劳动强度，液压支柱顶升盾板提高了施工效率。本方法中初支拱架的设置在盾板下方进行，并且亭式支架的结构不会侵占初支及二衬的施工作业空间；在合适的位置布置初支拱架，很好的实现了盾板上载荷由立柱、底柱、垫板、液压千斤顶共同承载向初支棚架平稳转移；盾板直接留在在塌腔空间内，直接对初支拱架上方的塌腔进行有效充填，保证了支护结构的安全性；另外，该方法还具有适用性强、安全性能好等优点。

王海亮：1963年出生，博士，安全工程系教授。 1985年中国矿业大学矿井建设专业毕业，获学士学位。1989年中国矿业大学岩石力学专业毕业，获硕士学位。2001年北京理工大学军事化学与烟火技术专业毕业，获博士学位。2002年～2005年在解放军军械工程学院，武器科学与技术博士后流动站工作。2002年晋升为教授。 先后主持了2项国家级教学研究项目、1项国家自然科学基金项目，3项省部级科研项目。主持承担了《青岛胶州湾海底隧道接线工程城市大跨度隧道控制爆破技术研究》、《陆域段海底隧道穿越复杂建筑群的爆破振动控制技术》等研究课题。公开发表学术论文40余篇，被EI收录15篇。主编了“九五”国家级重点教材《铁路工程爆破》和-“十一五”国家级规划教材《工程爆破》。现为中国铁道学会爆破专业委员会理事，青岛市安全生产技术监督管理局专家组成员，《岩土工程学报》等科技期刊特邀审稿人。

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