[发明专利]浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构及施工方法

权利要求书

1.一种浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：

1)在隧道浅埋段先放坡开挖，并留置碎落台；然后沿隧道走向在隧道设计边界两侧分别施作一排钻孔灌注桩，作为隧道的围护结构；

2)在钻孔灌注桩顶部浇筑钢筋砼冠梁；

3)在两条钢筋砼冠梁之间支一道钢筋砼横撑；

4)机械开挖上部土体段至设计隧道基坑底，此时将整个基坑围护结构作为单排桩来验算此种不利工况下各项指标是否满足规范要求；然后采用爆破开挖下部岩石段，直至开挖至仰拱外边线底，此时再次将整个基坑围护结构作为单排桩来验算此种不利工况下各项指标是否满足规范要求；

5)以隧道底部支撑的设计位置上缘作为观测点，埋设量测设备对该点的变形位移进行监测；

6)在两种不利工况的各项指标均满足规范要求以及基坑底部观测点变形值未达到预警值的前提下，直接施作仰拱，使仰拱与围护钻孔灌注桩连成一体，进而仰拱回填土石方至设计标高；

7)在明洞上方的钢筋砼横撑上施作拱形顶棚，使拱形顶棚与钢筋砼横撑连接，形成拱形棚式组合明洞结构；

8)围护钻孔灌注桩作为明洞边墙，在钻孔灌注桩靠近明洞一侧的桩壁上喷射混凝土抹平，然后施作银圭液体陶瓷材料作为隧道壁面层。

2.如权利要求1所述的浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，若基坑底部观测点变形值超过预警值，则需要在隧道底部增加底部支撑，以满足围护结构的整体稳定平衡要求。

3.如权利要求1所述的浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，所述的预警值采用《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2009)中深层水平位移监测报警值。

4.如权利要求1所述的浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，两种不利工况下的验算指标包括抗倾覆稳定性验算和抗隆起验算。

5.如权利要求4所述的浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，抗倾覆稳定性的验算公式为：

式中：K_e为嵌固稳定安全系数；

E_ak、E_pk分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力标准值，单位为kN；

a_a1、a_p1分别为基坑外侧主动土压力合力作用点、基坑内侧被动土压力合力作用点至挡土构件底端的距离，单位为m。

6.如权利要求4所述的浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，抗隆起稳定性的验算公式如下：

Nc、Nq均为地基极限承载力的计算系数，且：

式中：K_he为基坑抗隆起安全系数；

γ_m1、γ_m2分别为基坑外、基坑内挡土构件底面以上土的天然重度，单位为kN/m³；

对多层土，取各层土按厚度加权的平均重度；

l_d为挡土构件的嵌固深度，单位为m；

h为基坑深度，单位为m；

q₀为地面均布荷载，单位为kPa；

c、——分别为挡土构件底面以下土的黏聚力，单位为kPa、内摩擦角，单位为度。

7.如权利要求1所述的浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构的施工方法，其特征在于，所述的观测点位于基坑底部下方0.5～1m处。