CN111608701A - 一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,如下:步骤一、开挖隧道洞顶塌方土体,然后在塌方区域上方、且由洞口沿隧道开挖方向施作第一节段钢拱架混凝土盖板;钢拱架混凝土盖板的左右端部对应设置有向外侧伸出的、且与各侧板相垂直的板状的盖板左拱脚和盖板右拱脚。步骤二、分别锁紧盖板左拱脚和盖板右拱脚。步骤三、然后开挖隧道,然后在盖板顶部回填原开挖的土体。步骤四、重复步骤一~步骤三,连接于第一节段钢拱架混凝土盖板端部施作下一阶段钢拱架混凝土盖板,完成后,继续施作下一节段钢拱架混凝土盖板,直至完成塌方区域内盖板的施工。采用该处治方法不需要改变隧道原有的暗挖开挖方式,节省了费用。
Description
【技术领域】
本发明属于隧道灾害治理技术领域,尤其涉及一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法。
【背景技术】
浅埋隧道进洞口段一般采用套拱管棚的施工方案。对于土石分界明显的隧道掌子面可以分别采用不同的施工方法,即掌子面岩石分布区域采用爆破施工,掌子面土层分布区域采用机械施工。夏季隧道进洞口段施工时自然因素如连续降雨天气会有很大的风险导致隧道塌方。造成塌方的主要原因是隧道掌子面土石分界明显,降水对隧道洞顶覆盖土层不间断渗透和浸泡,掌子面土体逐渐趋向饱和软化,自重增加,土体的摩擦力和粘聚力降低,产生塑性变形。在掌子面岩石分布区域爆破震动作用下拱顶土体顺着土岩分界线开始向下掉落,最终造成土体塌方,塌方部位的管棚钢管部分被压弯和折断。
一般采用明挖法来处治浅埋隧道进洞口段冒顶塌方。若把原设计左幅或右幅隧道塌方段明挖后改为道路,则浅埋双幅隧道一长一短造成视觉不美观协调。采用明挖后原地回填施工工期较长,明挖回填部分边坡还需采用临时喷锚支护,超出明洞回填部分还要采用强支护如框架梁再加上征地安放土体,其造价较高。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,不需要改变隧道原有的暗挖开挖方式,节省了费用。
本发明采用以下技术方案:一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,该处治方法如下:
步骤一、开挖隧道洞顶塌方土体,然后在塌方区域上方、且由洞口沿隧道开挖方向施作第一节段钢拱架混凝土盖板,钢拱架混凝土盖板位于塌方区域的隧道拱身上方,且与拱身的弧度相一致;钢拱架混凝土盖板左右跨越塌方区域;
钢拱架混凝土盖板的左右端部对应设置有向外侧伸出的、且与各侧板相垂直的板状的盖板左拱脚和盖板右拱脚;设定盖板左拱脚位于塌方区域内的原设计隧道的拱身侧,盖板右拱脚位于塌方区域内的原设计隧道的拱脚外侧。
步骤二、分别锁紧盖板左拱脚和盖板右拱脚。
步骤三、然后开挖隧道,隧道掌子面岩石分布区域采用爆破开挖,隧道掌子面土体分布区域采用机械开挖,出渣后,在隧道洞内、且紧贴于钢拱架混凝土盖板内壁施作隧道初期支护,然后在盖板顶部回填原开挖的土体。
步骤四、重复步骤一~步骤三,连接于第一节段钢拱架混凝土盖板端部施作下一阶段钢拱架混凝土盖板,完成后,继续施作下一节段钢拱架混凝土盖板,直至完成塌方区域内盖板的施工。
进一步地,该盖板左拱脚的宽度和厚度均大于盖板右拱脚的宽度和厚度。
进一步地,在步骤三中,开挖隧道时,在隧道内、且沿隧道中心线布设竖直向的临时中隔墙。
进一步地,在盖板左拱脚施作多根锚杆,各锚杆均垂直嵌入接触岩面;在盖板右拱脚施作多根钢花管,各钢花管均垂直嵌入接触地基中。
进一步地,在各盖板和初期支护间设置有与它们的形状相一致的防水板。
进一步地,在盖板左拱脚和盖板右拱脚下方的接触岩面和地基中均埋设有管出口朝向各拱脚外侧的排水管。
本发明的有益效果是:1.采用了施作盖板的方法处理塌方区域额,施作盖板后,不需要改变隧道原有的暗挖开挖方式;且施作的盖板与原有的岩石连接成一个整体,能够承载上方土体,保证了施工的安全性;且避免了明洞回填部分需要采用强支护如框架梁再加上征地安放土体的缺点,造价低。2.盖板利用开挖后的土体作为土模,就地取材,不需要土体处理或土体运送,缩短了工期,节省了费用。
【附图说明】
图1为浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治结构和方法示意图;
其中:a.塌方区域;1.钢拱架混凝土盖板;2.盖板左拱脚;3.盖板右拱脚;4.锚杆;5.钢花管。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本实施例一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,如图1所示,该处治方法如下:
步骤一、开挖隧道洞顶塌方土体,然后在塌方区域a上方、且由洞口沿隧道开挖方向施作第一节段钢拱架混凝土盖板1,钢拱架混凝土盖板1位于塌方区域a的隧道拱身上方,且与拱身的弧度相一致;钢拱架混凝土盖板1左右跨越塌方区域a。
钢拱架混凝土盖板1的左右端部对应设置有向外侧伸出的、且与各侧板相垂直的板状的盖板左拱脚2和盖板右拱脚3;设定盖板左拱脚2位于塌方区域内的原设计隧道的拱身侧,盖板右拱脚3位于塌方区域内的原设计隧道的拱脚外侧。
步骤二、分别锁紧盖板左拱脚2和盖板右拱脚3。
为实现锁紧,在盖板左拱脚2施作多根锚杆4,施作锚杆要比系统锚杆稠密。各锚杆4均垂直嵌入接触岩面。在盖板右拱脚3施作多根钢花管5,各钢花管5均垂直嵌入接触地基中。具体操作为,在各盖板拱脚上均要安放法兰盘,多个锚杆4的上端穿过盖板左拱脚2,与该侧的法兰盘一体锚固连接,且与盖板左拱脚2一体连接。锚杆与法兰盘连接为整体,目的都是为防止盖板下滑脱落。多个钢花管5的上端穿过盖板右拱脚3,与该侧的法兰盘一体锚固连接,且与盖板右拱脚3连接,钢花管5应嵌入岩石的深度不小于3m。
在盖板左拱脚2和盖板右拱脚3处容易积水下渗,则在各盖板和初期支护间设置有与它们的形状相一致的防水板。在盖板左拱脚2和盖板右拱脚3下方的接触岩面和地基中均埋设有管出口朝向各拱脚外侧的排水管。积水可从排水管排出。
步骤三、然后开挖隧道,隧道掌子面岩石分布区域采用爆破开挖,隧道掌子面土体分布区域采用机械开挖,出渣后,在隧道洞内、且紧贴于盖板内壁施作隧道初期支护,然后在盖板顶部回填原开挖的土体。采用了施作盖板的方法,施作盖板后,不需要改变隧道原有的暗挖开挖方式。且施作盖板后,在盖板左拱脚2施作多根锚杆4,且通过锚杆嵌入岩石,在盖板右拱脚3,通过设置钢花管5,其端部嵌入岩石,实现盖板与原未坍塌岩石以及一侧基石间的连接,连接稳固,保证了再次施工的安全性。
步骤四、重复步骤一~步骤三,连接于第一节段钢拱架混凝土盖板a端部施作下一阶段钢拱架混凝土盖板,完成后,继续施作下一节段钢拱架混凝土盖板,直至完成冒顶塌方区域内盖板的施工。
上述盖板左拱脚2的宽度和厚度均大于盖板右拱脚3的宽度和厚度。其目的是为了增加自重,由于盖板左拱脚2位于塌方区域内的原设计隧道的拱身侧,与盖板右拱脚3相比,就是位于斜上方的位置,增加该拱脚的重量,避免盖板向盖板右拱脚3侧倾倒。
在步骤三中,开挖隧道时,在隧道内沿隧道中心线布设竖直向的临时中隔墙。中隔墙的设置也根据现场的实际情况定,在采用爆破开挖时,如果开挖岩石时,对拱身的稳定性的影响不大,且不需要设置,或者少设置中隔墙。
在一浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处进行如下施工:
一.如图1所示,在浅埋隧道进洞口段按1:0.75先放坡开挖冒顶塌方区域a土体,同时做好边坡防护和边坡变形监测,并清理被压弯和折断的管棚钢管,清理之后,此处不再施作管棚。
二.在塌方区域a上方、且由洞口沿隧道开挖方向施作按每5-10m为一节段施工盖板,施工盖板时,利用开挖后的土体作为土模,施作50cm厚钢拱架混凝土盖板1,钢拱架混凝土盖板1的左右端部对应设置有向外侧伸出的、为板状的盖板左拱脚2和盖板右拱脚3;盖板左拱脚2和盖板右拱脚3宽度不小于1m。盖板左拱脚2嵌入岩面至少30cm。盖板左拱脚2比盖板右拱脚3加厚加宽一些。盖板左拱脚2采用法兰盘与锚杆4一体锚固,下端嵌入接触岩面。另外,在各拱脚处可埋设监测元件,持续输出数据,以在过程中监测盖板的实时状态,如果发现数据变化较大,变形量超过预期,则停工检查,直至找出危险源并消除。
三.分别锁紧盖板左拱脚2和盖板右拱脚3,盖板右拱脚3采用法兰盘与钢花管一体锚固,钢花管为Ф108,长7m,间距1.0×0.8m,钢花管应嵌入岩石不小于3m。如隧道右拱脚一侧基岩面升高,起约束作用的钢花管可相应调整为长3m的早强砂浆锚杆。
四.做完盖板并锁好脚后,然后开挖隧道,隧道掌子面岩石分布区域采用爆破开挖,隧道掌子面土体分布区域采用机械开挖,出渣后立即施作隧道初期支护,初期支护与盖板之间要密贴,待钢拱架混凝土盖板强度达到80%以上时,在盖板顶部回填土体。
由于盖板左拱脚2和盖板右拱脚3容易积水下渗,在施作初期支护前,先施作应在盖板和初期支护间应施作防水板,盖板左右两脚混凝土中预埋排水管,排水管设置为左右向,出口均朝向对应侧的外侧,将积水引流至外侧,起到引流导水的作用。
五.连接于第一节段钢拱架混凝土盖板a端部施作下一阶段钢拱架混凝土盖板,完成后,继续施作下一节段钢拱架混凝土盖板,直至完成塌方区域a内盖板的施工。
Claims (6)
1.一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,其特征在于,该处治方法如下:
步骤一、开挖隧道洞顶塌方土体,然后在塌方区域(a)上方、且由洞口沿隧道开挖方向施作第一节段钢拱架混凝土盖板(1),所述钢拱架混凝土盖板(1)位于塌方区域(a)的隧道拱身上方,且与拱身的弧度相一致;所述钢拱架混凝土盖板(1)左右跨越所述塌方区域(a);
所述钢拱架混凝土盖板(1)的左右端部对应设置有向外侧伸出的、且与各侧板相垂直的板状的盖板左拱脚(2)和盖板右拱脚(3);设定所述盖板左拱脚(2)位于塌方区域内的原设计隧道的拱身侧,所述盖板右拱脚(3)位于塌方区域内的原设计隧道的拱脚外侧;
步骤二、分别锁紧所述盖板左拱脚(2)和盖板右拱脚(3);
步骤三、然后开挖隧道,隧道掌子面岩石分布区域采用爆破开挖,隧道掌子面土体分布区域采用机械开挖,出渣后,在隧道洞内、且紧贴于钢拱架混凝土盖板(1)内壁施作隧道初期支护,然后在盖板(1)顶部回填原开挖的土体;
步骤四、重复步骤一~步骤三,连接于所述第一节段钢拱架混凝土盖板(a)端部施作下一阶段钢拱架混凝土盖板,完成后,继续施作下一节段钢拱架混凝土盖板,直至完成所述塌方区域(a)内盖板的施工。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,其特征在于,所述盖板左拱脚(2)的宽度和厚度均大于所述盖板右拱脚(3)的宽度和厚度。
3.根据权利要求2所述的一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,其特征在于,在所述步骤三中,开挖隧道时,在隧道内、且沿隧道中心线布设竖直向的临时中隔墙。
4.根据权利要求2或3所述的一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,其特征在于,在所述盖板左拱脚(2)施作多根锚杆(4),各所述锚杆(4)均垂直嵌入接触岩面;在所述盖板右拱脚(3)施作多根钢花管(5),各所述钢花管(5)均垂直嵌入接触地基中。
5.根据权利要求4所述的一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,其特征在于,在各盖板和初期支护间设置有与它们的形状相一致的防水板。
6.根据权利要求5所述的一种浅埋隧道进洞口段冒顶塌方处治方法,其特征在于,在所述盖板左拱脚(2)和盖板右拱脚(3)下方的接触岩面和地基中均埋设有管出口朝向各拱脚外侧的排水管。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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