CN105370306A - 竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，在隧道掘进施工断面前，在隧道的开挖轮廓线以上岩土体形成钻孔灌注桩进行预加固处理；这种方法通过向山体打桩的方法对隧道轮廓线结构以外的山体进行整体一次性加固补强，桩孔中的水泥混凝土渗透到岩土体中的缝隙中，与柱桩结构高强结合形成山体岩土层的结构骨架，改变山体岩土层的受力状态，提高山体岩土层的稳定性、抗压强度和抗剪强度，进而提高隧道开挖后围岩的稳定性，有效防止岩土层垮塌，又能避免出现地表下沉现象，保证隧道掘进时，拱顶土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全，能达到长期稳固的效果，软弱岩层和大断面跨度的隧道施工皆适应，不受地理环境的限制，设计、施工方法简单，一步到位，大大提高工程进度。

Description

竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工，特别涉及竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法。

背景技术

隧道开挖后，围岩发生较大变形，稳定性变差，严重时会造成地表的沉降，进而会带来严重的地面构筑物破坏现象，隧道开挖中，前方岩土稳定性至关重要，关系到工程施工的安全，为了保证隧道开挖的稳定性，采取一定的预加固措施是非常必要的。现有技术中，隧道开挖中运用较多的预加固措施是注浆、小导管、正面锚杆加固措施等。

小导管是一种棚式支护预加固措施，一般通过加固掌子面的围岩而对掌子面起到稳定效果，但是小导管的管体直径和布置方式对导管内的应力有较大影响，且隧道岩体结构对小导管结构影响比较大，尤其是在软弱岩层和大断面跨度的隧道中，小导管的设计直接影响其使用效果。

在控制砂质围岩中起不了多大作用，同时小导管的长度对地表沉降的影响大，小导管只有与隧道围岩的初期支护组合起来才能形成一定的支护体系，进而发挥其加固效果，必须保证小导管的搭接长度与掌子面搭接的长度一致。

注浆预加固措施在掌子面的预加固中有独特优势，能有效提高掌子面的围岩参数，改变其受力情况，从而达到一定的围岩稳定性目的。但是，注浆效果好坏又关系到其功能和作用的发挥，其施工条件要求比较高，很容易出现施工不当导致的止浆墙开裂的问题，进而造成漏浆现象，既影响注浆的施工效率和质量，又影响到注浆预加固措施功能和作用的发挥。

正面锚杆支护，是将锚杆打入地表岩体，利用其杆体、头部的特殊构造和尾部的托班与围岩紧密联系起来，产生悬吊、组合梁效果，从而达到支护的目的。但是正面锚杆支护措施无法封闭围岩，也不能防止风化，时间一长就会导致锚杆之间裂隙岩石的剥落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，隧道开挖前，先对隧道轮廓线结构以外的山体进行竖向整体加固补强，提高山体岩土层的自稳性、抗压强度和抗剪强度，进而提高隧道开挖后围岩的稳定性，保证隧道掘进时，拱顶土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全，且不受地理环境的限制，施工方法简单，能达到长期稳固的效果。

本发明的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，在隧道掘进施工前，在隧道的开挖轮廓线以上岩土体形成钻孔灌注桩进行预加固处理；

进一步，所述灌注桩沿隧道开挖轮廓线呈发散状分布于岩土层内；

进一步，所述灌注桩沿隧道开挖轮廓线上方土体呈扇形状分布于岩土层内；

进一步，所述灌注桩为树根桩；

进一步，所述灌注桩为均匀分布于隧道的开挖轮廓线以上岩土体的竖直桩；

进一步，采用在地面垂直打钢管灌注混凝土的方式形成竖直灌注桩；

进一步，还包括在隧道边墙两侧的土体纵向钻孔灌注桩加固；

进一步，在隧道边墙左右两侧各2m以内的岩土体，拱部以上3m以内的岩土体进行灌注桩加固；

进一步，位于回填土内的隧道全段面进行灌注桩加固；

进一步，采用混凝土导管在桩孔内连续分层灌注混凝土，每层灌注高度不超过1米。

本发明的有益效果：本发明的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，隧道开挖前，通过向山体打桩的方法对隧道轮廓线结构以外的山体进行竖向的一次性整体加固补强，桩孔中的水泥混凝土渗透到岩土体中的缝隙中，与柱桩结构高强结合形成山体岩土层的结构骨架，改变山体岩土层的受力状态，提高山体岩土层的自稳性、抗压强度和抗剪强度，进而提高隧道开挖后围岩的稳定性，有效防止岩土层垮塌，又能避免出现地表下沉现象，保证隧道掘进时，拱顶岩土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全，能达到长期稳固的效果，软弱岩层和大断面跨度的隧道施工皆适应，不受地理环境的限制，设计、施工方法简单，一步到位，大大提高工程进度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1具有排状灌注桩的竖向预加固处理结构；

图2为具有发散状灌注桩的竖向预加固处理结构。

具体实施方式

本实施例的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，在隧道掘进施工前，在隧道的开挖轮廓线1以上土体顶部纵向钻孔灌注桩2加固以达到稳固土体的预期目的；不损坏山顶环境的情况下，采用专用钻孔设备在设定隧道拱部以上的山体顶部向下钻柱孔，然后向柱孔内放入钢筋笼后浇筑水泥混凝土，成孔验收后，应立即吊放钢筋笼，发现标高不够时，应测孔深，清除孔底虚土、回落土。吊放钢筋笼要选择好吊点位置。吊立时，要速度均匀地慢起，若起吊较长的钢筋笼，要采取加固措施，避免变形，水泥混凝土可渗透至山体岩土层的缝隙中，与灌注桩2共同形成山体岩土层的结构骨架，形成具有一定强度和整体复合岩土层，提高山体岩土层的自稳性、抗压强度和抗剪强度，消除其不均匀变形，进而提高隧道开挖后围岩的稳定性，有效防止岩土层垮塌，又能避免出现地表下沉现象，保证隧道掘进时，拱顶土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全。

本实施例中，所述灌注桩2沿隧道开挖轮廓线1呈发散状分布于岩土内；开挖时掘进过程对隧道的开挖轮廓线1附近的土体影响较大，因此采用该结构对开挖轮廓线1上方的土体进行针对性的加固处理，使隧道的开挖轮廓线1上方土体结构强度更高。

本实施例中，所述灌注桩沿隧道开挖轮廓线上方土体呈扇形状分布于岩土层内。

本实施例中，所述灌注桩2为树根桩；类似树根呈不同方位或直斜交错分布的钻孔桩群，树根桩施工方法相似于钻孔灌注桩2，施工程序是用钻机钻孔、下钢筋笼(束)、灌注混凝土；亦可以先下钢筋笼和预设注浆管，再向孔内投砾并采取后压浆工艺成桩。

本实施例中，所述灌注桩2为均匀分布于隧道的开挖轮廓线1以上土体的竖直桩；采用在地面垂直打钢管灌注混凝土的方式形成竖直灌注桩2。

本实施例中，还包括在隧道边墙两侧的土体纵向钻孔灌注桩2加固；隧道结构轮廓线以外的山体岩土层都进行打桩施工，提高隧道边墙两侧的土体的自稳定性，避免施工过程中，产生沉降问题。

本实施例中，在隧道边墙左右两侧各2m以内的土体，拱部以上3m以内的土体进行灌注桩2加固；该方法为半打桩处理，先从山顶打深桩孔至设定隧道拱部的岩土层，然后在放钢筋笼至拱部以上3m以内的岩土层，浇筑水泥混凝土形成位于拱部以上3m以内的土体内的灌注桩2，隧道边墙左右两侧各2m以内的土体内的灌注桩2与拱部上的灌注桩2齐平，剩下的柱孔回填，也可采用全打桩处理，即灌注桩2的长度为从山顶到拱部和从山顶到隧道边墙左右两侧的底基。

本实施例中，位于回填土内的隧道全段面进行灌注桩2加固；避免山体滑坡和垮塌。

本实施例中，采用地面垂直钻孔灌混凝土柱桩的方式进行加固处理；缩短施工工期。

本实施例中，采用混凝土导管在桩孔内连续分层灌注混凝土，每层灌注高度不超过1米；混凝土要垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁，造成塌方。

本实施例中，在山体顶部钻间距0.7米以上的正方形或圆形深桩孔形或圆形深桩孔；避免过密打孔相互之间造成影响，引起柱孔的变形和垮塌，钻孔施工开钻前，钻头点位与布孔点之距相差不大于2cm，钻杆度不大于1°，在施工过程中，应严格按图定位，并有复检制度。轴线桩与桩位桩应用颜色区分，不得混淆。开始挖孔前，要用定位圈钢筋制作的圆环有刻度十字架放挖孔线，必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。定位圈中心线与设计轴线偏差不得大于20毫米。挖孔过程中，应随时用线坠吊放中心线，发现偏差过大立即纠偏。要求每次支护壁模板都要吊线一次(以顶部中心的十字圆环为准)。应均匀环状开挖进尺，每次以向四周进尺100毫米为宜，以防局部开挖过多造成塌壁。成孔完毕后，应立即检查验收，紧随下一工序，吊放钢筋笼，浇筑混凝土，避免晾孔时间过长，造成不必要的塌孔，特别是雨季或有渗水的情况下，成孔不得过夜。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，其特征在于：在隧道掘进施工断面前，在隧道的开挖轮廓线以上岩土体形成钻孔灌注桩进行预加固处理。

2.根据权利要求1所述的山体隧道施工水平向预加固处理结构，其特征在于：所述灌注桩沿隧道开挖轮廓线上方岩土体呈发散状分布于岩土层内。

3.根据权利要求2所述的山体隧道施工水平向预加固处理结构，其特征在于：所述灌注桩沿隧道开挖轮廓线上方土体呈扇形状分布于岩土层内。

4.根据权利要求2所述的山体隧道施工水平向预加固处理结构，其特征在于：所述灌注桩为树根桩。

5.根据权利要求1所述的山体隧道施工水平向预加固处理结构，其特征在于：所述灌注桩为竖向等间距呈排状分布于隧道的开挖轮廓线以上岩土体的竖直桩。

6.根据权利要求5所述的山体隧道施工水平向预加固处理结构，其特征在于：采用垂直打钢管灌注混凝土的方式形成竖直灌注桩。

7.根据权利要求2或5所述的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，其特征在于：还包括在隧道边墙两侧的岩土体纵向钻孔灌注桩加固。

8.根据权利要求7所述的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，其特征在于：在隧道边墙左右两侧各2m以内的土岩体，拱部以上3m以内的土体进行灌注桩加固。

9.根据权利要求8所述的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，其特征在于：位于回填土内的隧道全段面进行灌注桩加固。

10.根据权利要求9所述的竖向预加固处理的山体隧道开挖施工方法，其特征在于：采用混凝土导管在桩孔内连续分层灌注混凝土，每层灌注高度不超过1米，在山体顶部钻间距0.7米以上的正方形或圆形深桩孔形或圆形深桩孔，钻孔施工开钻前，钻头点位与布孔点之距相差不大于2cm。