CN109610481A - 一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法 - Google Patents

一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，包括：（1）沿主体边坡的设计界限外布置呈近似半圆弧分布的密排钢管桩，顺沿密排钢管桩内侧施工布置U型排水槽，再沿密排钢管桩外侧1～2m范围内摊铺土工格栅，在格栅表面喷射一层混凝土；（2）在密排钢管桩内侧的边坡表面布置锚索框架梁结构，沿每个框架的内侧砌筑略高于框架梁的混凝土层，在框架中均匀布置空心多边形棱块；（3）沿隧道洞口设计界限的左右两侧间隔均匀布置多根钢筋混凝土桩；（4）顺沿钢筋混凝土桩外侧开挖基坑，沿基坑及围绕钢筋混凝土桩搭建钢筋笼修筑形成挡土墙结构。该方法能有效的解决顺层强风化岩质高陡边坡的治理，并且具有高效施工、结构安全等优点。

Description

一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工 方法
技术领域
本发明属于土木工程施工技术领域，尤其涉及一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法。
背景技术
随着我国公路、铁路里程的不断增加，需在复杂地形地貌条件下施工的工程也越来越多，逢山挖隧道已成为山区地段道路修筑的常态。由于山区地形复杂，地质变化较大，边坡支护在此就显得格外重要，且近年来，随着工程建设的发展，边坡滑塌事故常有发生，严重威胁人身财产安全。
目前常用于边坡支挡防护的有挡土墙、抗滑桩、锚索框架梁和土钉墙等结构，其多用于地基条件较好，高度较低的边坡防护，但是面对不良地质条件、超高或急倾斜边坡时，单一的支护方式使用效果不佳，不能达到高效的支护效果。尤其在涉及隧道洞口顺层强风化岩质等不良边坡的治理时，由于山区地质条件复杂，且受隧道开挖施工的扰动大，单一的支护方式更加不易达有效防护边坡滑塌的效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，该方法能有效的解决复杂岩土层高陡边坡的治理，并且具有高效施工、结构安全等优点。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，包括如下施工步骤：
（1）沿主体边坡的设计界限外施工布置呈近似半圆弧分布的多根空心钢管，且空心钢管上多处开孔，并向空心钢管中注入混凝土，形成密排钢管桩，顺沿密排钢管桩内侧施工布置U型排水槽，并保证钢管桩的插入深度远大于U型排水槽的深度，再沿密排钢管桩外侧1～2m范围内的缓斜坡段或平缓段岩土层摊铺土工格栅，在工格栅表面喷射一层混凝土，且控制喷射的混凝土层向U型排水槽形成微斜坡形状；
（2）在密排钢管桩内侧的边坡表面设计布置锚索框架梁结构，并沿锚索框架梁结构的每个框架的内侧砌筑略高于框架梁的混凝土层以形成边坡排水渠道，然后在形成的矩形框架中均匀布置空心多边形棱块，在多边形棱块的空心部分及棱块间缝隙回填岩土；
（3）沿隧道洞口设计界限的左右两侧分别间隔均匀水平布置多根钢筋混凝土桩；
（4）顺沿钢筋混凝土桩外侧开挖基坑，并保证钢筋混凝土桩埋入深度大于基坑开挖的最大深度，沿基坑及围绕钢筋混凝土桩搭建钢筋笼修筑形成底部为梯田型的挡土墙结构。
进一步地，所述空心钢管插入深度为沿垂直斜坡表面向下5～8m， U型排水槽的深度为0.8～1.5m。
进一步地，步骤（2）中在形成的矩形框架中均匀布置空心正六棱块和四棱块，且控制多边形棱块的厚度略低于矩形框架梁的高度。
进一步地，所述钢筋混凝土桩的埋入深度为由地表面以下9～12m，钢筋混凝土桩的上限与边坡下界限高度基本保持一致。
进一步地，所述基坑底部由沿靠近钢筋混凝土桩的一侧向外依次设置成梯田型结构，基坑开挖深度和宽度约为4～6m，基坑长度与沿隧道洞口至一侧边坡界限的距离基本保持一致。
进一步地，所述挡土墙高度、钢筋混凝土桩上限高度与边坡设计下界限高度三者基本保持一致。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1．本发明通过施工布置U型排水槽和沿密排钢管桩外侧1～2m范围内的缓斜坡段或平缓段岩土层摊铺土工格栅，并且沿土工格栅表面喷射略向U型排水槽形成微斜坡形状的混凝土层，以及沿锚索框架梁结构的每个框架的内侧砌筑略高于框架梁的混凝土层而形成边坡排水渠道，以构成良好的排水系统，一定程度上避免边坡受雨水侵蚀而加大边坡滑塌的危险；
2．本发明通过严格控制钢管桩的插入深度和钢筋混凝土桩的埋入深度，使得密排钢管桩同时承受边坡外界岩土层和U型排水槽的作用力，一定程度避免了边坡受边坡界限外岩土层的影响，与此同时，保证钢筋混凝土桩同时承受边坡、挡土墙和周围岩土层的多向内水平支撑作用，有效避免边坡整体与挡土墙结构的直接接触，大大提高了施工安全，加强了边坡的整体稳定性；
3.本发明通过在锚索矩形框架中均匀布置空心正六棱块和四棱块，并沿棱块空隙区域回填岩土层，有效避免边坡岩土层长期与大气直接接触而发生风化作用；
4. 本发明通过将挡土墙底部设置成梯田型结构，以及严格控制挡土墙结构与混凝土桩的间距与高度差，有效解决在基坑开挖施工过程的因土层不稳定性而发生的不利影响，降低施工安全隐患，加强了边坡的整体稳定性。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的剖面图；
图中标记： 1—密排钢管桩、2—U型排水槽、3—土工格栅混凝土层、4—锚索桩、5—空心正六棱块、6—空心四棱块、7—岩土层、8—锚索框架梁结构、9—隧道施工断面、10—挡土墙结构、11—钢筋混凝土桩。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
实施例：边坡为某铁路工程山体开挖后形成的43m顺层强风化岩质高陡边坡，边坡下方为铁路隧道施工地段。如图1和图2所示，一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，首先，沿主体边坡的设计界限外施工布置呈近似半圆弧分布的多根空心钢管，且空心钢管上多处开孔，并向空心钢管中注入混凝土，混凝土透过开孔与周围岩土形成水泥土，从而形成密排钢管桩1，且控制钢管桩1的插入深度为7m，顺沿密排钢管桩1内侧施工布置1m深的U型排水槽2，形成密排钢管桩1同时受边坡外界岩土层和U型排水槽2的支撑作用，从而提高其稳定性；再沿密排钢管桩1外侧2m范围内的缓斜坡段岩土层摊铺土工格栅，在工格栅表面喷射一层混凝土，且保证喷射的混凝土层向U型排水槽2形成微斜坡形状，以形成土工格栅混凝土层3，从而构成本发明提出的一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法中的排水渠道和一种支撑结构。
在密排钢管桩内侧沿高陡边坡间隔均匀钻取30个深度为13m的钻孔，沿钻孔预埋锚索，并向锚索孔内注入混凝土，形成锚索桩4；再顺沿锚索桩4的水平和竖向开挖30cm深的沟槽，沿沟槽布置钢筋笼，并将钢筋笼与锚索桩4的接头处固结在一起，沿钢筋笼浇筑混凝土而形成锚索框架梁结构8，并沿锚索框架梁结构8的每个框架的内侧砌筑略高于框架梁的混凝土层，以形成边坡排水渠道，从而构成良好的排水系统，一定程度上避免了边坡受雨水的侵蚀破坏；待混凝土凝固后，在形成的矩形框架中削掉表层岩土并整平，在其表面喷射薄层混凝土，再均匀布置厚度为12cm的空心六棱块5和四棱块6，然后在将六棱块5和四棱块6的空心部分及棱块与框架间缝隙回填岩土，使其形成锚索桩4、钢筋笼混凝土、空心正六棱块5和四棱块6融为一体的边坡支护体系，有效避免单一支护方式不牢固的弊端。
最后，沿隧道洞口9的设计界限左右两侧分别间隔均匀水平布置多根钢筋混凝土桩11，所述钢筋混凝土桩11的埋入深度为由地表面以下9m，沿钢筋混凝土桩11外侧开挖6m深的基坑，沿基坑底部高度每间隔1m及围绕钢筋混凝土桩向外搭建钢筋笼修筑形成三阶梯田型挡土墙结构10，最终形成钢筋混凝土桩11同时受边坡、挡土墙10和周围岩土层7的多向内水平支撑作用，有效避免边坡与挡土墙10直接接触，从而加强了边坡的整体稳定性。
在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本发明不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。

Claims (6)

1.一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，其特征在于：包括如下施工步骤：
（1）沿主体边坡的设计界限外施工布置呈近似半圆弧分布的多根空心钢管，且空心钢管上多处开孔，并向空心钢管中注入混凝土，形成密排钢管桩，顺沿密排钢管桩内侧施工布置U型排水槽，并保证钢管桩的插入深度远大于U型排水槽的深度，再沿密排钢管桩外侧1～2m范围内的缓斜坡段或平缓段岩土层摊铺土工格栅，在工格栅表面喷射一层混凝土，且控制喷射的混凝土层向U型排水槽形成微斜坡形状；
（2）在密排钢管桩内侧的边坡表面设计布置锚索框架梁结构，并沿锚索框架梁结构的每个框架的内侧砌筑略高于框架梁的混凝土层以形成边坡排水渠道，然后在形成的矩形框架中均匀布置空心多边形棱块，在多边形棱块的空心部分及棱块间缝隙回填岩土；
（3）沿隧道洞口设计界限的左右两侧分别间隔均匀水平布置多根钢筋混凝土桩；
（4）顺沿钢筋混凝土桩外侧开挖基坑，并保证钢筋混凝土桩埋入深度大于基坑开挖的最大深度，沿基坑及围绕钢筋混凝土桩搭建钢筋笼修筑形成底部为梯田型的挡土墙结构。
2. 如权利要求1所述的一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，其特征在于：所述空心钢管插入深度为沿垂直斜坡表面向下5～8m， U型排水槽的深度为0.8～1.5m。
3.如权利要求1所述的一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，其特征在于：步骤（2）中在形成的矩形框架中均匀布置空心正六棱块和四棱块，且控制多边形棱块的厚度略低于矩形框架梁的高度。
4.如权利要求1所述的一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，其特征在于：所述钢筋混凝土桩的埋入深度为由地表面以下9～12m，钢筋混凝土桩的上限与边坡下界限高度基本保持一致。
5.如权利要求1所述的一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，其特征在于：所述基坑底部由沿靠近钢筋混凝土桩的一侧向外依次设置成梯田型结构，基坑开挖深度和宽度约为4～6m，基坑长度与沿隧道洞口至一侧边坡界限的距离基本保持一致。
6.如权利要求1所述的一种用于隧道洞口顺层强风化岩质高陡边坡的支护治理施工方法，其特征在于：所述挡土墙高度、钢筋混凝土桩上限高度与边坡设计下界限高度三者基本保持一致。
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