[发明专利]一种临近铁路营业线深路堑开挖施工方法及防护系统

权利要求书

1.一种临近铁路营业线深路堑开挖施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、先分别在临近铁路营业线开挖边坡低矮地段建立边坡低矮地段防护系统，在临近铁路营业线开挖边坡高陡地段建立边坡高陡地段防护系统；

其中，所述边坡低矮地段防护系统为在低矮地段的坡面上逐级安装防护钢架和钢筋网，所述防护钢架底部基础锚入岩土体，所述钢筋网安装在防护钢架靠近坡面侧；所述边坡高陡地段防护系统为采用钢丝绳网循环挂网防护，所述钢丝绳网上部通过绳卡固定在顶部锚杆上，顶部锚杆锚入岩土体顶部，钢丝绳网下部通过绳卡固定在底部锚杆上，底部锚杆锚入岩土体底部；

S2、边坡低矮地段防护系统和边坡高陡地段防护系统均建立完成后，逐级开挖拦石槽道；

S3、拦石槽道开挖成型后，逐级分层开挖高矮地段路堑，每一层路堑开挖时由拦石槽道两侧向拦石槽道内开挖；

其中，开挖边坡高陡地段时，当开挖深度达到第一级锚入的顶部锚杆的底部时，停止开挖；进行第二级顶部锚杆的锚入，拆除第一级锚入的顶部锚杆，重新将钢丝绳网上部通过绳卡固定在第二级顶部锚杆上，当开挖深度达到第二级锚入的顶部锚杆的底部时，停止开挖；依次类推，循环锚入下一级顶部锚杆和拆除当前级锚入的顶部锚杆，并循环挂网，直至整个边坡高陡地段开挖完成；

高陡地段和低矮地段在进行分层开挖时，每一层的厚度保持一致；开挖的岩土体各层厚度h和拦石槽道宽度L由以下公式确定：

（1）

（2）

式中：W为单位体积岩土体重量，单位为千牛/立方米；α为边坡倾角，单位为度；为岩土体内摩擦角，单位为度；C为岩土体粘聚力，单位为千牛/平方米；

高陡地段和低矮地段在进行分层开挖时的最终厚度取根据公式（1）分别计算出的高陡地段开挖厚度的最大值和低矮地段开挖厚度的最大值，再选取两个最大值中的最小值；拦石槽道的最终宽度取根据公式（2）分别计算出的高陡地段拦石槽道宽度的最大值和低矮地段拦石槽道宽度的最大值，再选取两个最大值中的最小值；

通向拦石槽道方向的两侧岩土体开挖线保持4%的坡度，岩土体汇聚在拦石槽道后及时清运至临近弃土场；

所述防护钢架出露坡面高度h₁大于等于开挖岩土体各层厚度h，出露坡面高度h₁与埋入深度h₂的比值小于等于2；垂直新建高铁线路方向相邻两级防护钢架的间距S保持一致，间距S=h₁/n，其中n为低矮边坡坡率；

循环挂网防护时，锚固顶部锚杆进入岩土体时，沿新建高铁线路方向间距保持一致；所述顶部锚杆的锚固力大于钢丝绳网产生的重力，顶部锚杆悬出地面的高度大于等于开挖后产生的岩土体最大粒径，顶部锚杆锚入深度大于分层开挖厚度的2倍，垂直新建高铁线路方向相邻两级顶部锚杆的间距在满足顶部锚杆锚入深度大于分层开挖厚度2倍的条件下结合高陡边坡坡度来确定；所述底部锚杆锚入岩土体后灌注水泥砂浆，使底部锚杆的抗拔力达到其设计值。

2.根据权利要求1所述的临近铁路营业线深路堑开挖施工方法，其特征在于，边坡低矮地段和边坡高陡地段的开挖方式根据路堑岩层岩性来决定，岩层为硬岩时采用劈裂机和破碎锤机械破碎开挖，岩层为风化软岩时采用常规机械结合人工开挖。

3.根据权利要求1所述的临近铁路营业线深路堑开挖施工方法，其特征在于，拦石槽道设置在开挖地段的最低点。

4.根据权利要求3所述的临近铁路营业线深路堑开挖施工方法，其特征在于，各级拦石槽道设置时，下一级拦石槽道最右侧边缘位置对应上一级拦石槽道中心位置。

5.根据权利要求1所述的临近铁路营业线深路堑开挖施工方法，其特征在于，在安装钢筋网、防护钢架、钢丝绳网和顶部锚杆前进行人工清表，为下一步施工提供工作面。