CN109899085A - 钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法，包括：S1)平整预挖洞口两侧施作钢管桩的施工区域；S2)在每一施工区域内平行预挖隧道的中心线确定多排施工线，在每一排施工线上按照第一给定间距设置多个管桩标记；S3)在每一个管桩标记上施作钢管桩；S4)挖掘出冠梁基坑和多条竖向基坑；S5)在冠梁基坑内施作冠梁钢筋骨架，在每一竖向基坑内施作竖向连接梁钢筋骨架；S6)向冠梁钢筋骨架施作冠梁模板形成冠梁浇筑腔，向竖向连接梁钢筋骨架施作连接梁模板形成连接梁浇筑腔；S7)向冠梁浇筑腔和连接梁浇筑腔内浇筑混凝土，待浇筑的混凝土凝固后拆除冠梁模板和连接梁模板。该施工方法能够提高处理隧道洞口滑坡时的施工安全系数及降低施工成本。

Description

钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体地，涉及一种钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法。

背景技术

随着我国基础建设的快速发展，交通道路成为了基础建设的重要项目。在一些技术指标要求高的道路建设路段，需要克服地形地貌影响，特别是在山区地貌的影响，隧道建设就成为了道路建设的重要项目。受工程地质条件、水文地质条件及人为因素等影响，隧道洞口的安全是关系到隧道内部施工能否顺利进行的前提，隧道洞口处为浅埋段，地表多为第四系残坡积粉质粘土、碎石土，下伏基岩以全风化粉砂质泥岩为主，局部夹厚层状角砾岩，全风化或强风化层厚度大，蚀变彻底，局部已完全泥化变质，岩体节理裂隙极发育，岩体完整性极差，地下水呈雨淋状，开挖后，边坡松散岩土极易发生滑坡现象，因此，为了整个隧道能够安全、顺利的开挖，需对隧道洞口出现的滑坡进行预防处理。

目前常用的解决隧道洞口滑坡的处理方法主要采用抗滑桩加固、旋挖桩加固、地表注浆加固，在采用抗滑桩加固、旋挖桩加固、地表注浆加固治理隧道洞口滑坡时通常需要用到一些大型的机械设备，但在机械设备不能到达施工现场的地形环境中的情况下，采用抗滑桩、旋挖桩、地表注浆加固的方法去处理洞口滑坡主要靠人力施工，在这种极易滑坡的施工工段，人力施工危险系数高、施工成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中在处理隧道洞口的滑坡现象时，大型机械化施工设备不能到达，人力施工危险系数高、施工成本高等问题，提供一种钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法，以提高处理隧道洞口滑坡时的施工安全系数及降低施工成本。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

S1)沿预挖隧道纵深方向、顺应所述预挖隧道的预挖洞口两侧的坡度分别平整出预挖洞口两侧施作钢管桩的施工区域；

S2)在每一所述施工区域内平行所述预挖隧道的中心线确定多排施工线，其中距离所述中心线最近的一排施工线与所述中心线之间具有给定距离，每相邻两排施工线之间具有第一距离，并在每一排施工线上按照第一给定间距设置多个管桩标记；

S3)在每一个管桩标记上施作钢管桩；

S4)在每一施工区域内距所述中心线最近的一排施工线和距所述中心线最远的一排施工线以及由每一排施工线的端头的钢管桩形成的垂直施工线上分别挖掘出施工槽，以形成封闭的环槽状的冠梁基坑，其中距所述中心线最近的一排施工线和距所述中心线最远的一排施工线以及所述垂直施工线上的钢管桩部分裸露，将所述冠梁基坑的未挖掘区域作为内施工区，在所述内施工区内确定由所述多排施工线上的钢管桩组成的垂直于所述中心线的多排竖向施工线，所述多排竖向施工线沿所述预挖隧道纵深方向按照第二给定间距设置，在每条竖向施工线上开挖对应的竖向基坑，其中所述竖向施工线下的钢管桩部分裸露，并且每一所述竖向基坑与距所述中心线最近的一排施工线和距所述中心线最远的一排施工线上挖掘出的施工槽相通；

S5)在所述冠梁基坑内根据预设的冠梁尺寸轮廓施作冠梁钢筋骨架，在每一所述竖向基坑内根据预设的竖向连接梁尺寸轮廓施作竖向连接梁钢筋骨架，并采用连接钢筋将冠梁钢筋骨架与对应的钢管桩的裸露部分固定连接，采用连接钢筋将所述竖向连接梁钢筋骨架与所述竖向施工线下的钢管桩的裸露部分连接；

S6)向所述冠梁钢筋骨架施作冠梁模板，使得所述冠梁模板包覆所述冠梁钢筋骨架以形成冠梁浇筑腔，以及向所述竖向连接梁钢筋骨架施作连接梁模板，使得所述连接梁模板包覆所述竖向连接梁钢筋骨架以形成连接梁浇筑腔；

S7)向所述冠梁浇筑腔和所述连接梁浇筑腔内浇筑混凝土，待浇筑的混凝土凝固后拆除所述冠梁模板和所述连接梁模板。

进一步地，步骤S3)中在每一个管桩标记上施作钢管桩，包括：在每一所述管桩标记上钻出桩孔；向钻出的桩孔内顶入钢花管，其中顶入的钢花管的垂直度小于等于第一精度值，轴线偏差小于等于第二精度值；向所述钢花管内置入钢筋笼；向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度。

进一步地，所述钢花管采用多截钢管螺纹连接制成。

进一步地，在向钻出的桩孔内顶入钢花管之前，所述施工方法还包括高压清洗所述桩孔。

进一步地，所述第一精度值为0.005mm，所述第二精度值为10mm。

进一步地，向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆，直到注入的水泥浆达到预设的饱和度，包括：将注浆管的出浆口伸入到所述钢花管的底部后开始注浆；在注浆操作持续给定时间段后提升所述注浆管的出浆口；持续注浆并保持所述注浆管的出浆口的端面与水泥浆的液面具有第一给定距离；待所述钢花管底部的淤泥及地下水从所述钢花管中排出后直到有水泥浆冒出，封闭所述钢花管的管口；持续向所述钢花管中注浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度。

进一步地，所述第一给定距离介于150cm-200cm。

本发明提供的钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法，采用在预挖洞口两侧施作多个钢管桩和冠梁的结构来加固预挖洞口两侧的土体，以防止预挖洞口滑坡，施作钢管桩时对机械化设备的要求不高，在大型机械化设备不能到达的情况下，可采用对机械化设备依赖不高的钢管桩和冠梁进行隧道洞口滑坡治理，具体地，在预挖隧道两侧的施工区域平行预挖隧道中心线设置多排施工线，在每一排的施工线上按照第一给定间距设置多个管桩标记，再在每一个管桩标记上施作钢管桩，通过在距离中心线最近和最远的一排施工线以及每一排施工线的端头的钢管桩形成的垂直施工线上开挖的施工槽中施作冠梁，同时选定多排由多排施工线上的钢管桩组成的垂直中心线方向的竖向施工线，并在选定的竖向施工线上开挖出多条竖向基坑后施作连接梁，这样先通过钢管桩加固预挖洞口两侧的土体，再通过冠梁与部分钢管桩连接，防止了施工区域边缘的塌陷，最后通过连接梁将内施工区中的竖向施工线下的钢管桩连接起来，进一步加固了内施工区中的土体，防止预挖隧道洞口的滑坡。

本发明提供的施工方法，能够解决大型机械化设备不能到达施工现场，而人力施工危险系数高、施工成本高的问题，以提高处理预挖隧道洞口滑坡时的施工安全系数及降低施工成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施方式提供的钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法的流程图；

图2是本发明实施方式提供的钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法中钢管桩的分布图。

附图标记说明

1钢管桩 2最远的一排施工线

3最近的一排施工线 4垂直施工线

5竖向施工线 6预挖隧道

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施方式提供一种钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法，如图1所示的施工方法流程图和图2所示的钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法中钢管桩的分布图，所述施工方法包括以下步骤：S1)沿预挖隧道6纵深方向、顺应所述预挖隧道6的预挖洞口两侧的坡度分别平整出预挖洞口两侧施作钢管桩1的施工区域；S2)在每一所述施工区域内平行所述预挖隧道6的中心线确定多排施工线，其中距离所述中心线最近的一排施工线3与所述中心线之间具有给定距离，每相邻两排施工线之间具有第一距离，并在每一排施工线上按照第一给定间距设置多个管桩标记；S3)在每一个管桩标记上施作钢管桩1；S4)在每一施工区域内距所述中心线最近的一排施工线3和距所述中心线最远的一排施工线2以及由每一排施工线的端头的钢管桩1形成的垂直施工线4上分别挖掘出施工槽，以形成封闭的环槽状的冠梁基坑，其中距所述中心线最近的一排施工线3和距所述中心线最远的一排施工线2以及所述垂直施工线4上的钢管桩1部分裸露，将所述冠梁基坑的未挖掘区域作为内施工区，在所述内施工区内确定由所述多排施工线上的钢管桩1组成的垂直于所述中心线的多排竖向施工线5，所述多排竖向施工线5沿所述预挖隧道6纵深方向按照第二给定间距设置，在每条竖向施工线5上开挖对应的竖向基坑，其中所述竖向施工线5下的钢管桩1部分裸露，并且每一所述竖向基坑与距所述中心线最近的一排施工线3和距所述中心线最远的一排施工线2上挖掘出的施工槽相通；S5)在所述冠梁基坑内根据预设的冠梁尺寸轮廓施作冠梁钢筋骨架，在每一所述竖向基坑内根据预设的竖向连接梁尺寸轮廓施作竖向连接梁钢筋骨架，并采用连接钢筋将冠梁钢筋骨架与对应的钢管桩1的裸露部分固定连接，采用连接钢筋将所述竖向连接梁钢筋骨架与所述竖向施工线5下的钢管桩1的裸露部分连接；S6)向所述冠梁钢筋骨架施作冠梁模板，使得所述冠梁模板包覆所述冠梁钢筋骨架以形成冠梁浇筑腔，以及向所述竖向连接梁钢筋骨架施作连接梁模板，使得所述连接梁模板包覆所述竖向连接梁钢筋骨架以形成连接梁浇筑腔；S7)向所述冠梁浇筑腔和所述连接梁浇筑腔内浇筑混凝土，待浇筑的混凝土凝固后拆除所述冠梁模板和所述连接梁模板。

本发明采用钢管桩1结合冠梁的结构，以防止预挖洞口两侧发生滑坡，在顺应预挖洞口两侧的坡度平整出施工区域后，在施工区域内按照施工要求施作多个钢管桩1，以固定预挖洞口两侧的土体，同时通过施作的冠梁和连接梁与部分钢管桩1连接，强化了钢管桩1的加固强度。

在一个实施例中，顺应预挖洞口两侧的坡度平整出施工区域后，在施工区域内平行预挖隧道6的中心线在预挖隧道6的两侧分别设置4排施工线，距离中心线最近的一排施工线3与中心线之间具有7m的给定距离，相邻的两排施工线之间的第一距离为1米，依次远离中心线的施工线距离中心线的距离依次为8m、9m、10m，在每一排施工线上设置的多个管桩标记，每两个管桩标记之间的第一给定间距为50cm，在每一个管桩标记上施作钢管桩1，待钢管桩1施作完毕后，在距离中心线最近的7m施工线和最远的10m施工线以及由7m、8m、9m、10m施工线上最端头的钢管桩1组成的垂直中心线的竖向施工线5上挖出施工槽，挖出的施工槽中7m施工线和10m施工线以及7m、8m、9m、10m施工线上最端头的钢管桩1组成的垂直中心线的竖向施工线5下的钢管桩1部分裸露，挖出的施工槽首尾相连形成一个环状冠梁基坑。

为了进一步巩固冠梁基坑围绕的未挖掘的内施工区，同时在内施工区内在每一排施工线上选择多个钢管桩1，在每一排施工线上选择的钢管桩1对应形成一排排的垂直中心线的多排竖向施工线5，所形成的相邻两个竖向施工线5之间的第二给定间距根据实际施工中所平整出的施工区域的面积大小确定，确定出竖向施工线5后在选择的竖向施工线5上挖掘出竖向基坑，所选择的竖向施工线5下的钢管桩1部分裸露；在冠梁基坑内绑扎冠梁钢筋骨架并将冠梁钢筋骨架和相应的裸露的钢管桩1通过连接钢筋固定，在竖向基坑内绑扎竖向连接梁钢筋骨架并将对应的钢管桩1与竖向连接梁钢筋骨架通过连接钢筋固定连接，将竖向连接梁钢筋骨架与冠梁钢筋骨架连接，之后在冠梁钢筋骨架外围包覆冠梁钢筋骨架施作冠梁模板同时在竖向连接梁钢筋骨架外围包覆竖向连接梁钢筋骨架施作连接梁模板，向冠梁模板和连接梁模板形成的冠梁浇筑腔和连接梁浇筑腔内浇筑混凝土，待混凝土凝固后拆模。

进一步地，步骤S3)中在每一个管桩标记上施作钢管桩1，包括：在每一所述管桩标记上钻出桩孔；向钻出的桩孔内顶入钢花管，其中顶入的钢花管的垂直度小于等于第一精度值，轴线偏差小于等于第二精度值；向所述钢花管内置入钢筋笼；向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度。

在一个实施例中，施作钢管桩1时，在平整出的施工区域内确定的每一排施工线上的管桩标记上钻出桩孔，每一排施工线上的每两个桩孔之间的孔间距为50cm，钻孔过程中，每进深2m-3m应检查钻孔直径和垂直度，若发现桩孔的直径不符或垂直度不符，应调整重新钻孔施工，桩孔采用间隔钻孔进行，钻出的每一桩孔的偏差不大于50mm。

桩孔加工完毕后，向桩孔中顶入钢花管，顶入桩孔中的钢花管由多节3m-4m的钢管一节节连接形成，每一节钢管上沿着钢管的延伸方向设置有多个梅花形的注浆孔，注浆孔之间的间距为20cm，每一个注浆孔的孔径为10mm，其中桩孔孔底的一节钢管的靠近孔底的一端呈锥型缺口，靠近桩孔孔口的一节钢管上在距离靠近孔口一端的端面20cm处未设置注浆孔。

为了保证钢管桩1的强度，对顶入的钢花管的垂直度和轴线偏差有一定要求，进一步地，所述第一精度值为0.005mm，所述第二精度值为10mm；为了钢花管中的钢管能够快速连接，进一步地，所述钢花管采用多截钢管螺纹连接制成。

桩孔中顶入钢花管后，为了保证钢管桩1具有足够的强度以抵抗在发生滑坡时受到的剪切力，在钢管桩1中置入钢筋笼；钢筋笼置放完毕后向钢花管内持续注入水泥浆，为了形成的钢管桩1内部密实，注入的水泥浆应达到预设饱和度，待注入的水泥浆凝固钢管桩1形成。

每一次在顶入钢花管之前，需要对钻出的桩孔进行清理，进一步地，在向钻出的桩孔内顶入钢花管之前，所述施工方法还包括高压清洗所述桩孔。

进一步地，向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆，直到注入的水泥浆达到预设的饱和度，包括：将注浆管的出浆口伸入到所述钢花管的底部后开始注浆；在注浆操作持续给定时间段后提升所述注浆管的出浆口；持续注浆并保持所述注浆管的出浆口的端面与水泥浆的液面具有第一给定距离；待所述钢花管底部的淤泥及地下水从所述钢花管中排出后直到有水泥浆冒出，封闭所述钢花管的管口；持续向所述钢花管中注浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度。所注入的水泥浆采用水与水泥1:1的比例配制而成。

在向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆的过程中，注浆压力控制在0.5-2MPa，注浆管的出浆口距离水泥浆的液面保持在第一给定距离，进一步地，所述第一给定距离介于150cm-200cm。

本发明提供的钢管桩1处治隧道洞口滑坡的施工方法，采用在预挖洞口两侧施作多个钢管桩1和冠梁的结构来加固预挖洞口两侧的土体，以防止预挖洞口滑坡，施作钢管桩1时对机械化设备的要求不高，在大型机械化设备不能到达的情况下，可采用对机械化设备依赖不高的钢管桩1和冠梁进行隧道洞口滑坡治理，具体地，在预挖隧道6两侧的施工区域平行预挖隧道6中心线设置多排施工线，在每一排的施工线上按照第一给定间距设置多个管桩标记，再在每一个管桩标记上施作钢管桩1，通过在距离中心线最近和最远的一排施工线2以及每一排施工线的端头的钢管桩1形成的垂直施工线4上开挖的施工槽中施作冠梁，同时选定多排由多排施工线上的钢管桩1组成的垂直中心线方向的竖向施工线5，并在选定的竖向施工线5上开挖出多条竖向基坑后施作连接梁，这样先通过钢管桩1加固预挖洞口两侧的土体，再通过冠梁与部分钢管桩1连接，防止了施工区域边缘的塌陷，最后通过连接梁将内施工区中的竖向施工线5下的钢管桩1连接起来，进一步加固了内施工区中的土体，防止预挖隧道洞口的滑坡。

本发明提供的施工方法，能够解决大型机械化设备不能到达施工现场，而人力施工危险系数高、施工成本高的问题，以提高处理隧道洞口滑坡时的施工安全系数及降低施工成本。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种钢管桩及冠梁处治隧道洞口滑坡的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

S1)沿预挖隧道纵深方向、顺应所述预挖隧道的预挖洞口两侧的坡度分别平整出预挖洞口两侧施作钢管桩的施工区域；

S2)在每一所述施工区域内平行所述预挖隧道的中心线确定多排施工线，其中距离所述中心线最近的一排施工线与所述中心线之间具有给定距离，每相邻两排施工线之间具有第一距离，并在每一排施工线上按照第一给定间距设置多个管桩标记；

S3)在每一个管桩标记上施作钢管桩；

S4)在每一施工区域内距所述中心线最近的一排施工线和距所述中心线最远的一排施工线以及由每一排施工线的端头的钢管桩形成的垂直施工线上分别挖掘出施工槽，以形成封闭的环槽状的冠梁基坑，其中距所述中心线最近的一排施工线和距所述中心线最远的一排施工线以及所述垂直施工线上的钢管桩部分裸露，将所述冠梁基坑的未挖掘区域作为内施工区，在所述内施工区内确定由所述多排施工线上的钢管桩组成的垂直于所述中心线的多排竖向施工线，所述多排竖向施工线沿所述预挖隧道纵深方向按照第二给定间距设置，在每条竖向施工线上开挖对应的竖向基坑，其中所述竖向施工线下的钢管桩部分裸露，并且每一所述竖向基坑与距所述中心线最近的一排施工线和距所述中心线最远的一排施工线上挖掘出的施工槽相通；

S5)在所述冠梁基坑内根据预设的冠梁尺寸轮廓施作冠梁钢筋骨架，在每一所述竖向基坑内根据预设的竖向连接梁尺寸轮廓施作竖向连接梁钢筋骨架，并采用连接钢筋将冠梁钢筋骨架与对应的钢管桩的裸露部分固定连接，采用连接钢筋将所述竖向连接梁钢筋骨架与所述竖向施工线下的钢管桩的裸露部分连接；

S6)向所述冠梁钢筋骨架施作冠梁模板，使得所述冠梁模板包覆所述冠梁钢筋骨架以形成冠梁浇筑腔，以及向所述竖向连接梁钢筋骨架施作连接梁模板，使得所述连接梁模板包覆所述竖向连接梁钢筋骨架以形成连接梁浇筑腔；

S7)向所述冠梁浇筑腔和所述连接梁浇筑腔内浇筑混凝土，待浇筑的混凝土凝固后拆除所述冠梁模板和所述连接梁模板。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S3)中在每一个管桩标记上施作钢管桩，包括：

在每一所述管桩标记上钻出桩孔；

向钻出的桩孔内顶入钢花管，其中顶入的钢花管的垂直度小于等于第一精度值，轴线偏差小于等于第二精度值；

向所述钢花管内置入钢筋笼；

向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述钢花管采用多截钢管螺纹连接制成。

4.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，在向钻出的桩孔内顶入钢花管之前，所述施工方法还包括高压清洗所述桩孔。

5.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述第一精度值为0.005mm，所述第二精度值为10mm。

6.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，向置入钢筋笼的钢花管内持续注入水泥浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度，包括：

将注浆管的出浆口伸入到所述钢花管的底部后开始注浆；

在注浆操作持续给定时间段后提升所述注浆管的出浆口；

持续注浆并保持所述注浆管的出浆口的端面与水泥浆的液面具有第一给定距离；

待所述钢花管底部的淤泥及地下水从所述钢花管中排出后直到有水泥浆冒出，封闭所述钢花管的管口；

持续向所述钢花管中注浆，直到注入的水泥浆达到预设饱和度。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述第一给定距离介于150cm-200cm。