CN112780313A - 一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法 - Google Patents
一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112780313A CN112780313A CN202110300770.8A CN202110300770A CN112780313A CN 112780313 A CN112780313 A CN 112780313A CN 202110300770 A CN202110300770 A CN 202110300770A CN 112780313 A CN112780313 A CN 112780313A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- weak
- anchor
- active control
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007774 longterm Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 47
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/14—Layout of tunnels or galleries; Constructional features of tunnels or galleries, not otherwise provided for, e.g. portals, day-light attenuation at tunnel openings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法，包括隧道、辅助洞和主动控制组件，所述隧道开设在软弱围岩内，所述辅助洞开设在位于所述软弱围岩上方的地层，所述主动控制组件连接在所述辅助洞与所述隧道之间，所述主动控制组件包括若干组加固单元。本发明可以通过辅助洞对失效后的预应力锚索进行调整或更换，可以根据沉降的变化对预应力锚索的预应力进行动态化调节，对沉降的控制能实现主动的可调节性和精准调控，有利于维护隧道的长期运营。
Description
技术领域
本发明涉及隧道沉降控制技术领域，具体涉及一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法。
背景技术
对于隧道处于软弱围岩的情况，由于土层的固结尚未结束，隧道的沉降变形不仅发生在施工期，并且在运营期间仍在进行，而地层的沉降带动隧道变形，导致隧道发生破坏，对于隧道的安全性及长期运营有极大的危害。
当前控制软弱地层隧道的长期沉降主要采用基底加固的办法，包括压密注浆和高压旋喷桩等方式，此类方法是通过对隧道基底地层的强化，提高土层性质从而实现对隧道沉降变形的控制。但是当前基底加固技术存在以下几个方面的缺陷：其一，当前的基底加固技术措施是在隧道内部进行大范围施工，使得工期增长，隧道投入运营的时间推迟；其二，当前的基底加固技术措施是一种被动式的控制方法，而隧道随里程各断面的地层条件不同，需要控制的沉降不同，基底加固技术措施无法根据各区域的不同沉降控制要求做出对应调整；其三，当前的基底加固技术措施在隧道投入运营后无法对加固后的基底进行调整和维护，从隧道的使用年限要求来看，无法进行维护的基底加固的技术措施并不利于隧道的长期运营。
发明内容
本发明的目的在于提供一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法，以解决如何主动性地完成抑制既有隧道的长期沉降以保证隧道安全性问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构，包括隧道、辅助洞和主动控制组件，所述隧道开设在软弱围岩内，所述辅助洞开设在位于所述软弱围岩上方的地层，所述主动控制组件连接在所述辅助洞与所述隧道之间，所述主动控制组件包括若干组加固单元。
本发明在软弱围岩上方的地层开设辅助洞，在所述辅助洞与所述隧道之间设置有若干组加固单元组成的主动控制组件，相比传统的基底加固的方式，所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构可根据不同区域的不同程度的沉降变形，对每组加固单元设置不同的预应力，使得对伏软弱地层隧道长期沉降的控制具有主动的可调节性，可实现精准调控。
进一步地，所述加固单元包括加固曲面梁、锚索和固定组件，所述加固曲面梁设置在隧道的初期支护上，所述加固曲面梁及所述初期支护上均设置有预留孔洞，所述锚索的第一端穿设于所述预留孔洞并通过所述固定组件与所述加固曲面梁连接，所述锚索的第二端穿设于所述预留孔洞并通过所述固定组件与所述预留孔洞的内壁连接。
上述优选实施例的有益效果是：预留孔洞的内壁与隧道的初期支护上的加固曲面梁之间设置若干组加固单元，并通过所述加固构件将所述辅助洞和隧道连接成整体，加固单元的数量及其各个加固单元的预应力的设置，均可以依据不同区域的不同程度的沉降变形来决定，实现主动性控制。
进一步地，所述固定组件包括锚具和锚头，所述锚头套接在所述锚索的两端，所述锚具位于所述加固曲面梁与所述锚头之间及所述预留孔洞的内壁与所述锚头之间。
上述优选实施例的有益效果是：固定组件采用锚具和锚头的结构，施工简单且成本低，先将锚具加装在加固曲面梁与锚头之间及预留孔洞的内壁与锚头之间，再将锚头套接在锚索的两端即可完成固定组件的安装。
进一步地，若干组所述加固单元的各个锚索的预应力不同。
上述优选实施例的有益效果是：通过设置加固单元的各个锚索的不同预应力，对沉降的控制能实现主动的可调节性和精准调控，且可以根据不同区域的不同程度的沉降变形来选择加固单元的数量。
一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构的控制方法，采用所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构对所述长期沉降的下伏软弱地层隧道进行控制，包括以下几个步骤：
S1、在既有的所述隧道的拱顶上方区域，开挖一条可供工作人员自由通行的辅助洞，所述辅助洞的断面为方形；
S2、在既有的所述隧道的加固曲面梁上及所述辅助洞的内壁上设置加固构件；
S3、在所述加固曲面梁及所述初期支护上开设预留孔洞，在辅助洞开设钻孔，再将锚索穿设于所述预留孔洞及所述辅助洞上的钻孔，并通过所述加固构件将所述辅助洞和隧道连接成整体；
S4、根据软弱围岩的不同区域的沉降变形程度，对每根预应力锚索设置不同的预应力，完成对下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制。
传统的基底加固措施位于隧道下方，在隧道投入运营后无法进行调整和维护。从隧道的使用年限要求来看，并不利于隧道的长期运营；而本发明控制方法，在隧道投入运营后，仍可通过辅助洞，对失效后的预应力锚索进行调整或更换，根据沉降的变化，对预应力锚索的预应力进行动态化调节，有利于维护隧道的长期运营；而且辅助洞与隧道的施工相互独立，因此对隧道施工的工期无明显影响。
本发明的有益效果是：
1)本发明是在软弱围岩上方的地层开设辅助洞，在辅助洞与隧道之间设置若干组加固单元组成的主动控制组件，相比传统的基底加固的方式，所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构可根据不同区域的不同程度的沉降变形，对每组加固单元设置不同的预应力，使得对伏软弱地层隧道长期沉降的控制具有主动的可调节性，可实现精准调控。
2)本发明的控制方法中辅助洞与隧道的施工相互独立，在隧道投入运营后，仍可通过辅助洞，对失效后的预应力锚索进行调整或更换，根据沉降的变化，对预应力锚索的预应力进行动态化调节，有利于维护隧道的长期运营；而且辅助洞与隧道的施工相互独立，因此对隧道施工的工期无明显影响。
附图说明
图1为本发明下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构的整体结构图；
图2为本发明下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构的剖视图；
图3为本发明主动控制组件的安装结构示意图；
图4为本发明加固方式与基底加固的对比示意图；
图中，1-隧道，2-辅助洞，3-主动控制组件，4-软弱围岩，5-地层，6-加固单元，7-加固曲面梁，8-锚索，9-初期支护，10-预留孔洞，11-锚具，12-锚头，13-沉降曲线，14-基底加固。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
实施例1
本发明提供一种技术方案：
请参照图1，一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构，包括隧道1、辅助洞2和主动控制组件3，所述隧道1开设在软弱围岩4内，所述辅助洞2开设在位于所述软弱围岩4上方的地层5，所述主动控制组件3连接在所述辅助洞2与所述隧道1之间，所述主动控制组件3包括若干组加固单元6。
在本实施例中，在软弱围岩4上方的地层5开设辅助洞2，在所述辅助洞2与所述隧道1之间设置若干组加固单元6组成的主动控制组件3，相比传统的基底加固的方式，所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构可根据不同区域的不同程度的沉降变形，对每组加固单元6设置不同的预应力，使得对伏软弱地层隧道长期沉降的控制具有主动的可调节性，可实现精准调控。
需要特别指出的是，所述地层5应当选择围岩条件较好的地层，应当选择围岩坚硬程度和完整性都较好的Ⅰ、Ⅱ级围岩。
请参照图2-3，所述加固单元6包括加固曲面梁7、锚索8和固定组件，所述加固曲面梁7设置在隧道1的初期支护9上，所述加固曲面梁7及所述初期支护9上均设置有预留孔洞10，所述锚索8的第一端穿设于所述预留孔洞10并通过所述固定组件与所述加固曲面梁7连接，所述锚索8的第二端穿设于所述预留孔洞10并通过所述固定组件与所述预留孔洞10的内壁连接。
在本实施例中，预留孔洞10的内壁与隧道1的初期支护9上的加固曲面梁7之间设置若干组加固单元6，并通过所述加固构件将所述辅助洞2和隧道1连接成整体，加固单元6的数量及其各个加固单元6的预应力的设置，均可以依据不同区域的不同程度的沉降变形来决定，实现主动性控制。
请参照图2-3，所述固定组件包括锚具11和锚头12，所述锚头12套接在所述锚索8的两端，所述锚具11位于所述加固曲面梁7与所述锚头12之间及所述预留孔洞10的内壁与所述锚头12之间。
在本实施例中，固定组件采用锚具11和锚头12的结构，施工简单且成本低，先将锚具11加装在加固曲面梁7与锚头12之间及预留孔洞10的内壁与锚头12之间，再将锚头12套接在锚索8的两端即可完成固定组件的安装。
请参照图3，若干组所述加固单元6的各个锚索8的预应力不同。
在本实施例中，通过设置加固单元6的各个锚索8的不同预应力，对沉降的控制能实现主动的可调节性和精准调控，且可以根据不同区域的不同程度的沉降变形来选择加固单元6的数量。
实施例2
一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构的控制方法，采用所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构对所述长期沉降的下伏软弱地层隧道进行控制，包括以下几个步骤：
S1、在既有的所述隧道1的拱顶上方区域，开挖一条可供工作人员自由通行的辅助洞2，所述辅助洞2的断面为方形；
所述辅助洞2的断面的尺寸为2m*4m；
S2、在既有的所述隧道1的加固曲面梁7上及所述辅助洞2的内壁上设置加固构件；
S3、在所述加固曲面梁7及所述初期支护9上开设预留孔洞10，在辅助洞2开设钻孔，再将锚索8穿设于所述预留孔洞10及所述辅助洞2上的钻孔，并通过所述加固构件将所述辅助洞2和隧道1连接成整体；
S4、根据软弱围岩4的不同区域的沉降变形程度，对每根预应力锚索8设置不同的预应力，完成对下伏软弱地层5隧道1长期沉降的主动控制。
在本实施例中，所述的控制方法中辅助洞2与隧道1的施工相互独立，因此对隧道1施工的工期无明显影响，如图3所示，由沉降曲线13可以看出，沿隧道1纵向不同区域隧道1的沉降变形程度不同，传统的被动式的基底加固方法无法对不同区域实现不同的沉降控制，区别于传统的基底加固方案，本实施例的控制方法可根据不同区域的不同程度的沉降变形，对每根预应力锚索8设置不同的预应力，使得对沉降的控制具有主动的可调节性，最终实现精准调控。
如图4所示，传统的基底加固14位于隧道1下方，在隧道1投入运营后无法进行调整和维护。从隧道1的使用年限要求来看，并不利于隧道1的长期运营；而本实施例控制方法在隧道1投入运营后，仍可通过辅助洞2，对失效后的预应力锚索8进行调整或更换，根据沉降的变化，对预应力锚索8的预应力进行动态化调节，有利于维护隧道1的长期运营；而且辅助洞2与隧道1的施工相互独立，因此对隧道1施工的工期无明显影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构，其特征在于：包括隧道(1)、辅助洞(2)和主动控制组件(3)，所述隧道(1)开设在软弱围岩(4)内，所述辅助洞(2)开设在位于所述软弱围岩(4)上方的地层(5)，所述主动控制组件(3)连接在所述辅助洞(2)与所述隧道(1)之间，所述主动控制组件(3)包括若干组加固单元(6)。
2.根据权利要求1所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构，其特征在于：所述加固单元(6)包括加固曲面梁(7)、锚索(8)和固定组件，所述加固曲面梁(7)设置在隧道(1)的初期支护(9)上，所述加固曲面梁(7)及所述初期支护(9)上均设置有预留孔洞(10)，所述锚索(8)的第一端穿设于所述预留孔洞(10)并通过所述固定组件与所述加固曲面梁(7)连接，所述锚索(8)的第二端穿设于所述预留孔洞(10)并通过所述固定组件与所述预留孔洞(10)的内壁连接。
3.根据权利要求2所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构，其特征在于：所述固定组件包括锚具(11)和锚头(12)，所述锚头(12)套接在所述锚索(8)的两端，所述锚具(11)位于所述加固曲面梁(7)与所述锚头(12)之间及所述预留孔洞(10)的内壁与所述锚头(12)之间。
4.根据权利要求2所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构，其特征在于：若干组所述加固单元(6)的各个锚索(8)的预应力不同。
5.一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构的控制方法，其特征在于：采用权利要求1-4所述的下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构对所述长期沉降的下伏软弱地层隧道进行控制，包括以下几个步骤：
S1、在既有的所述隧道(1)的拱顶上方区域，开挖一条可供工作人员自由通行的辅助洞(2)，所述辅助洞(2)的断面为方形；
S2、在既有的所述隧道(1)的加固曲面梁(7)上及所述辅助洞(2)的内壁上设置加固构件；
S3、在所述加固曲面梁(7)及所述初期支护(9)上开设预留孔洞(10)，在辅助洞(2)开设钻孔，再将锚索(8)穿设于所述预留孔洞(10)及所述辅助洞(2)上的钻孔，并通过所述加固构件将所述辅助洞(2)和隧道(1)连接成整体；
S4、根据软弱围岩(4)的不同区域的沉降变形程度，对每根预应力锚索设置不同的预应力，完成对下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110300770.8A CN112780313A (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110300770.8A CN112780313A (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112780313A true CN112780313A (zh) | 2021-05-11 |
Family
ID=75762752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110300770.8A Pending CN112780313A (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112780313A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113605934A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-05 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种防止隧道仰坡溜塌的加固结构及其施工方法 |
-
2021
- 2021-03-22 CN CN202110300770.8A patent/CN112780313A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113605934A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-05 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种防止隧道仰坡溜塌的加固结构及其施工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200102751A1 (en) | Precast column base joint and construction method therefor | |
| CN102828518B (zh) | 一种人工挖孔支护桩预应力锚索锚固构造的施工方法 | |
| CN109885911B (zh) | 包括多荷载作用下二次衬砌的隧道复合式衬砌设计方法 | |
| CN100497844C (zh) | 适用于多层滑面及深层滑面的多锚点抗滑桩的设置方法 | |
| CN101787717B (zh) | 一种可控精确组合纠倾方法 | |
| CN104652475B (zh) | 一种桁架式挡土墙 | |
| CN112726692A (zh) | 一种古建筑多道防线控振方法 | |
| CN111877366A (zh) | 一种组合式基坑支护结构及其施工方法 | |
| CN103321234A (zh) | 建于高边坡或地质复杂区域上的承重结构及其施工方法 | |
| CN112780313A (zh) | 一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构及其控制方法 | |
| CN100513705C (zh) | 用于边坡加固的地下梁-桩框架结构 | |
| CN113863706B (zh) | 既有建筑低净空下旋喷静压复合桩施工方法及应用装置 | |
| CN214464240U (zh) | 一种下伏软弱地层隧道长期沉降的主动控制结构 | |
| CN112554923A (zh) | 一种预应力锚索连续钢梁结构、设计及施工方法 | |
| CN210288428U (zh) | 组合式支护结构 | |
| CN2659966Y (zh) | 深基坑肋桩竖拱喷锚组合支护结构 | |
| CN212506313U (zh) | 一种组合式基坑支护结构 | |
| CN114809014A (zh) | 一种带有卸荷管棚的桩锚组合支护结构的施工方法 | |
| CN112081092A (zh) | 一种提升既有桩基水平承载与抗震性能的施工方法 | |
| CN112211424B (zh) | 外套门式刚架加固既有砌体建筑的加固体系及施工方法 | |
| CN1141460C (zh) | 一种用于支护基坑侧壁的无根护壁桩及其施工方法 | |
| CN114032758A (zh) | 一种新型预制拼装桥墩连接结构及其施工方法 | |
| CN209443472U (zh) | 一种双排桩结合大角度锚索的支护结构 | |
| CN113818474A (zh) | 一种输电铁塔装配式承台锚索基础及施工方法 | |
| CN100371536C (zh) | 地基复合桩基施工工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |