[发明专利]偏压隧道洞口开挖防护结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及偏压隧道洞口开挖防护结构，属于隧道工程技术领域。

背景技术

近年来我国的高速公路、高速铁路建设蓬勃发展，随之产生大量的隧道工程，而大多数公路、铁路一般沿沟谷布线，因此这些隧道工程中浅埋偏压隧道占有相当大的比重。偏压隧道洞口开挖一直以来是岩土工程行业的一大难题，尤其表现在地形、地质环境复杂的软弱围岩地区，其岩质软弱、承载力低、节理裂隙发育、结构破碎，山体本身稳定性差，偏压隧道洞口段埋深极浅，开挖时对山体扰动大，很可能造成隧道侧面坡体滑塌、隧道塌方、衬砌裂缝和隧道整体偏移等问题，威胁隧道开挖人员的安全，影响隧道的正常运营，给人民生命财产安全带来严重隐患。

现有偏压隧道洞口施工中的防护主要是：洞外采取在浅埋侧回填反压土平衡部分偏压；洞内采取减少每循环进尺，加大钢拱架、钢筋直径和增加二次衬砌厚度来减少隧道开挖中的沉降、偏移和裂缝。这些方法虽然广泛的用于偏压隧道的开挖中，但没有从根本上加固不稳定山体，减少对软弱围岩的扰动，而是增加隧道内部刚度来抵抗偏压和山坡对隧道的剪切破坏。采取此方法施工的偏压隧道洞口段处于不稳定滑坡体范围内，构造应力和偏压直接作用于隧道，隧道在开挖或运营中随时可能由于不稳定山体滑坡发生整体滑动，裂隙，塌方等破坏。因此，我们需要一种偏压隧道洞口防护结构，能够整体加固不稳定山体，减轻构造和重力对隧道的偏压。

发明内容

本发明的目的是提供一种偏压隧道洞口开挖防护结构及施工方法。

本发明是偏压隧道洞口开挖防护结构及施工方法，偏压隧道洞口开挖防护结构包括框架2、管棚3、锚索4、抗滑桩5和侧墙6，其特征在于：隧道11侧面边坡通过锚索4与框架2锚固连接进行支挡；隧道11浅埋侧设置侧墙6，导向管7穿过侧墙6顶部伸入山体1，通过导向管7钻孔；管棚3穿过导向管7，锚索4套入管棚3；框架2底部施设抗滑桩5，框架柱底部与抗滑桩5顶部相接，锚索4穿过抗滑桩5锚固于山体1的稳定区内；侧墙6与山体1间分层回填土体并夯实；通过带有橡胶圈9的注浆管10和注浆嘴8向锚索4和管棚3内分时注浆加固土体，锚索4和管棚3将侧墙6和抗滑桩5连成整体结构锚固于山体1稳定区；山体、回填土和侧墙6的交界处设置排水沟，在侧墙6、抗滑桩5和管棚3封闭区内暗挖施工隧道11。

本发明偏压隧道洞口开挖防护结构的施工方法，其步骤为：

（1）隧道11侧面边坡钻孔，支模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土形成框架2，锚索4穿过框架2伸入孔内，注浆、张拉锚索4，将锚索4锚固于框架2上；

（2）根据隧道11偏压情况，在距浅埋侧隧道11边墙3-5m处开挖侧墙6坑道，坑底在隧道仰拱以下5-8m，整平垫层，支模、绑扎钢筋，在侧墙6顶部固定两排导向管7并伸入山体1，浇筑混凝土形成侧墙6；

（3）侧墙6强度达到80%以后，在导向管7处以梅花状布置钻管棚孔和锚索孔；

（4）在框架2底部开挖抗滑桩桩孔，挖至管棚孔时，先用尼龙袋堵塞管棚孔口，后继续开挖桩身直至仰拱以下5-8m，在桩顶1-2m和管棚孔穿越抗滑桩5处分别预埋PVC管，绑扎抗滑桩钢筋；

（5）将管棚3从侧墙6的管棚孔口插入并深入山体1内，锚索4穿过管棚3插入锚索孔；

（6）浇筑混凝土、抗滑桩5与框架2底部相接，沿桩顶预埋PVC管向山体1内钻孔，向孔内穿入锚索4，注浆、张拉、锚固锚索；

（7）在侧墙6与山体1间逐层回填、夯实土体至侧墙（6）高度，设置坡度为2%-10%的顺坡，回填土交界处设置排水沟；

（8）管棚3和锚索4进行分时注浆；将带有橡胶圈9的注浆管10穿过管棚3和锚索4，橡胶圈9位于管棚孔孔底处，通过注浆管10给锚索4注浆，注浆完成后拔出，橡胶圈9遇到浆液膨胀固定于管棚3末端，防止浆体通过橡胶圈9流入管棚3，待浆体强度达到80%以上后张拉锚索4，用锚具锚固于侧墙6；通过注浆嘴8给管棚3注浆；

（9）在侧墙6与抗滑桩5间进行暗挖施工隧道11。