CN207891914U - 浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土层地质浅埋暗挖隧道支护技术领域，特别公开了一种浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构。该浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构，包括浅埋暗挖隧道洞内端头墙以及设置在端头墙上的钢拱架，其特征在于：所述端头墙洞外设置有桩顶深入地面3.0m以下的双排注浆钢管桩，端头墙墙面上由上到下排布有横向水平的槽钢，槽钢两端连接钢拱架，上下槽钢上间隔打设有斜插深入端头墙墙体的均布锚索和土钉；端头墙墙面上设置有内挂双层钢筋网的混凝土层。本实用新型结构简单，设计合理，施工效率高，保证了端头墙外构筑物的安全，提高了端头墙的支护稳定性，降低了开挖安全风险，适于广泛推广应用。

Description

浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构

（一）技术领域

本实用新型涉及土层地质浅埋暗挖隧道支护技术领域，特别涉及一种浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构。

（二）背景技术

土层地质的浅埋大断面暗挖隧道，特别是周边环境负责，如位于既有道路下、周边构筑物距离隧道边线较近时，隧道端头墙开挖支护的稳定性是施工的关键所在，如果开挖过程端头墙临时支护不利，不能承受端头墙背后土体产生侧压力，支护体系失效，导致端头墙背后土体坍塌，易造成路面沉陷、周边构建筑物坍塌等严重后果。

在大断面隧道端头墙支护过程中，利用常见的土钉、锚杆、小导管等加固方式不能与端头墙背后土体产生有效摩阻，无法稳定封堵土体拱架。因开挖断面大，掌子面在开过过程中对土体的扰动大，造成端头墙边界外的土体失稳，加速地面沉降，严重时会使地上构建筑物沉降开裂。因此采用一种安全有效的支护技术，保证现场施工的质量安全将变得极为重要。

（三）发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种保证施工安全、提高施工效率的浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构，包括浅埋暗挖隧道洞内端头墙以及设置在端头墙上的钢拱架，其特征在于：所述端头墙洞外设置有桩顶深入地面3.0m以下的双排注浆钢管桩，端头墙墙面上由上到下排布有横向水平的槽钢，槽钢两端连接钢拱架，上下槽钢上间隔打设有斜插深入端头墙墙体的均布锚索和土钉；端头墙墙面上设置有内挂双层钢筋网的混凝土层。

本发明采用在端头墙洞外打设钢管桩，利用钢管桩对洞外土体及构筑物进行隔离支护，洞内打设锚索，锚索端头与钢拱架相连，利用锚索与周围土体的摩阻力稳定端头墙支护拱架，实现了桩锚一体加固端头墙的支护。

本实用新型的更优技术方案为：

所述双排注浆钢管桩的间距为100cm，每排注浆钢管桩中，相邻桩间距为50cm；注浆钢管桩的桩端进入完整岩石的深度不小于0.5m。

所述锚索由锚杆、定位支架、腰梁和锚具组成，土钉由土钉杆体、二次注浆管、定位支架和锚具组成；锚索和土钉均全长设置定位支架。

所述槽钢上焊接有垫块、加劲肋版和缀板，焊缝厚度为9mm。

本发明所述桩锚一体支护结构的施工工艺，包括如下步骤：

（1）在端头墙外围施工界限内做桩顶深入地面3.0m以下的双排注浆钢管桩；

（2）在端头墙墙面上用钻机打孔，从上到下间隔设置横向排列的土钉和锚索，土钉和锚索均穿设槽钢深入端头墙墙体，且全长注浆；

（3）对端头墙墙面喷射混凝土，混凝土层内挂设双层钢筋网；

（4）锚索和土钉在端头墙上的外漏段通过垫块加槽钢的方式进行固定。

其优选的技术方案为：

步骤（2）中，锚索在横向上根据受力情况分为锚固段和自由端，锚固段间距为1m，自由端间距为1.5m，且自由端上设置PVC隔离套管。

土钉和锚索注浆均采用二次压力注浆，一次注浆压力为0.5MPa，二次压力注浆在水泥浆初凝后、终凝前进行，终止注浆压力不小于1.5MPa，注浆材料水灰比为1:0.5，注浆体强度不小于M20。

步骤（3）中，混凝土为C25混凝土，喷射厚度为20cm，钢筋网为D10钢筋网，结构型式为15cm×15cm。

本实用新型结构简单，设计合理，施工效率高，保证了端头墙外构筑物的安全，提高了端头墙的支护稳定性，降低了开挖安全风险，适于广泛推广应用。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型锚索和土钉分布示意图；

图3为本实用新型锚索的结构示意图；

图4为本实用新型土钉的结构示意图；

图5为本实用新型槽钢的安装示意图；

图6为本实用新型锚索的固定状态示意图；

图7为本实用新型土钉的固定状态示意图。

图中，1端头墙，2注浆钢管桩，3槽钢，4锚索，5土钉，6钢筋网，7混凝土层，8锚杆，9定位支架，10腰梁，11锚具，12土钉杆体，13二次注浆管，14加劲肋版，15缀板，16垫块。

（五）具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括浅埋暗挖隧道洞内端头墙1以及设置在端头墙1上的钢拱架，所述端头墙1洞外设置有桩顶深入地面3.0m以下的双排注浆钢管桩2，端头墙1墙面上由上到下排布有横向水平的槽钢3，槽钢3两端连接钢拱架，上下槽钢3上间隔打设有斜插深入端头墙1墙体的均布锚索4和土钉5；端头墙1墙面上设置有内挂双层钢筋网6的混凝土层7。

以三车道浅埋暗挖横通道，直墙拱顶横通道为例，介绍隧道端头墙支护技术，保证现场施工的质量安全，提高施工效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

1.端头墙洞外钢管桩施工

在外围施工界限内合适区域施做双排∅133注浆钢管桩2，间距100cm×50cm，即两排间间距100cm，单排相邻桩间距离50cm。为保证注浆钢管桩2施工完成后不影响地面管线恢复，桩顶深入地面3.0m以下；若遇到岩溶发育位置，注浆钢管桩2需穿过岩溶，桩端进入完整岩石不小于0.5m。

2.洞内锚索施工

（1）锚索4、土钉5等加工

锚索4由锚杆8、定位支架9、腰梁10和锚具11组成，全长根据受力情况又分为锚固段和自由段两部分。通过钻机打设成孔，完成布置后全长注浆。锚索4自由段设置PVC隔离套管，全长设置定位支架9，自由段间距1.5m、锚固段间距1m。

土钉5由土钉杆体12、二次注浆管13、定位支架9、锚具11组成。通过钻机打设成孔，完成布置后全长注浆。

垫块16、加劲肋板14、缀板15与槽钢3采用焊接，焊缝厚度h=9mm。

（2）锚索等施工

锚杆8、土钉杆体12注浆均采用二次压力注浆工艺；一次注浆压力为0.5MPa，二次压力注浆应在水泥浆初凝后、终凝前进行，终止注浆压力不小于1.5MPa。注浆材料水灰比为1：0.5，注浆体强度不小于M20。锚索MS-2、MS-3锚入岩石段的长度不得小于7m。锚索锚固段强度达到15MPa后方可进行张拉；锚索张拉顺序应考虑对临近锚杆的影响。

3.喷射混凝土施工

锚索4等安装完成后进行喷射混凝土施工，喷射采用C25混凝土，喷射厚度20cm，挂双层D10钢筋网6，结构形式15cm×15cm。

锚索4、土钉5等外露段通过垫块16加槽钢3的方式进行固定，根据锚固方式的不同，合理调整垫块16形式，确保结合紧密、稳定牢固。

通过上述实例验证浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护技术应用得到如下结论：

（1）保证了端头墙外构筑物安全

浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护技术可有效减少隧道内土体扰动对周边土体的影响，从而减少对依附于土体的建筑物、构筑物的破坏，保证周边设施的安全。

（2）提高了端头墙支护稳定

浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护技术可以有效的将端头墙所受土压力传递给周围土体，且传力土层深度大、分散程度高，将端头墙与周围大范围内的土体结合在一起，形成一个完整且高效的受力体系。

（3）开挖安全风险降低

稳定的端头墙可以为开挖作业提供安全可靠的施工作业环境，降低周围土体不稳造成的安全隐患，提高开挖安全风险系数。

Claims (4)

1.一种浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构，包括浅埋暗挖隧道洞内端头墙（1）以及设置在端头墙上的钢拱架，其特征在于：所述端头墙（1）洞外设置有桩顶深入地面3.0m以下的双排注浆钢管桩（2），端头墙（1）墙面上由上到下排布有横向水平的槽钢（3），槽钢（3）两端连接钢拱架，上下槽钢（3）上间隔打设有斜插深入端头墙（1）墙体的均布锚索（4）和土钉（5）；端头墙（1）墙面上设置有内挂双层钢筋网（6）的混凝土层（7）。

2.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构，其特征在于：所述双排注浆钢管桩（2）的间距为100cm，每排注浆钢管桩（2）中，相邻桩间距为50cm；注浆钢管桩（2）的桩端进入完整岩石的深度不小于0.5m。

3.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构，其特征在于：所述锚索（4）由锚杆（8）、定位支架（9）、腰梁（10）和锚具（11）组成，土钉（5）由土钉杆体（12）、二次注浆管（13）、定位支架（9）和锚具（11）组成；锚索（4）和土钉（5）均全长设置定位支架（9）。

4.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道洞内端头墙桩锚一体支护结构，其特征在于：所述槽钢（3）上焊接有垫块（16）、加劲肋版（14）和缀板（15），焊缝厚度为9mm。