[发明专利]利用索锚和地面锚固梁控制隧道变形的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用索锚和地面锚固梁控制隧道变形的装置，包括设置在隧道的上方、且位于远离基坑地连墙的一侧的地面上的地面锚固梁；地面锚固梁与隧道之间连接有多套拉力控制及变形监测装置，每个拉力控制及变形监测装置包括2～3根索锚、与索锚数量相同的千斤顶和四个位移监测装置；索锚连接在隧道与地面锚固梁之间，千斤顶设置在索锚的位于地面锚固梁的一端；位移监测装置设置在隧道的轨道道床两侧和隧道两侧的中腰位置。利用本发明控制基坑外隧道变形对周边环境影响小，实现在对周边建筑物影响很小的情况下控制坑外隧道的变形。在施工全过程未涉及注浆，对原有地层和既有建构筑物影响小，同时地面锚固梁在隧道变形稳定后可根据实际要求拆除。

技术领域

本发明涉及地基及基础工程施工，尤其涉及一种利用索锚控制基坑外隧道变形的主动控制装置及方法。

背景技术

随着我国社会经济的迅猛发展，现代化城市建设进度不断加快，大型综合多功能建筑群不断涌现，基础设施建设也在日趋完善。在基坑开挖过程中，邻侧土体的卸荷作用导致基坑围护结构产生相应变形，从而引起相邻建筑基础或者坑外隧道等随着土体一同产生相应位移变形。例如，现有运营地铁隧道多为预制混凝土管片和高强螺栓连接的盾构隧道，对变形较为敏感。过大的变形不仅会导致管片间连接的张开、错台、轨道翘曲变形，影响地铁列车的运行，严重者甚至会因管片间变形张开量过大造成的漏水漏沙现象导致隧道进一步发生大变形和损坏。因此在新项目建设期间对基坑外隧道的变形进行严格控制就显得尤为重要。

目前采用控制基坑外隧道的变形的方法有被动控制和注浆主动控制，但由于技术水平，经济条件等的限制，对于控制坑外隧道变形措施效率仍然较低，主要表现在以下几个方面：

第一，被动控制主要是通过注浆来增加土的强度，弹性模量等来改善土的性状，减小基坑开挖对隧道变形的影响，这种方法常常因为缺乏目的性注浆而会导致过大的浪费，经济效果不够理想，同时对于隧道的变形控制效果也不够理想。

第二，注浆主动控制是根据隧道变形来实时动态注浆以控制隧道的变形，但是目前这种注浆方法由于不能控制注浆后浆液的流向而无法得到预期的注浆体体积，位置和形状，尤其当地下水流速较大时，浆液往往被地下水冲走，难以在固定区域凝固硬化，且易出现跑浆、沿注浆管和相邻结构窜浆现象，浆液的扩散会对周边工程的建设造成潜在的影响，对临近地下水和土壤有一定的污染性，不利于环境保护。

发明内容

针对常规控制基坑外隧道变形的被动控制和注浆主动控制无法实时动态控制隧道变形等技术问题，本发明提出一种利用索锚和地面锚固梁来主动控制基坑外隧道变形的装置。该装置在使用时可以对坑外隧道的的变形进行实时监测，并根据监测的变形值，利用地面锚固梁的支撑反力和上部千斤顶的张拉控制力对隧道变形进行控制，实现变形控制的实时主动性。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种利用索锚和地面锚固梁控制隧道变形的装置，通过以下的技术方案予以实现，该控制基坑外隧道变形的装置包括地面锚固梁，所述地面锚固梁设置在隧道的上方、且位于远离基坑地连墙的一侧的地面上；所述地面锚固梁与隧道之间连接有多套拉力控制及变形监测装置，每个拉力控制及变形监测装置包括2～3根索锚、与索锚数量相同的千斤顶和四个位移监测装置；所述索锚连接在隧道与所述地面锚固梁之间，所述千斤顶设置在索锚的位于所述地面锚固梁的一端；两个位移监测装置设置在隧道的轨道道床两侧，另外两个位移监测装置设置在隧道的两侧的中腰位置。

进一步讲，本发明所述的利用索锚和地面锚固梁控制隧道变形的装置，其中，所述索锚与水平线夹角为45度～90度。

所述地面锚固梁上设有第一索锚端头，所述隧道的管片上设有第二索锚端头，所述索锚的两端分别与第一索锚端头和所述第二索锚端头连接。

所述第二索锚端头设置在管片的注浆孔内。

所述地面锚固梁采用预制钢结构梁或是现浇混凝土梁。