CN110778334A - 偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下工程技术领域，提供了一种偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，包括：挖掉局部范围的山体，浇筑套拱；在所述套拱上沿周向方向设置长管棚，在所述套拱上设置多根中空注浆锚杆，在所述套拱的拱脚处设置多根注浆小导管，对所述中空注浆锚杆和所述注浆小导管注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；采用水泥稳定土反压回填。该偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，可以避免大断面开挖回填，保证围岩稳定性，有效减小围岩应力重分布，而且节省工程造价和时间，施工更加方便安全，可靠性高。

Description

偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程技术领域，特别涉及一种偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法。

背景技术

山岭隧道是城市、公路车辆及行人为穿越山体的地下公共交通隧道。山岭隧道隧道形式主要分为标准间距的分离式隧道、小净距隧道以及连拱隧道。分离式隧道：主要适用于埋深深，不受条件限制，在考虑地应力的影响需适当拉开双洞的间距；小净距隧道：主要适用于地形条件局部限制，但是有不能按正常分离式隧道间距布设的情况，小净距隧道的净距不宜过小，否则两洞室间施工相互影响较大，施工难度大；连拱隧道：主要适用于在地形条件限制及规划红线限制的情况下，分离式隧道和小净距隧道已无法满足条件要求，连拱隧道对这种特殊条件有较好的适应性，隧道两端均可采用整体式路基，具有节约土地、接线顺畅、接线工程量小等优点。

连拱隧道虽然解决了分离式隧道和小净距隧道对土地限制的问题，在城市和公路地形条件受限制的情况下比较适用，但是连拱隧道在施工过程中也存在一些缺陷，连拱隧道开挖跨度大，隧道进洞困难，尤其是偏压隧道，如采用明挖，洞口开挖极易形成坍塌、滑坡，开挖断面大，需要设置支护繁多，施工工序复杂、造价高等。

近年来针对偏压隧道提出了几种解决方案，其中一种方案具体为：偏压隧道土层薄弱一侧先采用套拱与挡墙连接，隧道另一侧采用预加固桩支撑。这种方案的不足为：当挡墙发水水平滑移时，套拱也会受到水平方向的力，最终会传递到隧道洞身结构，影响洞身的稳定性，会造成极大的安全隐患。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，以解决现有的偏压隧道洞口开挖防护结构容易造成隧道洞身不稳定的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，包括：挖掉局部范围的山体，浇筑套拱；

在所述套拱上沿周向方向设置长管棚，在所述套拱上设置多根中空注浆锚杆，在所述套拱的拱脚处设置多根注浆小导管，对所述中空注浆锚杆和所述注浆小导管注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；

采用水泥稳定土反压回填。

其中，所述在所述套拱上沿周向方向设置长管棚包括：

待浇筑所述套拱的混凝土强度达到95％后设置安装孔，在所述安装孔内放置所述长管棚，对所述长管棚进行注浆加固。

其中，所述在所述安装孔内放置所述长管棚包括：

所述长管棚的一端位于所述安装孔内，另一端位于土壤内；

位于所述土壤内的所述长管棚的长度为8～12m。

其中，在所述采用水泥稳定土反压回填之前还包括：

在所述套拱的上方沿径向方向设置多根预埋套管，所述预埋套管与排水系统相连通。

其中，所述采用水泥稳定土反压回填包括：

密实度大于等于0.8，粒径小于等于0.15m；人工夯实每层厚度小于等于0.25m，或者机械夯实每层厚度小于等于0.3m。

其中，在所述采用水泥稳定土反压回填之后还包括：

设置隔水黏土层，所述隔水黏土层在纵向方向和横向方向均具有预设坡度。

其中，在所述设置隔水黏土层之后还包括：

所述隔水黏土层上设有至少一条截水沟。

其中，在所述设置隔水黏土层之后还包括：

在所述隔水黏土层上设置植草防护层。

其中，在所述采用水泥稳定土反压回填之前还包括：

对边仰坡进行喷锚网防护。

其中，所述对边仰坡进行喷锚网防护包括：

在所述边仰坡上设置钢筋网和呈梅花形布置的多根中空砂浆锚杆，对所述钢筋网喷射C20混凝土。

(三)有益效果

本发明提供的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，挖掉局部范围的山体，浇筑套拱；在套拱上沿周向方向设置长管棚，在套拱上设置多根中空注浆锚杆，在套拱的拱脚处设置多根注浆小导管，对中空注浆锚杆和注浆小导管注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；采用水泥稳定土反压回填。该偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，可以避免大断面开挖回填，保证围岩稳定性，有效减小围岩应力重分布，而且节省工程造价和时间，施工更加方便安全，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的偏压隧道洞口开挖防护结构的结构示意图；

其中，1、原始地面线；2、边仰坡防护层；3、注浆小导管；4、工字钢；5、长管棚；6、套拱；7、预埋套管；8、明挖区；9、水泥稳定土回填区；10、隔水黏土层；11、中空注浆锚杆；12、TBS防护层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，包括：

S1，挖掉局部范围的山体，浇筑套拱6；

如图2所示，在隧道拱顶，即距原始地面线1高度小于4.5m范围处先进行局部范围的山体开挖，开挖时根据地质情况确定开挖坡比，且坡比满足规范要求，开挖范围为隧道初衬外山体即明挖区8。

开挖后设置套拱6，套拱6施工时先施工拱形的工字钢4，多根工字钢通过纵向钢筋连接组成工字钢架，工字钢架施工完成后现浇C25混凝土以完成套拱的架设。

其中，为避免暗洞爆破开挖对偏压侧隧道的影响，可先将暗洞开挖支护10m后再进行偏压隧道侧套拱浇筑。

S2，在套拱6上沿周向方向设置长管棚5，在套拱6上设置多根中空注浆锚杆11，在套拱6的拱脚处设置多根注浆小导管3，对中空注浆锚杆11和注浆小导管3注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；

注浆小导管3作业设置在V级围岩深埋地段，注浆小导管3由热轧无缝钢管注浆加固形成，注浆浆液采用水泥一水玻璃浆液。中空注浆锚杆11作业设置在V级围岩一般地段，用以加固拱部软弱围岩。

S3，采用水泥稳定土反压回填。

对水泥稳定土回填区9采用水泥稳定土进行反压回填，水泥稳定土中不含有石块、碎砖、灰渣及有机杂物，也不采用带有膨胀性的黏土，回填施工应均匀对称进行，并分层夯实，两侧回填土面高差不得大于0.5m。

需要说明的是，回填土的密实度大于0.8，粒径小于等于0.15m；人工夯实每层厚度小于等于0.25m，或者机械夯实每层厚度小于等于0.3m。

在本发明实施例中，挖掉局部范围的山体，浇筑套拱6；在套拱6上沿周向方向设置长管棚5，在套拱6上设置多根中空注浆锚杆11，在套拱6的拱脚处设置多根注浆小导管3，对中空注浆锚杆11和注浆小导管3注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；采用水泥稳定土反压回填。该偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，可以避免大断面开挖回填，保证围岩稳定性，有效减小围岩应力重分布，而且节省工程造价和时间，施工更加方便安全，可靠性高。

在上述实施例的基础上，在套拱6上沿周向方向设置长管棚5包括：

待浇筑套拱的C25混凝土强度达到95％后，在套拱上沿周向方向设置安装孔，在安装孔内放置长管棚，对长管棚进行注浆加固。

在本发明实施例中，注浆浆液采用水泥一水玻璃浆液。长管棚由两种不同长度的无缝钢管采用丝扣连接而成。

在上述实施例的基础上，在安装孔内放置长管棚5包括：

长管棚5的一端位于安装孔内，另一端位于土壤内；其中，位于土壤内的长管棚5的长度为8～12m。

在本发明实施例中，位于土壤内的长管棚5的长度为10m，通过设置长管棚5以保证施工安全。

在上述实施例的基础上，在采用水泥稳定土反压回填之前还包括：

在套拱6的上方沿径向方向设置多根预埋套管7，预埋套管7与排水系统相连通。

在本发明实施例中，为避免套拱6上产生积水，需设置排水措施。具体方法为：在套拱6上设置型号为φ30PVC的预埋套管7，将套拱6上的水引排至初衬上，然后通过隧道的排水系统排出。

在上述实施例的基础上，在采用水泥稳定土反压回填之后还包括：

设置隔水黏土层10，隔水黏土层10在纵向方向和横向方向均具有预设坡度。

在本发明实施例中，水泥稳定土回填结束后设置隔水黏土层10，隔水黏土层上设截水沟，隔水黏土层在纵向方向和横向方向均具有预设坡度，以达到排水效果，坡度应满足规范要求。隔水黏土层10上需植草防护，恢复山体绿化，即在隔水黏土层10上设置植草防护层。反压回填施工结束后偏压隧道一侧的开挖与常规暗洞段一致。

在上述实施例的基础上，在采用水泥稳定土反压回填之前还包括：

对边仰坡进行喷锚网防护。

在本发明实施例中，在采用水泥稳定土反压回填之前，在边仰坡上设置边仰坡防护层2，边仰坡防护层2的施工方法为：在边仰坡上设置钢筋网和呈梅花形布置的多根中空砂浆锚杆，对钢筋网喷射C20混凝土。

其中，钢筋网的钢筋直径及相邻的两根钢筋之间的间距根据规范进行取值，在此不作具体限定。混凝土的厚度可以为10cm。

需要说明的是，在边仰坡防护层2上未回填水泥稳定土的部分设置有TBS防护层12，采用TBS植草护坡，可以保证生态环境不被过度破坏。

本发明实施例提供的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，挖掉局部范围的山体，浇筑套拱6；在套拱6上沿周向方向设置长管棚5，在套拱6上设置多根中空注浆锚杆11，在套拱6的拱脚处设置多根注浆小导管3，对中空注浆锚杆11和注浆小导管3注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；在套拱6的上方沿径向方向设置多根预埋套管7，预埋套管7与排水系统相连通；对边仰坡进行喷锚网防护；采用水泥稳定土反压回填；水泥稳定土回填结束后，设置隔水黏土层10，隔水黏土层10在纵向方向和横向方向均具有预设坡度；在边仰坡防护层2上未回填水泥稳定土的部分设置有TBS防护层12。该偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，可以避免大断面开挖回填，保证围岩稳定性，有效减小围岩应力重分布，而且节省工程造价和时间，施工更加方便安全，可靠性高。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，包括：

挖掉局部范围的山体，浇筑套拱；

在所述套拱上沿周向方向设置长管棚，在所述套拱上设置多根中空注浆锚杆，在所述套拱的拱脚处设置多根注浆小导管，对所述中空注浆锚杆和所述注浆小导管注浆，以构筑复合式衬砌支护结构；

采用水泥稳定土反压回填。

2.根据权利要求1所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，所述在所述套拱上沿周向方向设置长管棚包括：

待浇筑所述套拱的混凝土强度达到95％后设置安装孔，在所述安装孔内放置所述长管棚，对所述长管棚进行注浆加固。

3.根据权利要求2所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，所述在所述安装孔内放置所述长管棚包括：

所述长管棚的一端位于所述安装孔内，另一端位于土壤内；

位于所述土壤内的所述长管棚的长度为8～12m。

4.根据权利要求1所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，在所述采用水泥稳定土反压回填之前还包括：

在所述套拱的上方沿径向方向设置多根预埋套管，所述预埋套管与排水系统相连通。

5.根据权利要求1所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，所述采用水泥稳定土反压回填包括：

密实度大于等于0.8，粒径小于等于0.15m；人工夯实每层厚度小于等于0.25m，或者机械夯实每层厚度小于等于0.3m。

6.根据权利要求1所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，在所述采用水泥稳定土反压回填之后还包括：

设置隔水黏土层，所述隔水黏土层在纵向方向和横向方向均具有预设坡度。

7.根据权利要求6所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，在所述设置隔水黏土层之后还包括：

所述隔水黏土层上设有至少一条截水沟。

8.根据权利要求6所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，在所述设置隔水黏土层之后还包括：

在所述隔水黏土层上设置植草防护层。

9.根据权利要求1所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，在所述采用水泥稳定土反压回填之前还包括：

对边仰坡进行喷锚网防护。

10.根据权利要求9所述的偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其特征在于，所述对边仰坡进行喷锚网防护包括：

在所述边仰坡上设置钢筋网和呈梅花形布置的多根中空砂浆锚杆，对所述钢筋网喷射C20混凝土。

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