本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法。
背景技术：
在对中西部山岭地区进行公路隧道建设的过程中，主要面临高地应力及软弱围岩等地质条件下仰拱开裂、底鼓等突出问题。仰拱是隧道衬砌结构的主要组成部分之一，它是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构。隧道仰拱在软弱围岩且高地应力的条件下会产生向上的隆起变形，并对仰拱填充施加作用力，造成仰拱开裂，进而导致隧道出现底鼓，给后续隧道运营带来极大的危害。
为防止仰拱开裂，工程中一般采用构建刚度和矢跨比更大的仰拱，这种处理措施成本较高，仰拱加深会亦会使得开挖深度加大，造成仰拱回填量加大，工序时间增长，不利于隧道支护及时封闭成环。仰拱施作属于隐蔽工程，施工质量不易控制，给隧道仰拱结构体系稳定埋下安全隐患；且目前预应力预制仰拱结构在公路隧道中的运用较少，缺乏相应的工程实践经验。因此，有必要结合现有的研究成果提出一种新型的拼装式隧道预应力仰拱结构。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，本发明通过设置所述预制仰拱结构，采用预制构件，进行工厂化预制，并进行现场拼装，可有效提高仰拱施工质量，降低人工成本；简化了施工工序，减少了作业时间；在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋，通过预应力筋进行预应力张拉以抵消顶面所受的拉应力，能有效地控制因隧道仰拱拱脚相对中部不均匀沉降而产生的纵向开裂等病害。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，对隧道仰拱施工前，先进行所述隧道的开挖和支护，沿隧道的纵向延伸方向，由后向前对所述隧道进行开挖，并对开挖的所述隧道进行初期支护，得到对所述隧道进行支撑的初期支护结构；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、预制仰拱结构拼装施工：在已完成初期支护的所述隧道底部对预制仰拱结构进行拼装，其中，沿隧道的纵向延伸方向，由后向前对所述预制仰拱结构进行拼装；
所述预制仰拱结构包括多榀结构尺寸均相同的预制仰拱单元，多榀所述预制仰拱单元沿隧道的纵向延伸方向依次布设；将一榀所述预制仰拱单元放置在所述初期支护结构的底部，并将该所述预制仰拱单元的端部与所述初期支护结构的拱脚固定连接；所述预制仰拱单元的底部为弧形结构，所述预制仰拱单元的底部与所述隧道的底部相贴合；
再将另一榀所述预制仰拱单元放置至上一榀安装好的所述预制仰拱单元的前侧，并将所述预制仰拱单元的端部与所述初期支护结构的拱脚固定连接；并利用连接螺栓与上一榀所述预制仰拱单元相连接；直至完成所有所述预制仰拱单元的拼装；
步骤二、安装预应力筋：在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋，所述预应力筋沿所述预制仰拱单元的长度方向布设；
所述预制仰拱单元底部的预应力筋的两端均为固定端；所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋的一端为固定端，所述预应力筋的另一端为张拉端；所述预制仰拱结构中所述预制仰拱单元顶部的预应力筋的张拉端交错布设；
步骤三、张拉并固定预应力筋：沿着所述隧道的延伸方向，由后向前对多榀所述预制仰拱单元分别进行张拉，多榀所述预制仰拱单元的张拉方法均相同，每榀所述预制仰拱单元的张拉过程如下：
将穿心千斤顶套设在所述预制仰拱单元顶部的预应力筋的张拉端上，启动所述穿心千斤顶对所述预应力筋进行张拉，直至所述预应力筋达到设计要求的张力，利用锚固件对所述预应力筋的张拉端进行固定。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：步骤一中，所述预制仰拱单元包括设置在所述隧道底部中间位置的中部仰拱预制件和对称设置在所述中部仰拱预制件两侧且与所述初期支护结构连接的边部仰拱预制件，所述中部仰拱预制件和所述边部仰拱预制件之间设置有侧部仰拱预制件，所述中部仰拱预制件、所述侧部仰拱预制件和所述边部仰拱预制件的底部均为弧形结构。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件的纵截面为等腰梯形，所述侧部仰拱预制件的纵截面和所述边部仰拱预制件的纵截面均为直角梯形，所述中部仰拱预制件、所述侧部仰拱预制件和所述边部仰拱预制件的底面均为弧面；所述边部仰拱预制件的顶面上开设有供穿心千斤顶安装的安装槽。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件、侧部仰拱预制件和边部仰拱预制件均为混凝土预制件，所述中部仰拱预制件、侧部仰拱预制件和边部仰拱预制件的内部均为空心结构。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述预制仰拱单元的顶部和底部均开设有供所述预应力筋安装的安装孔，位于所述预制仰拱单元顶部的安装孔水平布设在所述预制仰拱单元的顶部，位于所述预制仰拱单元底部的安装孔为弧形结构。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件的顶部水平开设有中部上安装孔，所述侧部仰拱预制件的顶部水平开设有侧部上安装孔，所述边部仰拱预制件的顶部水平开设有边部上安装孔；
所述中部上安装孔、侧部上安装孔和边部上安装孔均位于同一水平线上，所述中部上安装孔、侧部上安装孔和边部上安装孔相连通且三者共同组成所述预制仰拱单元顶部的安装孔。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件的底部开设有中部下安装孔；所述侧部仰拱预制件的底部开设有侧部下安装孔；所述边部仰拱预制件的底部开设有边部下安装孔；所述下安装孔、所述侧部下安装孔和所述边部下安装孔均为弧形结构，所述下安装孔、所述侧部下安装孔和所述边部下安装孔的中轴线均位于同一段圆弧上；
所述中部下安装孔、侧部下安装孔和边部下安装孔相连通且三者共同组成所述预制仰拱单元底部的安装孔。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：位于所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋的一端通过固定件固定，位于所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋的另一端水平依次穿过所述中部上安装孔、侧部上安装孔和边部上安装孔后延伸至所述预制仰拱单元一侧的安装槽内；位于预制仰拱单元底部的所述预应力筋的两端均通过固定件固定。
上述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：步骤一，每榀所述预制仰拱单元的拼装方法均相同，每榀所述预制仰拱单元的拼装过程如下：
步骤a、将一个所述边部仰拱预制件吊装至所述初期支护结构的一个拱脚位置处，其中，该所述边部仰拱预制件的安装槽靠近所述初期支护结构，所述边部仰拱预制件的底部与所述隧道的底部抵接；并将该所述边部仰拱预制件的一端与所述初期支护结构的拱脚固定连接；
步骤b、将一个所述侧部仰拱预制件吊装至所述边部仰拱预制件的另一端；
其中，该所述侧部仰拱预制件的底部与所述隧道的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件的顶部和所述边部仰拱预制件的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件的侧部下安装孔和所述边部仰拱预制件的边部下安装孔相连通，使该所述侧部仰拱预制件的侧部上安装孔和所述边部仰拱预制件的边部上安装孔相连通；并利用连接螺栓连接将该所述侧部仰拱预制件和所述边部仰拱预制件的接触面；
步骤c、将所述中部仰拱预制件吊装至所述隧道底部的中间位置；
其中，所述中部仰拱预制件的底部与所述隧道的底部抵接，所述中部仰拱预制件的顶部和所述侧部仰拱预制件的顶部平齐，使所述中部仰拱预制件的中部下安装孔和所述侧部仰拱预制件的侧部下安装孔相连通，使所述中部仰拱预制件的中部上安装孔和所述侧部仰拱预制件的侧部上安装孔相连通；并利用连接螺栓连接将中部仰拱预制件和所述侧部仰拱预制件的接触面；
步骤d、再将另一个所述侧部仰拱预制件吊装至所述中部仰拱预制件的另一侧；
其中，该所述侧部仰拱预制件的底部与所述隧道的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件的顶部和所述中部仰拱预制件的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件的侧部下安装孔和所述中部仰拱预制件的中部下安装孔相连通，使该所述侧部仰拱预制件的侧部上安装孔和所述中部仰拱预制件的中部上安装孔相连通；并利用连接螺栓连接将该所述侧部仰拱预制件的端部与中部仰拱预制件的接触面；
步骤e、将另一个所述边部仰拱预制件吊装至另一个所述侧部仰拱预制件的一侧，使该所述边部仰拱预制件的安装槽靠近所述初期支护结构；
其中，该所述侧部仰拱预制件的底部与所述隧道的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件的顶部和所述边部仰拱预制件的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件的侧部下安装孔和所述边部仰拱预制件的边部下安装孔相连通，使该所述侧部仰拱预制件的侧部上安装孔和所述边部仰拱预制件的边部上安装孔相连通；并利用连接螺栓将该所述边部仰拱预制件的一端与所述侧部仰拱预制件的端部连接，将该所述边部仰拱预制件的另一端与所述初期支护结构的另一个拱脚固定连接。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过设置所述预制仰拱结构，采用预制构件，进行工厂化预制，并进行现场拼装，可有效提高仰拱施工质量，降低人工成本；简化了施工工序，减少了作业时间。
2、本发明在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋，通过预应力筋进行预应力张拉以抵消顶面所受的拉应力，能有效地控制因隧道仰拱拱脚相对中部不均匀沉降而产生的纵向开裂等病害。
3、本发明所述预制仰拱结构由多榀结构尺寸均相同的预制仰拱单元拼装而成，使得所述预制仰拱结构强度和刚度更高，抗压性能更好，能有效降低路面层变形，从而减小路面局部压力，进而减小仰拱局部压力。
综上所述，本发明通过设置所述预制仰拱结构，采用预制构件，进行工厂化预制，并进行现场拼装，可有效提高仰拱施工质量，降低人工成本；简化了施工工序，减少了作业时间；在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋，通过预应力筋进行预应力张拉以抵消顶面所受的拉应力，能有效地控制因隧道仰拱拱脚相对中部不均匀沉降而产生的纵向开裂等病害。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明预制仰拱单元与初期支护结构的连接关系示意图。
图2为本发明安装预应力筋的施工状态示意图。
图3为本发明预制仰拱结构的结构示意图。
图4为本发明中部仰拱预制件的结构示意图。
图5为本发明侧部仰拱预制件的结构示意图。
图6为本发明边部仰拱预制件的结构示意图。
图7为本发明中部仰拱预制件和侧部仰拱预制件的连接关系示意图。
图8为本发明侧部仰拱预制件和边部仰拱预制件的连接关系示意图。
图9为本发明的流程图。
附图标记说明:
1—隧道；2—初期支护结构；3—连接螺栓；
4—中部仰拱预制件；4-1—中部上安装孔；4-2—中部下安装孔；
5—侧部仰拱预制件；5-1—侧部上安装孔；5-2—侧部下安装孔；
6—边部仰拱预制件；6-1—安装槽；6-2—边部上安装孔；
6-3—边部下安装孔；7—预应力筋；8—安装孔；
10—止水条；11—固定件。
具体实施方式
如图1至图9所示的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，对隧道1仰拱施工前，先进行所述隧道1的开挖和支护，沿隧道1的纵向延伸方向，由后向前对所述隧道1进行开挖，并对开挖的所述隧道1进行初期支护，得到对所述隧道1进行支撑的初期支护结构2；该方法包括以下步骤：
步骤一、预制仰拱结构拼装施工：在已完成初期支护的所述隧道1底部对预制仰拱结构进行拼装，其中，沿隧道1的纵向延伸方向，由后向前对所述预制仰拱结构进行拼装；
所述预制仰拱结构包括多榀结构尺寸均相同的预制仰拱单元，多榀所述预制仰拱单元沿隧道1的纵向延伸方向依次布设；将一榀所述预制仰拱单元放置在所述初期支护结构2的底部，并将该所述预制仰拱单元的端部与所述初期支护结构2的拱脚固定连接；所述预制仰拱单元的底部为弧形结构，所述预制仰拱单元的底部与所述隧道1的底部相贴合；
再将另一榀所述预制仰拱单元放置至上一榀安装好的所述预制仰拱单元的前侧，并将所述预制仰拱单元的端部与所述初期支护结构2的拱脚固定连接；并利用连接螺栓3与上一榀所述预制仰拱单元相连接；直至完成所有所述预制仰拱单元的拼装；
步骤二、安装预应力筋：在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋7，所述预应力筋7沿所述预制仰拱单元的长度方向布设；
所述预制仰拱单元底部的预应力筋7的两端均为固定端；所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋7的一端为固定端，所述预应力筋7的另一端为张拉端；所述预制仰拱结构中所述预制仰拱单元顶部的预应力筋7的张拉端交错布设；
步骤三、张拉并固定预应力筋：沿着所述隧道1的延伸方向，由后向前对多榀所述预制仰拱单元分别进行张拉，多榀所述预制仰拱单元的张拉方法均相同，每榀所述预制仰拱单元的张拉过程如下：
将穿心千斤顶套设在所述预制仰拱单元顶部的预应力筋7的张拉端上，启动所述穿心千斤顶对所述预应力筋7进行张拉，直至所述预应力筋7达到设计要求的张力，利用锚固件对所述预应力筋7的张拉端进行固定。
实际使用时，通过设置所述预制仰拱结构，采用预制构件，进行工厂化预制，并进行现场拼装，可有效提高仰拱施工质量，降低人工成本；简化了施工工序，减少了作业时间。
其中，在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋7，通过预应力筋7进行预应力张拉以抵消顶面所受的拉应力，能有效地控制因隧道仰拱拱脚相对中部不均匀沉降而产生的纵向开裂等病害。
另外，所述预制仰拱结构由多榀结构尺寸均相同的预制仰拱单元拼装而成，使得所述预制仰拱结构强度和刚度更高，抗压性能更好，能有效降低路面层变形，从而减小路面局部压力，进而减小仰拱局部压力。
需要说明的是，利用有限元软件对隧道1内的仰拱应力进行分析，得到仰拱各个单元的内力、轴力及弯矩信息，选择的预应力度，计算出仰拱混凝土结构所需的有效预应力，然后参照相关预应力混凝土设计规范计算所需预应力筋的面积；根据初步计算得到的预应力钢筋面积，选取合适截面面积的预应力筋7。所述预制仰拱结构中相邻两个所述预制仰拱单元顶部的预应力筋7的张拉端交错布设，在实际施工中不会影响每个所述预制仰拱单元中预应力筋7的张拉，方便施工。
特别的，在安装所述预制仰拱结构前，需对开挖完成的仰拱基底尺寸和几何形状进行检查，然后清除仰拱基底上的松石、杂物，检查合格后，铺设找平层，方便所述制仰拱结构的安装。所述预应力筋7张拉前应将锚垫板清理干净，剥去外露钢绞线的外包塑料套管，对锚具逐个进行检查，并逐根测量外露无粘结筋的长度，记录下来作为张拉前的原始长度。所述预制仰拱结构张拉结束后需在所述预制仰拱结构的顶部铺设
实际使用时，相邻两榀所述预制仰拱单元之间预留有仰拱环向拼接缝，相邻两榀所述预制仰拱单元连接时，利用所述连接螺栓3在两榀所述预制仰拱单元的接触面进行连接，所述连接螺栓3布设在所述仰拱环向拼接缝中。为了方便所述连接螺栓3的安装，在相邻两榀所述预制仰拱单元之间预先开设有供所述连接螺栓3安装的通孔。如图7所示，相邻两个预制件之间还设置有止水条10。
如图1、图2和图3所示，本实施例中，步骤一中，所述预制仰拱单元包括设置在所述隧道1底部中间位置的中部仰拱预制件4和对称设置在所述中部仰拱预制件4两侧且与所述初期支护结构2连接的边部仰拱预制件6，所述中部仰拱预制件4和所述边部仰拱预制件6之间设置有侧部仰拱预制件5，所述中部仰拱预制件4、所述侧部仰拱预制件5和所述边部仰拱预制件6的底部均为弧形结构。
实际使用时，所述中部仰拱预制件4、侧部仰拱预制件5和边部仰拱预制件6均采用石英砂、钢纤维、普通硅酸盐水泥等组成拌和料制成；将拌和料送入模具捏，振捣成型得初制仰拱预制件；后期通过养护后，制成仰拱预制件。
如图4、图5和图6所示，本实施例中，所述中部仰拱预制件4的纵截面为等腰梯形，所述侧部仰拱预制件5的纵截面和所述边部仰拱预制件6的纵截面均为直角梯形，所述中部仰拱预制件4、所述侧部仰拱预制件5和所述边部仰拱预制件6的底面均为弧面；所述边部仰拱预制件6的顶面上开设有供穿心千斤顶安装的安装槽6-1。
实际使用时，所述安装槽6-1的主要作用是为了便于对所述预制仰拱单元顶部的预应力筋7的张拉和固定。
如图1至图6所示，本实施例中，所述中部仰拱预制件4、侧部仰拱预制件5和边部仰拱预制件6均为混凝土预制件，所述中部仰拱预制件4、侧部仰拱预制件5和边部仰拱预制件6的内部均为空心结构。
实际使用时，将所述中部仰拱预制件4、侧部仰拱预制件5和边部仰拱预制件6均为空心结构，均包括顶壁、底壁和两侧的侧壁，由顶壁、底壁和两侧侧壁包围构成贯穿的空腔，可节省对混凝土的用料，节省了生产费用。所述预制仰拱结构的每个所述预制仰拱单元中的所述中部仰拱预制件4的空腔沿隧道1纵向延伸方向相连通；所述侧部仰拱预制件5的空腔沿隧道1纵向延伸方向相连通；边部仰拱预制件6的空腔沿隧道1纵向延伸方向相连通，构成隧道纵向通道。
如图1所示，本实施例中，所述预制仰拱单元的顶部和底部均开设有供所述预应力筋7安装的安装孔8，位于所述预制仰拱单元顶部的安装孔8水平布设在所述预制仰拱单元的顶部，位于所述预制仰拱单元底部的安装孔8为弧形结构。
如图1、图4、图5和图6所示，本实施例中，所述中部仰拱预制件4的顶部水平开设有中部上安装孔4-1，所述侧部仰拱预制件5的顶部水平开设有侧部上安装孔5-1，所述边部仰拱预制件6的顶部水平开设有边部上安装孔6-2；
所述中部上安装孔4-1、侧部上安装孔5-1和边部上安装孔6-2均位于同一水平线上，所述中部上安装孔4-1、侧部上安装孔5-1和边部上安装孔6-2相连通且三者共同组成所述预制仰拱单元顶部的安装孔8。
如图1、图4、图5和图6所示，本实施例中，所述中部仰拱预制件4的底部开设有中部下安装孔4-2；所述侧部仰拱预制件5的底部开设有侧部下安装孔5-2；所述边部仰拱预制件6的底部开设有边部下安装孔6-3；所述下安装孔4-2、所述侧部下安装孔5-2和所述边部下安装孔6-3均为弧形结构，所述下安装孔4-2、所述侧部下安装孔5-2和所述边部下安装孔6-3的中轴线均位于同一段圆弧上；
所述中部下安装孔4-2、侧部下安装孔5-2和边部下安装孔6-3相连通且三者共同组成所述预制仰拱单元底部的安装孔8。
本实施例中，位于所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋7的一端通过固定件11固定，位于所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋7的另一端水平依次穿过所述中部上安装孔4-1、侧部上安装孔5-1和边部上安装孔6-2后延伸至所述预制仰拱单元一侧的安装槽6-1内；位于预制仰拱单元底部的所述预应力筋7的两端均通过固定件11固定。
本实施例中，步骤一，每榀所述预制仰拱单元的拼装方法均相同，每榀所述预制仰拱单元的拼装过程如下：
步骤a、将一个所述边部仰拱预制件6吊装至所述初期支护结构2的一个拱脚位置处，其中，该所述边部仰拱预制件6的安装槽6-1靠近所述初期支护结构2，所述边部仰拱预制件6的底部与所述隧道1的底部抵接；并将该所述边部仰拱预制件6的一端与所述初期支护结构2的拱脚固定连接；
步骤b、将一个所述侧部仰拱预制件5吊装至所述边部仰拱预制件6的另一端；
其中，该所述侧部仰拱预制件5的底部与所述隧道1的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件5的顶部和所述边部仰拱预制件6的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件5的侧部下安装孔5-2和所述边部仰拱预制件6的边部下安装孔6-3相连通，使该所述侧部仰拱预制件5的侧部上安装孔5-1和所述边部仰拱预制件6的边部上安装孔6-2相连通；并利用连接螺栓3连接将该所述侧部仰拱预制件5和所述边部仰拱预制件6的接触面；
步骤c、将所述中部仰拱预制件4吊装至所述隧道1底部的中间位置；
其中，所述中部仰拱预制件4的底部与所述隧道1的底部抵接，所述中部仰拱预制件4的顶部和所述侧部仰拱预制件5的顶部平齐，使所述中部仰拱预制件4的中部下安装孔4-2和所述侧部仰拱预制件5的侧部下安装孔5-2相连通，使所述中部仰拱预制件4的中部上安装孔4-1和所述侧部仰拱预制件5的侧部上安装孔5-1相连通；并利用连接螺栓3连接将中部仰拱预制件4和所述侧部仰拱预制件5的接触面；
步骤d、再将另一个所述侧部仰拱预制件5吊装至所述中部仰拱预制件4的另一侧；
其中，该所述侧部仰拱预制件5的底部与所述隧道1的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件5的顶部和所述中部仰拱预制件4的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件5的侧部下安装孔5-2和所述中部仰拱预制件4的中部下安装孔4-2相连通，使该所述侧部仰拱预制件5的侧部上安装孔5-1和所述中部仰拱预制件4的中部上安装孔4-1相连通；并利用连接螺栓3连接将该所述侧部仰拱预制件5的端部与中部仰拱预制件4的接触面；
步骤e、将另一个所述边部仰拱预制件6吊装至另一个所述侧部仰拱预制件5的一侧，使该所述边部仰拱预制件6的安装槽6-1靠近所述初期支护结构2；
其中，该所述侧部仰拱预制件5的底部与所述隧道1的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件5的顶部和所述边部仰拱预制件6的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件5的侧部下安装孔5-2和所述边部仰拱预制件6的边部下安装孔6-3相连通，使该所述侧部仰拱预制件5的侧部上安装孔5-1和所述边部仰拱预制件6的边部上安装孔6-2相连通；并利用连接螺栓3将该所述边部仰拱预制件6的一端与所述侧部仰拱预制件5的端部连接，将该所述边部仰拱预制件6的另一端与所述初期支护结构2的另一个拱脚固定连接。
实际使用时，为了方便所述连接螺栓3的安装，在需要连接的相邻两个仰拱预制件之间预先开设有供所述连接螺栓3安装的通孔。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
1.一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，对隧道(1)仰拱施工前，先进行所述隧道(1)的开挖和支护，沿隧道(1)的纵向延伸方向，由后向前对所述隧道(1)进行开挖，并对开挖的所述隧道(1)进行初期支护，得到对所述隧道(1)进行支撑的初期支护结构(2)；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、预制仰拱结构拼装施工：在已完成初期支护的所述隧道(1)底部对预制仰拱结构进行拼装，其中，沿隧道(1)的纵向延伸方向，由后向前对所述预制仰拱结构进行拼装；
所述预制仰拱结构包括多榀结构尺寸均相同的预制仰拱单元，多榀所述预制仰拱单元沿隧道(1)的纵向延伸方向依次布设；将一榀所述预制仰拱单元放置在所述初期支护结构(2)的底部，并将该所述预制仰拱单元的端部与所述初期支护结构(2)的拱脚固定连接；所述预制仰拱单元的底部为弧形结构，所述预制仰拱单元的底部与所述隧道(1)的底部相贴合；
再将另一榀所述预制仰拱单元放置至上一榀安装好的所述预制仰拱单元的前侧，并将所述预制仰拱单元的端部与所述初期支护结构(2)的拱脚固定连接；并利用连接螺栓(3)与上一榀所述预制仰拱单元相连接；直至完成所有所述预制仰拱单元的拼装；
步骤二、安装预应力筋：在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋(7)，所述预应力筋(7)沿所述预制仰拱单元的长度方向布设；
所述预制仰拱单元底部的预应力筋(7)的两端均为固定端；所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋(7)的一端为固定端，所述预应力筋(7)的另一端为张拉端；所述预制仰拱结构中所述预制仰拱单元顶部的预应力筋(7)的张拉端交错布设；
步骤三、张拉并固定预应力筋：沿着所述隧道(1)的延伸方向，由后向前对多榀所述预制仰拱单元分别进行张拉，多榀所述预制仰拱单元的张拉方法均相同，每榀所述预制仰拱单元的张拉过程如下：
将穿心千斤顶套设在所述预制仰拱单元顶部的预应力筋(7)的张拉端上，启动所述穿心千斤顶对所述预应力筋(7)进行张拉，直至所述预应力筋(7)达到设计要求的张力，利用锚固件对所述预应力筋(7)的张拉端进行固定。
2.根据权利要求1所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：步骤一中，所述预制仰拱单元包括设置在所述隧道(1)底部中间位置的中部仰拱预制件(4)和对称设置在所述中部仰拱预制件(4)两侧且与所述初期支护结构(2)连接的边部仰拱预制件(6)，所述中部仰拱预制件(4)和所述边部仰拱预制件(6)之间设置有侧部仰拱预制件(5)，所述中部仰拱预制件(4)、所述侧部仰拱预制件(5)和所述边部仰拱预制件(6)的底部均为弧形结构。
3.根据权利要求2所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件(4)的纵截面为等腰梯形，所述侧部仰拱预制件(5)的纵截面和所述边部仰拱预制件(6)的纵截面均为直角梯形，所述中部仰拱预制件(4)、所述侧部仰拱预制件(5)和所述边部仰拱预制件(6)的底面均为弧面；所述边部仰拱预制件(6)的顶面上开设有供穿心千斤顶安装的安装槽(6-1)。
4.根据权利要求3所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件(4)、侧部仰拱预制件(5)和边部仰拱预制件(6)均为混凝土预制件，所述中部仰拱预制件(4)、侧部仰拱预制件(5)和边部仰拱预制件(6)的内部均为空心结构。
5.根据权利要求4所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述预制仰拱单元的顶部和底部均开设有供所述预应力筋(7)安装的安装孔(8)，位于所述预制仰拱单元顶部的安装孔(8)水平布设在所述预制仰拱单元的顶部，位于所述预制仰拱单元底部的安装孔(8)为弧形结构。
6.根据权利要求5所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件(4)的顶部水平开设有中部上安装孔(4-1)，所述侧部仰拱预制件(5)的顶部水平开设有侧部上安装孔(5-1)，所述边部仰拱预制件(6)的顶部水平开设有边部上安装孔(6-2)；
所述中部上安装孔(4-1)、侧部上安装孔(5-1)和边部上安装孔(6-2)均位于同一水平线上，所述中部上安装孔(4-1)、侧部上安装孔(5-1)和边部上安装孔(6-2)相连通且三者共同组成所述预制仰拱单元顶部的安装孔(8)。
7.根据权利要求6所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：所述中部仰拱预制件(4)的底部开设有中部下安装孔(4-2)；所述侧部仰拱预制件(5)的底部开设有侧部下安装孔(5-2)；所述边部仰拱预制件(6)的底部开设有边部下安装孔(6-3)；所述下安装孔(4-2)、所述侧部下安装孔(5-2)和所述边部下安装孔(6-3)均为弧形结构，所述下安装孔(4-2)、所述侧部下安装孔(5-2)和所述边部下安装孔(6-3)的中轴线均位于同一段圆弧上；
所述中部下安装孔(4-2)、侧部下安装孔(5-2)和边部下安装孔(6-3)相连通且三者共同组成所述预制仰拱单元底部的安装孔(8)。
8.根据权利要求7所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：位于所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋(7)的一端通过固定件(11)固定，位于所述预制仰拱单元顶部的所述预应力筋(7)的另一端水平依次穿过所述中部上安装孔(4-1)、侧部上安装孔(5-1)和边部上安装孔(6-2)后延伸至所述预制仰拱单元一侧的安装槽(6-1)内；位于预制仰拱单元底部的所述预应力筋(7)的两端均通过固定件(11)固定。
9.根据权利要求8所述的一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，其特征在于：步骤一，每榀所述预制仰拱单元的拼装方法均相同，每榀所述预制仰拱单元的拼装过程如下：
步骤a、将一个所述边部仰拱预制件(6)吊装至所述初期支护结构(2)的一个拱脚位置处，其中，该所述边部仰拱预制件(6)的安装槽(6-1)靠近所述初期支护结构(2)，所述边部仰拱预制件(6)的底部与所述隧道(1)的底部抵接；并将该所述边部仰拱预制件(6)的一端与所述初期支护结构(2)的拱脚固定连接；
步骤b、将一个所述侧部仰拱预制件(5)吊装至所述边部仰拱预制件(6)的另一端；
其中，该所述侧部仰拱预制件(5)的底部与所述隧道(1)的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件(5)的顶部和所述边部仰拱预制件(6)的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件(5)的侧部下安装孔(5-2)和所述边部仰拱预制件(6)的边部下安装孔(6-3)相连通，使该所述侧部仰拱预制件(5)的侧部上安装孔(5-1)和所述边部仰拱预制件(6)的边部上安装孔(6-2)相连通；并利用连接螺栓(3)连接将该所述侧部仰拱预制件(5)和所述边部仰拱预制件(6)的接触面；
步骤c、将所述中部仰拱预制件(4)吊装至所述隧道(1)底部的中间位置；
其中，所述中部仰拱预制件(4)的底部与所述隧道(1)的底部抵接，所述中部仰拱预制件(4)的顶部和所述侧部仰拱预制件(5)的顶部平齐，使所述中部仰拱预制件(4)的中部下安装孔(4-2)和所述侧部仰拱预制件(5)的侧部下安装孔(5-2)相连通，使所述中部仰拱预制件(4)的中部上安装孔(4-1)和所述侧部仰拱预制件(5)的侧部上安装孔(5-1)相连通；并利用连接螺栓(3)连接将中部仰拱预制件(4)和所述侧部仰拱预制件(5)的接触面；
步骤d、再将另一个所述侧部仰拱预制件(5)吊装至所述中部仰拱预制件(4)的另一侧；
其中，该所述侧部仰拱预制件(5)的底部与所述隧道(1)的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件(5)的顶部和所述中部仰拱预制件(4)的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件(5)的侧部下安装孔(5-2)和所述中部仰拱预制件(4)的中部下安装孔(4-2)相连通，使该所述侧部仰拱预制件(5)的侧部上安装孔(5-1)和所述中部仰拱预制件(4)的中部上安装孔(4-1)相连通；并利用连接螺栓(3)连接将该所述侧部仰拱预制件(5)的端部与中部仰拱预制件(4)的接触面；
步骤e、将另一个所述边部仰拱预制件(6)吊装至另一个所述侧部仰拱预制件(5)的一侧，使该所述边部仰拱预制件(6)的安装槽(6-1)靠近所述初期支护结构(2)；
其中，该所述侧部仰拱预制件(5)的底部与所述隧道(1)的底部抵接，该所述侧部仰拱预制件(5)的顶部和所述边部仰拱预制件(6)的顶部平齐，使该所述侧部仰拱预制件(5)的侧部下安装孔(5-2)和所述边部仰拱预制件(6)的边部下安装孔(6-3)相连通，使该所述侧部仰拱预制件(5)的侧部上安装孔(5-1)和所述边部仰拱预制件(6)的边部上安装孔(6-2)相连通；并利用连接螺栓(3)将该所述边部仰拱预制件(6)的一端与所述侧部仰拱预制件(5)的端部连接，将该所述边部仰拱预制件(6)的另一端与所述初期支护结构(2)的另一个拱脚固定连接。
技术总结