CN111911183B - 一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，包括以下步骤：S1，施作洞口天沟排水系统；S2，仰坡滑坡范围进行钢管桩注浆加固；S3，施作端墙式导向墙结构，具体为：S31，分层开挖支护导向墙及洞门范围土体，分别对临时仰坡和临时边坡进行支护；S32，施作导向墙固定钢架，并将孔口管绑扎于钢架外侧；S33，利用隧道核心土及导向墙固定钢架作为支撑，绑扎导向墙底模；利用隧道核心土与土钉墙作为支撑，绑扎导向墙外模；S34，在导向墙底模、导向墙外模及内侧土钉墙支撑下，浇筑导向墙砼结构，形成端墙体，待砼强度达到设计强度的70％后，拆除导向墙底模和导向墙外模；S4，以端墙体为支撑，施作大管棚；S5，进行洞门、暗洞开挖及支护。

Description

一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法。
背景技术
由于工程地质、水文地质及人类活动等因素的影响，隧道洞口仰坡土层形成工程小滑坡的情况越来越多的出现。如某铁路枢纽东环线木耳隧道进口仰坡范围土层较厚，隧道洞口拉槽开挖后，由于坡脚切坡及连续强降雨影响，隧道仰坡范围出现沉降开裂、变形滑移，变形范围近30m，形成工程小滑坡。为确保施工及铁路运营安全，需对洞口仰坡范围滑坡进行处理。
关于隧道仰坡工程小滑坡的处理，目前主要有清方、支挡等处理方案。清方可有效确保工程安全，但是清方可能导致滑坡范围扩大，影响邻近构筑物安全，同时清方将破坏仰坡植被，影响生态环境；支挡方案是滑坡处理常规工程措施，但是对于仰坡范围滑坡，单纯支挡方案由于隧道结构的影响，其设置位置将大受影响，如东环线木耳隧道进口仰坡范围抗滑桩需要设置到距离洞口30m位置，该范围已超出滑坡范围，支挡工程设置未对滑坡体提供有效挡护。
因此，针对隧道洞口仰坡小滑坡，有必要结合运营及进洞施工安全要求，提出一种技术经济优势明显的技术方案。
发明内容
针对目前存在的技术问题，本发明提供一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，以解决现有技术的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，包括以下步骤：
S1，施作洞口天沟排水系统，避免滑坡体外地表水渗入滑坡体；
S2，为确保施工安全，仰坡滑坡范围进行钢管桩注浆加固，使滑坡土体保持稳定状态；
S3，施作端墙式导向墙结构，具体为：
S31，分层开挖支护导向墙及洞门范围土体，分别对临时仰坡和临时边坡进行支护；
S32，施作导向墙固定钢架，并将孔口管绑扎固定于导向墙固定钢架外侧；
S33，然后利用隧道核心土及导向墙固定钢架作为支撑，以隧道二衬外轮廓作为导向墙底模边线，绑扎导向墙底模；利用隧道核心土与土钉墙作为支撑，绑扎导向墙外模；
S34，在导向墙底模、导向墙外模及内侧土钉墙支撑下，浇筑导向墙砼结构，形成端墙体，待砼强度达到设计强度的70％后，拆除导向墙底模和导向墙外模；
S4，以端墙体为支撑，施作大管棚；
S5，在端墙式导向墙保护下，进行洞门、暗洞开挖及支护。
作为优选，所述步骤S31包括如下步骤：
S311，第一层开挖至导向墙衬砌拱顶范围，形成临时仰坡和临时边坡，
对临时仰坡：首先初喷混凝土，安设土钉，绑扎钢筋网，复喷混凝土后形成土钉支护；对临时边坡，首先初喷混凝土，安设锚杆，绑扎钢筋网，复喷混凝土后形成喷锚杆支护；
S312，第二层开挖至导向墙墙底，按第一步要求施作临时仰坡土钉墙及临时边坡喷锚支护；为确保仰坡土体稳定，第二层开挖时，只开挖导向墙范围内土体，隧道范围土体预留作为核心土。
作为优选，所述步骤S3在施工时，为确保导向墙后期稳定性，导向墙嵌入的临时边坡应结合后期洞门施工临时边坡确定，应防止后期洞门施工边坡开挖导致导向墙两侧嵌固作用消失。
作为优选，所述步骤S4在施作时将大管棚的钢管与孔口管之间采用水泥浆回填密实，同时将孔口管与大管棚的钢管尾部焊接为整体。
作为优选，所述步骤S3中的端墙式导向墙，包括由砼浇筑形成的端墙体，该端墙体的两侧均嵌入左右侧边坡的岩土内，所述端墙体在沿隧道纵向上通过土钉支护与土体相连，该土钉支护的尾端伸入所述端墙体内。
作为优选，所述端墙体的两侧嵌入对应侧岩体的距离≥0.5m。
作为优选，所述土钉支护伸入端墙体内的距离≥0.5m。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的端墙式导向墙结构，发挥着多种受力体系的组合作用，其中端墙体嵌入两侧岩体，起着临时洞门端墙的作用；端墙体与土钉支护形成土钉墙作用；端墙体与大管棚形成悬臂挡墙作用。在多种受力体系组合作用下，该端墙式导向墙结构，结构稳定，安全可靠，提高了其纵向承重能力。同时，基于该端墙式导向墙结构的隧道仰坡小滑坡进洞工法，是在端墙式导向墙保护下进行隧道施工，有效避免了大开挖，减少了开挖及坡面防护工程数量，节约了资源并减少了对生态环境的破坏。同时端墙式导向墙受力体系纵向抗滑移及抗倾覆能力高，能解决目前洞门结构浇筑滞后主体工程时间较长的施工现状可能导致的仰坡稳定性问题。由于端墙式导向墙不需要拆除，运营期间同样可抵挡仰坡土体土压力，由此可见，端墙式导向墙为永临结合的结构，可有效确保仰坡小滑坡情况下隧道施工及运营安全。
附图说明：
图1为本发明中的端墙式导向墙结构的主视图；
图2为图1的侧视图；
图3为图1中的I-I剖视图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如附图1-附图3所示的端墙式导向墙，包括由砼浇筑形成的端墙体1，该端墙体1的两侧均嵌入左右侧边坡的岩土内，且端墙体1的两侧嵌入对应侧岩体边坡的距离≥0.5m，9为岩土分界线。端墙体1在沿隧道纵向上通过土钉支护2与土体相连，该土钉支护2的尾端伸入端墙体1内的距离≥0.5m，在端墙体1上设有大管棚4，端墙体1与大管棚4连接为整体形成悬臂挡墙作用，具有良好的抗滑移能力，大管棚4采用现有结构，同时为了提高稳定性，将大管棚4的钢管尾部与孔口管13焊接，且大棚管4与孔口管13之间用水泥浆回填密实。
土钉支护2采用现有结构形式及施作方式。
本发明的一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，包括以下步骤：
S1，施作洞口天沟8排水系统，避免滑坡体外地表水渗入滑坡体；
S2，为确保施工安全，仰坡滑坡范围进行钢管桩6注浆加固，使滑坡土体保持基本稳定状态；
S3，施作端墙式导向墙结构，具体为：
S31，分层开挖支护导向墙及洞门范围土体，分别对临时边、仰坡进行支护，导向墙两侧应嵌入临时边坡52的距离不小于0.5m，具体分层开挖过程如下；
S311，第一层开挖至导向墙衬砌拱顶范围，形成临时仰坡51和临时边坡52；
对临时仰坡51：首先初喷混凝土，安设土钉(包括钻孔、插筋、注浆、垫板等)，绑扎钢筋网，复喷混凝土后形成土钉支护2；对临时边坡52，首先初喷混凝土，安设锚杆(包括钻孔、插筋、压浆、张拉固定等)，绑扎钢筋网，复喷混凝土后形成边坡喷锚杆支护3；
S312，第二层开挖至导向墙墙底，同样按照第一步的要求施作临时仰坡土钉支护2及边坡喷锚杆支护3；为确保仰坡土体稳定，第二层开挖时，只开挖导向墙范围内土体，隧道范围土体预留作为核心土；
为加强导向墙抗滑移能力，导向墙范围土钉筋体浇入导向墙内的距离不小于0.5m，使导向墙与土钉形成受力整体；
为确保导向墙后期稳定性，导向墙嵌入的临时边坡52应结合后期洞门施工临时边坡确定，应防止后期洞门施工边坡开挖导致导向墙两侧嵌固作用消失的情况发生，该导向墙后期不需要拆除，为永临结合的纵向支撑结构；
S,32，施作导向墙固定钢架14，并将孔口管13绑扎固定于导向墙固定钢架14外侧；
S33，利用隧道核心土及导向墙固定钢架14作为支撑，以隧道二衬15外轮廓作为导向墙底模12边线，绑扎导向墙底模12，利用核心土与土钉墙作为支撑，绑扎导向墙外模11；
S34，在导向墙底模12、导向墙外模11及内侧土钉墙支撑下，浇筑导向墙砼结构，形成端墙体1，待砼强度达到设计强度的70％后，拆除导向墙底模12和导向墙外模11；
S4，以端墙体1为支撑，施作大管棚4，端墙体1为洞口超前支护大管棚提供了工作面，为避免大管棚与导向墙之间产生相对滑动，将大管棚钢管与孔口管13之间采用水泥浆回填密实，同时将孔口管13与管棚钢管尾部焊接为整体；
S5，在端墙式导向墙保护下，进行洞门16、暗洞开挖及支护。
其他未具体说明的过程采用本领域的常规方式，在此不做进一步详细描述。
上述基于端墙式导向墙的隧道仰坡小滑坡进洞工法，关键在于端墙式导向墙。通过对仰坡滑动土体采用钢管桩6注浆加固后，在临时仰坡土钉墙作用下，进行端墙式导向墙的施作，能有效确保隧道导向墙施作期间仰坡稳定性。由端墙体1、大管棚4、土钉支护2组成的端墙式导向墙，发挥着多种受力体系的组合作用；其中端墙体1嵌入两侧岩体，起着临时洞门端墙的作用；端墙体1与土钉支护2形成土钉墙作用，端墙体通过土钉与土体形成整体；端墙体1与大管棚4连接牢靠，形成悬臂挡墙作用，端墙体与倾斜端墙平行设置，可提高仰坡临时坡面稳定性。端墙式导向墙结构与大管棚及临时仰坡锚杆形成有效的纵向受力体系，在多种受力体系组合作用下，端墙式导向墙结构稳定，安全可靠。在端墙式导向墙保护下进行隧道施工，有效避免了滑坡清方引起大开挖，减少了开挖及坡面防护工程数量，有效地节约了资源并减少了对生态环境的破坏。同时端墙式导向墙受力体系纵向抗滑移及倾覆能力高，能解决目前洞门结构施作时间滞后较长的施工现状可能导致的仰坡稳定性问题。由于端墙式导向墙不需要拆除，运营期间同样可抵挡仰坡土体土压力，由此可见，端墙式导向墙为永临结合的结构，可有效确保仰坡小滑坡情况下隧道施工及运营安全。
本发明创造性地提出利用端墙式导向墙作为抵抗仰坡滑坡土压力的主体结构，通过简单的岩土理论方法，解决了复杂的工程问题，在确保仰坡小滑坡情况下隧道施工及运营安全的同时，有效地节约了资源，保护了环境，是一种绿色的施工方法，技术经济优势明显。
以上描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，施作洞口天沟排水系统，避免滑坡体外地表水渗入滑坡体；
S2，为确保施工安全，仰坡滑坡范围进行钢管桩(6)注浆加固，使滑坡土体保持稳定状态；
S3，施作端墙式导向墙结构，具体为：
S31，分层开挖支护导向墙及洞门范围土体，分别对临时仰坡(51)和临时边坡(52)进行支护，包括：
S311，第一层开挖至导向墙衬砌拱顶范围，形成临时仰坡(51)和临时边坡(52)；
对临时仰坡(51)：首先初喷混凝土，安设土钉，绑扎钢筋网，复喷混凝土后形成土钉支护(2)；对临时边坡(52)，首先初喷混凝土，安设锚杆，绑扎钢筋网，复喷混凝土后形成喷锚杆支护(3)；
S312，第二层开挖至导向墙墙底，按第一步要求施作临时仰坡土钉墙及临时边坡喷锚支护；为确保仰坡土体稳定，第二层开挖时，只开挖导向墙范围内土体，隧道范围土体预留作为核心土；
S32，施作导向墙固定钢架(14)，并将孔口管(13)绑扎固定于该导向墙固定钢架(14)外侧；
S33，利用隧道核心土及导向墙固定钢架(14)作为支撑，以隧道二衬(15)外轮廓作为导向墙底模(12)边线，绑扎导向墙底模(12)，利用隧道核心土与土钉墙作为支撑，绑扎导向墙外模(11)；
S34，在导向墙底模(12)、导向墙外模(11)及内侧土钉墙支撑下，浇筑导向墙砼结构，形成端墙体(1)，待砼强度达到设计强度的70％后，拆除导向墙底模(12)和导向墙外模(11)；
S4，以端墙体(1)为支撑，施作大管棚(4)；
S5，在端墙式导向墙保护下，进行洞门(16)、暗洞开挖及支护。
2.根据权利要求1所述的一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，其特征在于：所述步骤S3在施工时，为确保导向墙后期稳定性，导向墙嵌入的临时边坡(52)应结合后期洞门施工临时边坡确定，应防止后期洞门施工边坡开挖导致导向墙两侧嵌固作用消失。
3.根据权利要求1所述的一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，其特征在于：所述步骤S4在施作时将大管棚(4)的钢管与孔口管(13)之间采用水泥浆回填密实，同时将孔口管(13)与大管棚(4)的钢管尾部焊接为整体。
4.根据权利要求1所述的一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，其特征在于：所述步骤S3中的端墙式导向墙包括由砼浇筑形成的端墙体(1)，该端墙体(1)的两侧均嵌入左右两侧边坡的岩土内，所述端墙体(1)在沿隧道纵向上通过土钉支护(2)与土体相连，该土钉支护(2)的尾端伸入所述端墙体(1)内。
5.根据权利要求4所述的一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，其特征在于：所述端墙体(1)的两侧嵌入对应侧边坡岩体的距离≥0.5m。
6.根据权利要求5所述的一种基于端墙式导向墙结构的隧道进洞工法，其特征在于：所述土钉支护(2)伸入端墙体(1)内的距离≥0.5m。
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