[发明专利]减小偏压载荷的对拉锚索结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种减小偏压载荷的对拉锚索结构，其包括：分别设置于所述隧道两侧山体内的钢管桩，且所述钢管桩用于对沿线两侧山体的岩体进行加固；以及设置于地面的冠梁，且所述钢管桩的顶部固定于所述冠梁内及施工方法，其包括设置于所述偏压隧道沿线山体一侧的钢管桩，所述钢管桩用于对所述山体一侧的岩体进行加固。本发明中主要通过微型钢管桩来减小偏压隧道所受的偏压荷载，避免因隧道处于严重偏压状态而导致的隧道结构发生病害、失稳的状况。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种减小偏压载荷的对拉锚索结构及其施工方法。

背景技术

偏压隧道是指隧道支护结构两侧的围岩压力相差较大或不对称荷载作用的隧道。如公路隧道断面一般呈马蹄形，由于地形不对称、地质岩层、施工等因素，造成隧道结构两面荷载不对称，就形成了偏压。偏压作用是隧道变形、坍塌的主要原因之一，因此隧道处于严重偏压状态时，应采取措施避免隧道结构发生病害、失稳。施工期间的病害主要是偏压一侧压力大，容易产生大变形，围岩不稳定容易塌方，喷混凝土会产生开裂、掉块、严重的发生坍塌。运营阶段，由于受偏压荷载的影响，隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。

目前国内外对偏压边坡加固处理的方法主要有以下几种：

(1)削坡排水法

该方法通过消弱偏压边坡以减轻下滑力，从而降低边坡偏压对隧道稳定性的影响。但该方法的治理效果与开挖范围密切相关。倘若开挖范围小，则一方面无法起到很好的治理效果，另一方面则可能引起新一轮边坡滑移的隐患；倘若开挖范围过大，则不但增加了工程造价，而且大大影响了周围环境。

(2)地表注浆法

当隧道浅埋且地层非常松散破碎、易发生大规模坍塌或失稳时，可采用地表注浆加固。这种方法方便、及时，投入的工作量相对较小。但是，注浆量估算和控制比较难以把握，实际治理效果有限。

(3)支挡措施

根据偏压坡体的性质，支挡措施可采用抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚索(杆)、钢管桩以及锚索桩、格构锚固等支挡构造物，对偏压坡体进行整治，控制偏压。如抗滑桩具有抗滑能力大的优点，但污工数量大，造价相对较高，影响施工进度。

因此，有必要提供一种能有效减小隧道偏压载荷的对拉锚索结构及其施工方法，使其能简化施工步骤、加快施工速度、降低经济成本。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种控制隧道偏压变形的对拉锚索结构及其施工方法，其主要通过微型钢管桩来对沿线山体两侧的岩体进行支档，依次减小隧道所受的偏压荷载，避免因隧道处于严重偏压状态而导致的隧道结构发生病害、失稳的状况，且工法简单、施工速度快，经济成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，提供了一种减小偏压载荷的对拉锚索结构，其包括：分别设置于所述隧道两侧山体内的钢管桩，且所述钢管桩用于对沿线两侧山体的岩体进行加固；以及设置于地面的冠梁，且所述钢管桩的顶部固定于所述冠梁内。

优选的，所述钢管桩包括：钢花管；设置于所述钢花管内部、且与所述钢花管同轴的至少一个固定环；以及设置于所述钢花管内部、且与所述固定环外表面固定连接的至少一根钢筋。

优选的，所述钢花管内填充有水泥砂浆。

优选的，所述钢花管上开设有若干注浆孔，用于对周边岩体进行注浆加固。

优选的，所述对拉锚索结构还包括：至少一根对拉锚索，每一所述对拉锚索的一端与所述冠梁固定连接，另一端与所述隧道拱顶的初支结构固定连接。

优选的，所述冠梁包括：混凝土主体；以及与所述混凝土主体上表面固定连接的锚墩；所述对拉锚索的一端穿过所述混凝土主体与锚墩，通过钢垫墩与所述锚墩固定连接。