[发明专利]穿越滑坡体的黄土隧道进洞口段预加固及开挖施工方法

权利要求书

1.一种穿越滑坡体的黄土隧道进洞口段预加固及开挖施工方法，其特征在于：所施工隧道进洞口段(10)为穿越需治理滑坡体(1-4)的平直隧道段，所述平直隧道段的前端为隧道进洞口(2)且其后端为进洞口段后端；所述需治理滑坡体(1-4)后部支撑于上部土层(14)的前部上方，所述上部土层(14)前部为位于需治理滑坡体(1-4)下方的滑床，所述需治理滑坡体(1-4)为黄土滑坡的滑坡体且其为在所述滑床上由后向前进行滑动的滑坡体；所述需治理滑坡体(1-4)的前部和中部均支撑于下部土层(13)上，所述上部土层(14)支撑于下部土层(13)上；所述需治理滑坡体(1-4)和上部土层(14)均为砂黄土层，所述下部土层(13)为老黄土层，所述需治理滑坡体(1-4)和上部土层(14)组成位于下部土层(13)上的不稳定土层；

所述隧道进洞口段(10)为所施工黄土隧道中的一个隧道段，所述进洞口段后端位于所述不稳定土层后方；所述隧道进洞口段(10)的一侧为需支挡侧且其另一侧为滑动起始侧，需治理滑坡体(1-4)为由所述滑动起始侧向所述需支挡侧滑动的滑坡体，需治理滑坡体(1-4)的滑动方向与隧道进洞口段(10)的隧道纵向延伸方向之间的夹角为A，其中A＝35°～55°；所述隧道进洞口(2)位于需治理滑坡体(1-4)上且隧道进洞口(2)位于需治理滑坡体(1-4)中部；

所述隧道进洞口段(10)的隧道洞(1)由上至下分为上部洞体(1-1)、中部洞体(1-2)和下部洞体(1-3)，所述上部洞体(1-1)为由前向后对隧道进洞口段(10)进行上台阶开挖后形成的洞体，所述中部洞体(1-2)为由前向后对隧道进洞口段(10)进行中台阶开挖后形成的洞体，所述下部洞体(1-3)为由前向后对隧道进洞口段(10)进行下台阶开挖后形成的洞体；

对隧道进洞口段(10)进行预加固及开挖施工时，包括以下步骤：

步骤一、洞身土层预加固：对隧道进洞口段(10)所处施工区域的黄土地层进行预加固，并获得洞身加固结构(22)；

所述隧道进洞口段(10)所处施工区域的黄土地层为被加固土层，所述隧道进洞口段(10)的隧道洞(1)位于所述被加固土层内，所述被加固土层位于岩层上；所述需治理滑坡体(1-4)、下部土层(13)和上部土层(14)均为所述黄土地层，所述需治理滑坡体(1-4)、下部土层(13)和上部土层(14)组成上部地层；所述需治理滑坡体(1-4)后部与上部土层(14)之间的接触面为滑体滑动面(24)，所述上部土层(14)后部与下部土层(13)之间的接触面均为不稳定土层滑动面(25)，所述不稳定土层滑动面(25)位于滑体滑动面(24)后方；所述隧道进洞口段(10)由前至后经滑体滑动面(24)和不稳定土层滑动面(25)后从所述不稳定土层穿出，所述隧道进洞口段(10)中位于隧道进洞口(2)与不稳定土层滑动面(25)之间的隧道段为被加固隧道段；

所述隧道进洞口段(10)由所述被加固隧道段和位于所述被加固隧道段后方的后侧隧道段连接而成；所述上部地层和位于其下方的所述岩层组成土石分界地层，所述上部地层与所述岩层之间的分界面为土石分界面；所述被加固隧道段位于所述上部地层内，所述被加固隧道段的隧道洞(1)位于所述土石分界面上方，所述被加固隧道段下方为下部土层(13)，所述被加固隧道段下方下部土层(13)的层厚不大于6m；所述后侧隧道段中所述土石分界面位于中部洞体(1-2)或下部洞体(1-3)内；所述岩层为位于所述上部地层下方的下部岩层(5-1)；

所述洞身加固结构(22)沿所述被加固隧道段的隧道纵向延伸方向布设，所述洞身加固结构(22)的纵向长度不小于所述被加固隧道段的纵向长度，所述洞身加固结构(22)的前端面与隧道进洞口(2)相平齐；所述洞身加固结构(22)的宽度大于隧道进洞口段(10)的开挖宽度，所述隧道进洞口段(10)的隧道埋深小于30m，所述洞身加固结构(22)为采用多排水泥土搅拌桩(26)对所述被加固土层进行加固后形成的加固结构，多排所述水泥土搅拌桩(26)沿隧道纵向延伸方向由前向后布设，前后相邻两排所述水泥土搅拌桩(26)的桩身相互咬合；每排所述水泥土搅拌桩(26)均包括多根由左至右布设于隧道进洞口段(10)同一隧道横断面上的水泥土搅拌桩(26)，每根所述水泥土搅拌桩(26)均呈竖直向布设，每根所述水泥土搅拌桩(26)底部均支撑于位于其下方的所述岩层上，每排所述水泥土搅拌桩(26)中左右相邻两根所述水泥土搅拌桩(26)的桩身相互咬合；前后相邻两排所述水泥土搅拌桩(26)中的水泥土搅拌桩(26)呈交错布设；

对隧道进洞口段(10)所处施工区域的黄土地层进行加固时，对所述被加固隧道段所处的所述被加固土层进行加固；对所述被加固土层进行加固时，对洞身加固结构(22)中的各水泥土搅拌桩(26)分别进行施工；待洞身加固结构(22)中所有水泥土搅拌桩(26)均施工完成后，获得施工成型的洞身加固结构(22)；

步骤二、隧道进洞口施工：步骤一中洞身土层预加固完成后，采用挖掘机对隧道进洞口(2)的边坡与仰坡分别进行开挖；开挖完成后，采用锚网喷联合支护方法对开挖完成的边坡与仰坡进行防护处理；

步骤三、被加固隧道段开挖及初期支护施工：沿隧道纵向延伸方向由前向后对所述被加固隧道段进行开挖及初期支护施工，并获得开挖成型的隧道洞(1)；

由前向后对所述被加固隧道段进行开挖及初期支护施工时，过程如下：

步骤B1、上部洞体开挖及初期支护：沿隧道纵向延伸方向由前向后对所述被加固隧道段的上部洞体(1-1)进行开挖，获得开挖成型的上部洞体(1-1)；开挖过程中，由前向后对开挖成型的上部洞体(1-1)进行初期支护；

步骤B2、中部洞体开挖及初期支护：步骤B1中进行上部洞体开挖及初期支护过程中，沿隧道纵向延伸方向由前向后在已开挖成型的上部洞体(1-1)下方对中部洞体(1-2)进行开挖，获得开挖成型的中部洞体(1-2)；开挖过程中，由前向后对开挖成型的中部洞体(1-2)进行初期支护；

本步骤中，所述中部洞体(1-2)的开挖面位于上部洞体(1-1)的开挖面后方且二者之间的水平间距为4m～6m；

步骤B3、下部洞体开挖及初期支护：步骤B2中进行中部洞体开挖及初期支护过程中，沿隧道纵向延伸方向由前向后在已开挖成型的中部洞体(1-2)下方对下部洞体(1-3)进行开挖，获得开挖成型的隧道洞(1)；开挖过程中，由前向后对开挖成型的下部洞体(1-3)进行初期支护；

本步骤中，所述下部洞体(1-3)的开挖面位于中部洞体(1-2)的开挖面后方且二者之间的水平间距为4m～6m；

步骤四、后侧隧道段开挖及初期支护施工：沿隧道纵向延伸方向由前向后对所述后侧隧道段进行开挖，获得开挖成型的隧道洞(1)；开挖过程中，由前向后对开挖成型的隧道洞(1)进行初期支护。