CN115030165B - 一种用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法，涉及隧道工程领域。该用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法，包括既有土层，所述既有土层上表面设有增厚土层，所述既有土层内和所述增厚土层均开设有地表钻孔，所述地表钻孔内部设有外套钢花管，所述外套钢花管内部设有内套钢花管，所述外套钢花管和所述内套钢花管用于地表注浆，所述增厚土层上方设有地表钢板，所述既有土层内部固定安装有若干个钢拱架，每个所述钢拱架与所述地表钢板之间通过若干个支撑钢筋连接，若干个所述支撑钢筋与所述钢拱架之间通过焊接组件连接，解决了在超浅埋下穿公路隧道中产生有效支护的问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，具体为一种用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法。
背景技术
随着铁路、公路、地铁等国家基础设施的不断发展，隧道在其建设过程中遇到了各种各样的问题，其中超浅埋隧道的进洞就是常见的一个工程难点，洞口处的围岩等级低、隧道断面大以及地下水丰富等复杂地质情况，隧道施工时极易发生坍塌冒顶等情况，严重影响了施工进度以及威胁施工人员的生命财产安全，虽然目前也有运用明挖法施工和管棚支护等措施，但是明挖法施工需要对地表进行边坡开挖，这与当前的环保理念是不符合的，对于管棚施工，则是施工技术要求高，形成施工的周期比较长，大大增加了施工费用，且其一般适用于隧道上部无动荷载的情况，无法适用于埋深浅的下穿公路隧道，针对此工程情况，本人提出了一种用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法，解决了在超浅埋下穿公路隧道中产生有效支护的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一方面，提供了一种用于超浅埋进洞下穿公路结构，包括既有土层，所述既有土层上表面设有增厚土层，所述既有土层内和所述增厚土层均开设有地表钻孔，所述地表钻孔内部设有外套钢花管，所述外套钢花管内部设有内套钢花管，所述外套钢花管和所述内套钢花管用于地表注浆，所述增厚土层上方设有地表钢板，所述既有土层内部固定安装有若干个钢拱架，每个所述钢拱架与所述地表钢板之间通过若干个支撑钢筋连接，若干个所述支撑钢筋与所述钢拱架之间通过焊接组件连接。
优选的，所述外套钢花管包括外套钢管，所述外套钢管四周开车有若干个外套注浆孔；所述内套钢花管包括内套钢管，所述内套钢管四周开设有若干个内套注浆孔，所述外套钢管与所述内套钢管相适配。
优选的，所述地表钢板包括钢板面，所述钢板面上设有若干个防滑钢筋。
优选的，所述焊接组件包括插入式焊接接头，所述支撑钢筋置入所述插入式焊接接头，且所述支撑钢筋与所述插入式焊接接头之间形成焊缝，所述插入式焊接接头与所述钢拱架之间形成焊接面，所述插入式焊接接头与所述钢拱架之间通过螺栓固定。
再一方面，提供了一种用于超浅埋进洞下穿公路施工方法，包括：
土层增厚：将隧道施工过程中产生的沙石等运输到超浅埋段，再使用压路机来回夯实；
平整场地：对注浆工作场地用机械对场地进行平整，且设置一定的坡度，避免场地积水；
测量放点：用测量仪器在隧道开挖轮廓线两侧位置画出两条平行于隧道走向的钻孔边界线，再将每一个钻孔位置进行标示，备注好钻孔深度，钻孔深度是以地表至隧道开挖轮廓线高差而定，钻孔呈梅花型布置；
地表钻孔并下放外套钢花管和内套钢花管：采用潜孔钻进行钻孔施工，由于岩体软弱、破碎且含水量大，在钻入过程中经常出现塌孔，需要反复提杆、吹孔，防止堵塞钻孔；待钻至要求深度后进行清孔作业，清孔作业结束后，下放外套钢花管和内套钢花管；
地表注浆：注浆前用切割好的钢板将钢花管尾端密封，留出注浆口及止浆阀，钢花管与地面之间的空隙用锚固剂进行封堵，再整体人工找平场地，浇筑一层混凝土，注浆方式采用分段注浆，开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，自动停机，注浆采用隔孔注浆的方式进行，注浆过程时刻观察注浆地表的变化，并根据注浆情况调整注浆的浆液浓度；
地表钢板搭设：在隧道洞顶位置搭设地表钢板，在地表钢板上每隔一段距离焊一根防滑钢筋，随后向既有土层下放支撑钢筋，将地表钢板与支撑钢筋焊接成为一体；
暗洞施工：地表处理完成后进入暗洞施工，施工初期支护钢拱架时，完成钢筋与钢拱架的焊接。
优选的，所述外套钢花管采用热轧无缝外套钢管加工制成，且外套钢管管壁四周钻有外套注浆孔；所述内套钢花管采用热轧无缝内套钢管加工制成，且内套钢管管壁四周钻有外套注浆孔。
(三)有益效果
本发明一种用于超浅埋进洞下穿公路结构及施工方法，从而有效的解决了在超浅埋下穿公路隧道中产生有效支护的问题。
附图说明
图1为本发明专利的整体结构示意图；
图2为本发明专利的外套钢花管和内套钢花管平面布置图；
图3为本发明专利的地表钢板平面示意图；
图4为本发明专利的外套钢花管和内套钢花管结构示意图；
图5为本发明专利的焊接组件结构示意图；。
其中，1、地表钢板；2、增厚土层；3、支撑钢筋；4、钢拱架；5、焊接组件；6、既有土层；7、内套钢花管；8、外套钢花管；9、钢板面；10、防滑钢筋；11、外套钢管；12、外套注浆孔；13、内套注浆孔；14、内套钢管；15、焊缝；16、插入式焊接接头；17、焊接面；18、螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，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。
实施例
如图1-5所示，一方面，本发明实施例提供了一种用于超浅埋进洞下穿公路结构，包括既有土层6，既有土层6上表面设有增厚土层2，既有土层6内和增厚土层2均开设有地表钻孔，地表钻孔内部设有外套钢花管8，外套钢花管8内部设有内套钢花管7，外套钢花管8和内套钢花管7用于地表注浆，增厚土层2上方设有地表钢板1，既有土层6内部固定安装有若干个钢拱架4，每个钢拱架4与地表钢板1之间通过若干个支撑钢筋3连接，若干个支撑钢筋3与钢拱架4之间通过焊接组件5连接。
进一步的，外套钢花管8包括外套钢管11，外套钢管11四周开车有若干个外套注浆孔12；内套钢花管7包括内套钢管14，内套钢管14四周开设有若干个内套注浆孔13，外套钢管11与内套钢管14相适配。
进一步的，地表钢板1包括钢板面9，钢板面9上设有若干个防滑钢筋10。
进一步的，焊接组件5包括插入式焊接接头16，支撑钢筋3置入插入式焊接接头16，且支撑钢筋3与插入式焊接接头16之间形成焊缝15，插入式焊接接头16与钢拱架4之间形成焊接面17，插入式焊接接头16与钢拱架4之间通过螺栓18固定。
再一方面，提供了一种用于超浅埋进洞下穿公路施工方法，包括：
土层增厚：将隧道施工过程中产生的沙石等运输到超浅埋段，再使用压路机来回夯实；
平整场地：对注浆工作场地用机械对场地进行平整，且设置一定的坡度，避免场地积水；
测量放点：用测量仪器在隧道开挖轮廓线两侧的位置画出两条平行于隧道走向的钻孔边界线，再将每一个钻孔位置进行标示，备注好钻孔深度，钻孔深度是以地表至隧道开挖轮廓线高差而定，钻孔呈梅花型布置；
地表钻孔并下放外套钢花管8和内套钢花管7：采用潜孔钻进行钻孔施工，由于岩体软弱、破碎且含水量大，在钻入过程中经常出现塌孔，需要反复提杆、吹孔，防止堵塞钻孔；待钻至要求深度后进行清孔作业，清孔作业结束后，下放外套钢花管8和内套钢花管7，外套钢花管8采用热轧无缝外套钢管11加工制成，且外套钢管11管壁四周钻有外套注浆孔12；内套钢花管7采用热轧无缝内套钢管14加工制成，且内套钢管14管壁四周钻有外套注浆孔13；
地表注浆：注浆前用切割好的钢板将钢花管尾端密封，留出注浆口及止浆阀，钢花管与地面之间的空隙用锚固剂进行封堵，再整体人工找平场地，浇筑一层混凝土，注浆方式采用分段注浆，开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，自动停机，不致于产生超压注浆的危险，注浆采用隔孔注浆的方式进行，防止浆液串流，注浆过程时刻观察注浆地表的变化，并根据注浆情况调整注浆的浆液浓度；
地表钢板1搭设：为保证洞顶交通干道正常通行，为减少行驶的重车对隧道的扰动，在隧道洞顶位置搭设钢板，在隧道洞顶位置搭设地表钢板1，在地表钢板1上每隔一段距离防滑钢筋10，防止车辆打滑，随后向既有土层6下放支撑钢筋3，将地表钢板1与支撑钢筋3焊接成为一体；
暗洞施工：地表处理完成后进入暗洞施工，施工初期支护钢拱架4时，完成钢筋与钢拱架4的焊接。
将路基边坡防护理论引入隧道洞口防护，将边坡加固的施工工艺加以改进运用到超浅埋下穿隧道入口段，利用回填土增厚，使用压路机夯实，使“增厚土层2-支撑钢筋3-地表钢板1-钢拱架4”共同承载反拉松散体，使得地表注浆体系不在孤立，避免了土体整体下沉的难题，解决了拱顶局部掉块砸坏初期支护的难题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (4)
1.一种用于超浅埋进洞下穿公路结构，包括既有土层（6），其特征在于：所述既有土层（6）上表面设有增厚土层（2），所述既有土层（6）内和所述增厚土层（2）均开设有地表钻孔，所述地表钻孔内部设有外套钢花管（8），所述外套钢花管（8）内部设有内套钢花管（7），所述外套钢花管（8）和所述内套钢花管（7）用于地表注浆，所述增厚土层（2）上方设有地表钢板（1），所述既有土层（6）内部固定安装有若干个钢拱架（4），每个所述钢拱架（4）与所述地表钢板（1）之间通过若干个支撑钢筋（3）连接，若干个所述支撑钢筋（3）与所述钢拱架（4）之间通过焊接组件（5）连接；
所述外套钢花管（8）包括外套钢管（11），所述外套钢管（11）四周开设有若干个外套注浆孔（12）；所述内套钢花管（7）包括内套钢管（14），所述内套钢管（14）四周开设有若干个内套注浆孔（13），所述外套钢管（11）与所述内套钢管（14）相适配；
所述焊接组件（5）包括插入式焊接接头（16），所述支撑钢筋（3）置入所述插入式焊接接头（16），且所述支撑钢筋（3）与所述插入式焊接接头（16）之间形成焊缝（15），所述插入式焊接接头（16）与所述钢拱架（4）之间形成焊接面（17），所述插入式焊接接头（16）与所述钢拱架（4）之间通过螺栓（18）固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于超浅埋进洞下穿公路结构，其特征在于：所述地表钢板（1）包括钢板面（9），所述钢板面（9）上设有若干个防滑钢筋（10）。
3.一种基于权利要求1所述的用于超浅埋进洞下穿公路结构的施工方法，其特征在于，包括：
土层增厚：将隧道施工过程中产生的沙石等运输到超浅埋段，再使用压路机来回夯实；
平整场地：对注浆工作场地用机械对场地进行平整，且设置一定的坡度，避免场地积水；
测量放点：用测量仪器在隧道开挖轮廓线两侧位置画出两条平行于隧道走向的钻孔边界线，再将每一个钻孔位置进行标示，备注好钻孔深度，钻孔深度是以地表至隧道开挖轮廓线高差而定，钻孔呈梅花型布置；
地表钻孔并下放外套钢花管（8）和内套钢花管（7）：采用潜孔钻进行钻孔施工，由于岩体软弱、破碎且含水量大，在钻入过程中经常出现塌孔，需要反复提杆、吹孔，防止堵塞钻孔；待钻至要求深度后进行清孔作业，清孔作业结束后，下放外套钢花管（8）和内套钢花管（7）；
地表注浆：注浆前用切割好的钢板将钢花管尾端密封，留出注浆口及止浆阀，钢花管与地面之间的空隙用锚固剂进行封堵，再整体人工找平场地，浇筑一层混凝土，注浆方式采用分段注浆，开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，自动停机，注浆采用隔孔注浆的方式进行，注浆过程时刻观察注浆地表的变化，并根据注浆情况调整注浆的浆液浓度；
地表钢板（1）搭设：在隧道洞顶位置搭设地表钢板（1），在地表钢板（1）上每隔一段距离焊一根防滑钢筋（10），随后向既有土层（6）下放支撑钢筋（3），将地表钢板（1）与支撑钢筋（3）焊接成为一体；
暗洞施工：地表处理完成后进入暗洞施工，施工初期支护钢拱架（4）时，完成钢筋与钢拱架（4）的焊接。
4.根据权利要求3所述的一种用于超浅埋进洞下穿公路施工方法，其特征在于：所述外套钢花管（8）采用热轧无缝外套钢管（11）加工制成，且外套钢管（11）管壁四周钻有外套注浆孔（12）；所述内套钢花管（7）采用热轧无缝内套钢管（14）加工制成，且内套钢管（14）管壁四周钻有外套注浆孔（12）。
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