[发明专利]一种偏压隧道洞口开挖防护结构及其施工方法

说明书

本发明涉及隧道工程技术领域，公开了一种偏压隧道洞口开挖防护结构及其施工方法，包括侧墙、挡墙、墙踵面板、抗滑桩和至少一个第一扶壁；隧道的深埋侧设置有侧墙，隧道的浅埋侧设置有挡墙；侧墙和挡墙相对设置由至少一个第一扶壁相互连接并固定；墙踵面板设置在挡墙远离隧道的一侧，且墙踵面板与地面交汇处水平设置；抗滑桩设置在墙踵面板的底面，沿墙踵面板的底面垂直设置。本发明通过对偏压隧道洞口进行加固处理，防止隧道在开挖或运营过程中出现塌方、滑移或开裂等破坏，整个防护结构工作时，侧墙和抗滑桩嵌固在滑移面以下的地层中，通过抵抗侧面山体的偏压力，防止隧道滑移或变形破坏，保证了偏压隧道施工运营过程中的安全。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种偏压隧道洞口开挖防护结构及其施工方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的高速发展，尤其是交通基础设施投入不断加大，产生了大量的公路和铁路隧道。由于地形和地质环境的限制，这些隧道常常会遇到下穿滑坡地段、地形偏压等不利工况。偏压会造成隧道的不平衡受力，轻则致使隧道拱圈变形，重则破坏隧道支护结构；尤其是隧道入口，围岩体风化严重，成拱能力差，上覆围岩受开挖扰动后极易造成滑坡、坍塌等地质灾害的发生，从而导致隧道开挖掘进困难，影响隧道正常施工和运营，威胁人民生命财产安全。为了防止偏压隧道洞口段围岩在施工过程中出现坍塌及变形破坏，最理想的状态就是在隧道开挖前，彻底的消除造成偏压的因素，从而确保隧道施工运营安全。

目前常用的偏压隧道洞口段防护措施主要分为两类：一是提高支护刚度或强度，例如：增加衬砌厚度、增设锚杆与管棚、加大钢拱架刚度来减小开挖过程中衬砌的变形和洞体的滑移；二是在浅埋侧增设重力式挡墙或者在浅埋侧回填反压土，通过重力式挡墙或反压土体平衡部分偏压力。这些方法施工工艺简单，偏压隧道洞口段围岩的稳定起到了一定的作用，但是这两类措施只是通过提高支护结构的刚度或设置反压体来抵抗山体的偏压力，没有从根本上消除形成片压力的因素。因此，如何设计一种能从根本上消除隧道偏压力，并且受力合理的偏压隧道洞口段防护结构极为重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述，本申请要解决的技术问题应当是：提供一种偏压隧道洞口开挖防护结构及其施工方法，以保证偏压隧道施工运营过程中的安全。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种偏压隧道洞口开挖防护结构，包括：侧墙、挡墙、墙踵面板、抗滑桩和至少一个第一扶壁；所述隧道的深埋侧设置有所述侧墙，所述隧道的浅埋侧设置有所述挡墙；所述侧墙和所述挡墙相对设置，由至少一个所述第一扶壁相互连接并固定；所述墙踵面板设置在所述挡墙远离所述隧道的一侧，且所述墙踵面板与地面交汇处水平设置；所述抗滑桩设置在所述墙踵面板的底面，沿所述墙踵面板的底面垂直设置。

进一步地，还包括：至少一个第二扶壁；所述第二扶壁将所述挡墙和所述墙踵面板连接并固定；所述第二扶壁为直角三角形的混凝土板，所述第二扶壁的竖直边与所述挡墙连接，所述第二扶壁的水平边与所述墙踵面板连接；所述第二扶壁的数量与所述第一扶壁的数量相同，且每个所述第二扶壁均与其对应所述第一扶壁处于同一断面。

进一步地，还包括：排水沟；所述排水沟沿所述侧墙远离所述隧道的一侧设置。

进一步地，所述第一扶壁为梯形扶壁，所述梯形扶壁的长端面竖直设置在所述侧墙靠近所述隧道的一侧，所述梯形扶壁的短端下侧面搭接在所述挡墙的墙顶。

进一步地，所述梯形扶壁的横断面形状为直角梯形，所述梯形扶壁的数量为多个，相邻所述梯形扶壁之间的距离为1～2m。

进一步地，所述侧墙距离所述隧道的深埋侧开挖轮廓为3～5m，所述侧墙的墙顶高于山体坡面0.5～1m，所述侧墙的墙底嵌固在滑移面以下3～5m处。