CN115478565A - 全风化v级岩体浅埋隧道开挖施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，包括以下步骤：获取隧道浅埋深度，确定隧道的护拱拱顶位置，对应护拱拱顶从岩体表面开挖以形成基坑，在基坑内设置边坡，在边坡上设置拉结层；向基坑内填设抵抗层，在岩体表面对应抵抗层设置抗滑墙，并使抗滑墙与抵抗层连为一体。本发明通过在岩体表层开挖覆盖隧道的基坑，能够将隧道上方散性岩体清理出去，同时又在基坑中填设了倒梯形的抵抗层，抵抗层为倒梯形，直至与岩体表层持平，通过向基坑中填设抵抗层一方面能够抵抗滑体，另一方面由于抵抗层同基坑一样为倒梯形，通过抵抗层两侧凸出部分，抵抗层自身的重力能够对临近的散性岩体产生侧向应力，以提高开挖隧道周边岩体的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺。
背景技术
铁路建设施工期间，为了解决交通的困难会进行开凿隧道，隧道进行修建时，要把山体或者地下挖开设计直径的圆筒形通道。
目前，内蒙古丰镇市的一些地段特殊，隧道开挖施工的环境恶劣，其覆盖岩体呈散体状，如全风化V级岩体，浅埋隧道的洞身需要穿越砂岩、泥岩及砂层，岩体易滑坡，隧道洞体潜在被破坏的风险，遇下雨恶劣天气更是急剧加大了隧道施工时的不可控风险，且当隧道洞身的地表两侧建设有电塔的情况下，隧道开挖施工时，由于洞身岩层的岩性松散，易对岩层产生扰动，而临近隧道洞身的电塔高压线基础就会受到影响，潜在着塔身倾斜及倾倒的风险，施工安全风险高，工程性质差。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，包括以下步骤：
步骤S1：获取隧道浅埋深度，确定所述隧道的护拱拱顶位置，对应所述护拱拱顶从岩体表面开挖以形成基坑，在所述基坑内设置边坡，在所述边坡上设置拉结层；
步骤S2：获取所述护拱的拱脚位置，对应所述拱脚的位置向下埋设抗滑桩，然后在所述抗滑桩顶部设立所述护拱，使所述抗滑桩与所述护拱连为一体；
步骤S3：向所述基坑内填设抵抗层，在所述岩体表面对应所述抵抗层设置抗滑墙，并使所述抗滑墙与所述抵抗层连为一体。
在如上所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，优选，所述抗滑墙包括：片石，在所述抵抗层表面铺设所述片石，向所述片石表面喷射混凝土以形成抗滑石层；
所述抵抗层为土石层，且所述抵抗层与所述岩体表层持平，部分混凝土由铺设的所述片石间隙流入所述抵抗层内，将所述抗滑墙与所述抵抗层连为一体
优选，所述拉结层包括：拉结杆和拉结网，所述拉结杆伸入所述边坡内部，并沿梅花形布置，所述拉结网覆于所述边坡上，并与所述拉结杆连为一体。
优选，所述基坑形状为倒梯形，所述基坑覆盖所述护拱的拱顶，所述护拱内埋设有抗剪筋。
优选，所述抗滑桩顶部预埋有锚筋，并突出于所述抗滑桩的顶部，通过突出的部分所述锚筋伸入所述护拱内，将所述抗滑桩与所述护拱连为一体。
优选，所述步骤S2中，所述抗滑桩布置有多个，多个所述抗滑桩均布于所述护拱的两个拱脚底部，且沿隧道洞体的延伸方向排列，将所述抗滑桩的位置固定后，通过衔接架将并排布置的所述抗滑桩连为一体，同时在所述衔接架上沿垂直方向设置锚固臂，使所述锚固臂的顶部延伸至所述抵抗层内，并将所述抵抗层中相互对应的所述锚固臂通过联接臂连为一体。
优选，所述边坡上设置荷载平台，所述抗滑墙的高处和低处临近设有截水沟。
优选，所述拉结杆朝垂直于所述边坡的方向设置。
优选，所述护拱的拱顶设有超前导管。
优选，所述抗滑墙的高边和低边均嵌入岩体，并覆盖所述抵抗层。
有益效果：1.本发明通过在岩体表层开挖覆盖隧道的基坑，能够将隧道上方散性岩体清理出去，同时又在基坑中填设了倒梯形的抵抗层，抵抗层为倒梯形，直至与岩体表层持平，通过向基坑中填设抵抗层一方面能够抵抗滑体，另一方面由于抵抗层同基坑一样为倒梯形，通过抵抗层两侧凸出部分，抵抗层自身的重力能够对临近的散性岩体产生侧向应力，以提高开挖隧道周边岩体的稳定性，防止滑坡；通过拉结层能够增强边坡岩体的整体性，降低边坡岩体的松散度，遇下雨恶劣天气时，减少岩体对雨水的吸收，进而减小产生滑坡的可能性。
2.本发明通过在岩体内布置抗滑桩群体对岩体产生抓力，以确定护拱位置，通过衔接架将成排的抗滑桩衔接在一起，又通过锚固臂将抗滑桩体与抵抗层锚固以补强自身抵御滑体能力，再将抵抗层中相互对应的锚固臂通过联接臂连为一体，能够使全部抗滑桩联系在一起，大幅度提升抗滑桩的抗滑能力，极大地减小了抗滑桩与护拱拱脚连接处的受力，保证了护拱的稳定性，避免抗滑桩与护拱拱脚连接处受力过载而断裂，降低隧道开挖时的风险，通过对抗滑桩施加稳定结构还能够提高对护拱的支护效果，以减小隧道施工时对围岩的扰动，避免对临近的电塔一类的设备基础造成影响，保证隧道施工的安全，提高工程性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明衔接架与锚固臂结构的主视图；
图3为本发明拉结层结构的主视图。
图中：1、护拱；2、基坑；201、荷载平台；3、边坡；4、拉结杆；5、拉结网；6、抗滑桩；7、抵抗层；8、抗滑墙；9、抗剪筋；10、锚筋；11、衔接架；12、锚固臂；13、截水沟；14、超前导管；15、联接臂。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，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。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
一种全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，包括以下步骤：
步骤S1：如图1和图3所示，获取隧道浅埋深度，确定隧道的护拱1拱顶位置，对应护拱1拱顶从岩体表面开挖以形成基坑2，在基坑2内设置边坡3，在边坡3上设有拉结层。
步骤S1.1：机械设备进场，然后进行测量放样，计算隧道的浅埋深度，并取得隧道的护拱1拱顶位置。
步骤S1.2：计算基坑2合理开挖范围，从风化岩体表层向下开挖至护拱1拱顶，将拱顶上方的风化岩体或膨胀土清理出去，以此在拱顶上方形成一个倒梯形的基坑2。
步骤S1.3：在基坑2两侧设立边坡3，通过边坡3提高基坑2四周岩体的稳定性，且在边坡3上设置荷载平台201，通过荷载平台201减小边坡3荷载，以保证边坡3的稳定性。
步骤S1.4：沿边坡3的坡面设置拉结层，具体地，拉结层包括：拉结杆4和拉结网5，拉结杆4为锚杆，拉结网5为钢筋网，先将拉结杆4沿垂直于边坡3坡面的方向打入边坡3中，并沿梅花形进行布置，通过拉结杆4对边坡3岩体起到了挤密的作用，降低了岩体的松散度，遇下雨恶劣天气时，减少岩体对雨水的吸收，进而减小产生滑坡的可能性，随后沿边坡3的坡面铺设拉结网5，并向拉结网5喷射混凝土，以此来提高边坡3岩体的整体稳定性，进一步减小滑坡的可能性。
步骤S2：如图1和图2所示，获取护拱1的拱脚位置，对应拱脚的位置向下埋设抗滑桩6，然后在抗滑桩6顶部设立护拱1，使抗滑桩6与护拱1连为一体。
步骤S2.1：确定护拱1上两拱脚的预设位置，对应两拱脚的位置向下竖直埋设两排等距排列的抗滑桩6，抗滑桩6为钢筋混凝土桩，使抗滑桩6锚固在深处岩层中，通过抗滑桩6对滑体起到了支挡作用，确保滑体的稳定，防止滑坡发生，在抗滑桩6的顶部预埋有锚筋10，抗滑桩6通过锚筋10与护拱1的拱脚固定。
步骤S2.2：使用衔接架11将处于同一排的抗滑桩6连为一体，因此两排抗滑桩6需要用到两个衔接架11，衔接架11为工字钢，抗剪强度高，使用效果好，具体地，为方便工人操作，衔接架11的安装位置偏向于抗滑桩6顶部，衔接架11横向设立于成排抗滑桩6的外侧，并使衔接架11的抗剪面紧贴抗滑桩6，然后通过类似螺栓的常用紧固件将衔接架11与紧贴其的抗滑桩6固定，以此将处于同一排的抗滑桩6连为一体，整体增强了抗滑桩6的锚固性能，提高抗滑桩6的稳定性，同时还极大地增强了抗滑桩6抵御滑体的抵抗能力，避免产生滑坡。
步骤S2.3：在两个衔接架11上沿垂直方向均匀布置有多个锚固臂12，并使两衔接架11上的锚固臂12相互对应，具体地，锚固臂12也为工字钢，使锚固臂12的抗剪面与衔接架11的抗剪面紧贴，并通过螺栓紧固在一起，且将锚固臂12的顶部向上延伸至基坑2中，能够使锚固臂12与后续填埋至基坑2内的抵抗层7连接，通过锚固臂12一方面能够增强抗滑桩6的抵抗力，另一方面当抗滑桩6底部岩土产生较大塑性变形时，通过锚固臂12能够避免抗滑桩6发生较大位移，以免增加隧道施工风险。
步骤S2.4：设立护拱1，在两排抗滑桩6上架设护拱1模板，模板内放入抗剪筋9进行预埋，抗剪筋9为弧形的工字钢，以匹配护拱1的架构，使抗剪筋9完全融入护拱1内，然后向模板内浇注混凝土，待冷却成型拆除模板即可，最后在护拱1上设置超前导管14。
步骤S2.5：由于两衔接架11上的锚固臂12相互对应，那么当锚固臂12的顶部向上延伸至基坑2中后，将相互对应的锚固臂12之间通过联接臂15连接为一体，联接臂15可以为工字钢，以此将护拱1的两拱脚下的抗滑桩6联系在一起，形成了一个整体，同时又与上方基坑2中后续填设的抵抗层7进行锚固，一方面提高了抗滑桩6的稳定性，避免出现抗滑桩6单独使用时抗滑力不足的情况，另一方面能够避免抗滑桩6与护拱1拱脚连接处受力过载而断裂，降低隧道开挖时的风险，同时加强了对护拱1的支护效果，以减小隧道施工时对围岩的扰动，避免对临近的电塔一类的设备基础造成影响，保证隧道施工的安全，提高工程性能。
步骤S3：如图1所示，向基坑2内填设抵抗层7，在岩体表面对应抵抗层7设置抗滑墙8，并使抗滑墙8与抵抗层7连为一体。
步骤S3.1：填设抵抗层7，其中，抵抗层7为土石层，将土石填满基坑2，并与岩体表层持平，并对土石进行夯填，提高其密实性，保证抵抗层7的稳定，通过抵抗层7能够为下方抗滑桩6的抗滑性能提供支持，自身也能够抵抗滑体，由于抵抗层7同基坑2一样为倒梯形，通过抵抗层7两侧凸出部分，抵抗层7自身的重力能够对临近的散性岩体产生侧向应力，以提高开挖隧道周边岩体的稳定性，防止滑坡。
步骤S3.2：设立抗滑墙8，抗滑墙8铺设于岩体表层，并将抵抗层7覆盖在内，其中，抗滑墙8的高边和低边均嵌入岩体中，通过抗滑墙8能够对岩体表层滑体起到一定的抵御作用，还能够避免抵抗层7被雨水冲刷，在抗滑墙8的高处和低处均临近设置截水沟13，以拦截高处流向抵抗层7的雨水，保护抵抗层7不被冲刷，进一步的对抵抗层7施加防护；抗滑墙8包括片石，具体地，将片石铺设在抵抗层7上，然后向片石喷射混凝土，以此形成抗滑石层，混凝土会经铺设的片石间隙流入抵抗层7中，保证抗滑墙8的稳定性。
步骤S3.3：根据隧道设计资料进行隧道暗挖。
内蒙古丰镇市地段修建隧道时，遇到了全风化V级围岩，为了确保隧道开挖施工的安全性，采用本发明的工艺进行施工。
如图1-3所示，根据隧道设计资料，获取隧道浅埋深度，确定隧道的护拱1拱顶位置，然后由岩体表层开挖至拱墙140°，将拱顶上方的风化岩体或膨胀土清理出去，以形成基坑2，基坑2两侧按照1:1m放坡，通过边坡3提高基坑2四周岩体的稳定性，沿边坡3由下而上每8m设置一个宽2m的荷载平台201，通过荷载平台201减小边坡3荷载，以保证边坡3的稳定性，然后向边坡3内搭设φ22mm的砂浆锚杆，即拉结杆4，并将锚杆沿梅花形进行布置，下一步，沿边坡3的坡面铺设钢筋网，即拉结网5，向铺设钢筋网的坡面喷射C25混凝土，通过锚杆对边坡3岩体起到了挤密的作用，降低了岩体的松散度，遇下雨恶劣天气时，减少岩体对雨水的吸收，进而减小产生滑坡的可能性，向钢筋网喷射混凝土，以此来提高边坡3岩体的整体稳定性，进一步减小滑坡的可能性。
在护拱1的两拱脚处搭设间距1m，直径60cm，长约12m的钢筋混凝土抗滑桩6群体，呈现出两排抗滑桩6，在抗滑桩6顶部有外露钢筋，每排抗滑桩6都用衔接架11连为一体，且为方便工人操作，衔接架11的安装位置偏向于抗滑桩6顶部，通过衔接架11整体增强了抗滑桩6的锚固性能，提高抗滑桩6的稳定性，同时还极大地增强了抗滑桩6抵御滑体的抵抗能力，避免产生滑坡。
在两排衔接架11上垂直间隔安装多个锚固臂12，并使两排衔接架11上的锚固臂12相互对应，将锚固臂12的顶端延伸至基坑2内，高度要超过护拱1的预设位置，向基坑2内填设抵抗层7时，通过锚固臂12能够将抗滑桩6与抵抗层7锚固，通过锚固臂12一方面能够增强抗滑桩6的抵抗力，另一方面当抗滑桩6底部岩土产生较大塑性变形时，通过锚固臂12能够避免抗滑桩6发生较大位移，以免增加隧道施工风险。
抗滑桩6顶部做护拱1，护拱1混凝土内埋设I22a工字钢，以保证护拱1的抗剪能力，是抗滑桩6顶部的外露钢筋伸入护拱1拱脚基础的混凝土内，完成护拱1与抗滑桩6的对接，充分发生抗滑桩6对护拱1的支护效果。
将延伸至基坑2中相互对应的锚固臂12之间通过联接臂连为一体，以此将护拱1的两拱脚下的抗滑桩6联系在一起，形成了一个整体，同时又与上方基坑2中后续填设的抵抗层7进行锚固，一方面提高了抗滑桩6的稳定性，避免出现抗滑桩6单独使用时抗滑力不足的情况，另一方面能够避免抗滑桩6与护拱1拱脚连接处受力过载而断裂，降低隧道开挖时的风险，同时加强了对护拱1的支护效果，以减小隧道施工时对围岩的扰动，避免对临近的电塔一类的设备基础造成影响，保证隧道施工的安全，提高工程性能。
向基坑2内填设土石，并进行夯填，提高其密实性，保证土石表层与岩体表层持平，以此在基坑2内形成抵抗层7，基坑2和抵抗层7同为倒梯形，通过抵抗层7能够为下方抗滑桩6的抗滑性能提供支持，自身也能够抵抗滑体，由于抵抗层7同基坑2一样为倒梯形，通过抵抗层7两侧凸出部分，抵抗层7自身的重力能够对临近的散性岩体产生侧向应力，以提高开挖隧道周边岩体的稳定性，防止滑坡。
在抵抗层7表面铺设片石，然后向片石表面喷射混凝土，以形成抗滑石层，即抗滑墙8，抗滑墙8将抵抗层7覆盖在内，且抗滑墙8的高边和低边均嵌入岩体中，以此对岩体表层滑体起到一定的抵御作用，还能够避免抵抗层7被雨水冲刷，在抗滑墙8的高处和低处开挖截水沟13，以拦截流向抵抗层7的雨水，保护抵抗层7不被冲刷，进一步的对抵抗层7施加防护，最后根据隧道设计资料进行隧道暗挖。
可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获取隧道浅埋深度，确定所述隧道的护拱拱顶位置，对应所述护拱拱顶从岩体表面开挖以形成基坑，在所述基坑内设置边坡，在所述边坡上设置拉结层；
步骤S2：获取所述护拱的拱脚位置，对应所述拱脚的位置向下埋设抗滑桩，然后在所述抗滑桩顶部设立所述护拱，使所述抗滑桩与所述护拱连为一体；
步骤S3：向所述基坑内填设抵抗层，在所述岩体表面对应所述抵抗层设置抗滑墙，并使所述抗滑墙与所述抵抗层连为一体。
2.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述抗滑墙包括：片石，在所述抵抗层表面铺设所述片石，向所述片石表面喷射混凝土以形成抗滑石层；
所述抵抗层为土石层，且所述抵抗层与所述岩体表层持平，部分混凝土由铺设的所述片石间隙流入所述抵抗层内，将所述抗滑墙与所述抵抗层连为一体。
3.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述拉结层包括：拉结杆和拉结网，所述拉结杆伸入所述边坡内部，并沿梅花形布置，所述拉结网覆于所述边坡上，并与所述拉结杆连为一体。
4.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述基坑形状为倒梯形，所述基坑覆盖所述护拱的拱顶，所述护拱内埋设有抗剪筋。
5.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述抗滑桩顶部预埋有锚筋，并突出于所述抗滑桩的顶部，通过突出的部分所述锚筋伸入所述护拱内，将所述抗滑桩与所述护拱连为一体。
6.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述抗滑桩布置有多个，多个所述抗滑桩均布于所述护拱的两个拱脚底部，且沿隧道洞体的延伸方向排列，将所述抗滑桩的位置固定后，通过衔接架将并排布置的所述抗滑桩连为一体，同时在所述衔接架上沿垂直方向设置锚固臂，使所述锚固臂的顶部延伸至所述抵抗层内，并将所述抵抗层中相互对应的所述锚固臂通过联接臂连为一体。
7.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述边坡上设置荷载平台，所述抗滑墙的高处和低处临近设有截水沟。
8.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述拉结杆朝垂直于所述边坡的方向设置。
9.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述护拱的拱顶设有超前导管。
10.根据权利要求1所述的全风化V级岩体浅埋隧道开挖施工工艺，其特征在于，所述抗滑墙的高边和低边均嵌入岩体，并覆盖所述抵抗层。
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