[00131615]偏压隧道洞口开挖防护结构及施工方法

1、课题来源与背景 本课题来源于发明专利,名称：偏压隧道洞口开挖防护结构及施工方法,专利号：CN 106223989 A。近年来我国的高速公路、高速铁路建设蓬勃发展,随之产生大量的隧道工程,而大多数公路、铁路一般沿沟谷布线,因此这些隧道工程中浅埋偏压隧道占有相当大的比重。偏压隧道洞口开挖一直以来是岩土工程行业的一大难题,尤其表现在地形、地质环境复杂的软弱围岩地区,其岩质软弱、承载力低、节理裂隙发育、结构破碎,山体本身稳定性差,偏压隧道洞口段埋深极浅,开挖时对山体扰动大,很可能造成隧道侧面坡体滑塌、隧道塌方、衬砌裂缝和隧道整体偏移等问题,威胁隧道开挖人员的安全,影响隧道的正常运营,给人民生命财产安全带来严重隐患。现有偏压隧道洞口施工中的防护主要是:洞外采取在浅埋侧回填反压土平衡部分偏压;洞内采取减少每循环进尺,加大钢拱架、钢筋直径和增加二次衬砌厚度来减少隧道开挖中的沉降、偏移和裂缝。这些方法虽然广泛的用于偏压隧道的开挖中,但没有从根本上加固不稳定山体,减少对软弱围岩的扰动,而是增加隧道内部刚度来抵抗偏压和山坡对隧道的剪切破坏。采取此方法施工的偏压隧道洞口段处于不稳定滑坡体范围内,构造应力和偏压直接作用于隧道,隧道在开挖或运营中随时可能由于不稳定山体滑坡发生整体滑动,裂隙,塌方等破坏。因此,我们需要一种偏压隧道洞口防护结构,能够整体加固不稳定山体,减轻构造和重力对隧道的偏压。 2、技术原理与性能指标 本发明是偏压隧道洞口开挖防护结构及施工方法,偏压隧道洞口开挖防护结构包括框架、管棚、锚索、抗滑桩和侧墙,其特征在于:隧道侧面边坡通过锚索与框架锚固连接进行支挡:隧道浅埋侧设置侧墙,导向管穿过侧墙顶部伸入山体,通过导向管钻孔;管棚穿过导向管,锚索套入管棚;框架底部施设抗滑桩,框架柱底部与抗滑桩顶部相接,锚索穿过抗滑桩锚固于山体的稳定区内;侧墙与山体间分层回填土体并夯实;通过带有橡胶圈的注浆管和注浆嘴向锚索和管棚内分时注浆加固土体,锚索和管棚将侧墙和抗滑桩连成整体结构锚固于山体稳定区;山体、回填土和侧墙6的交界处设置排水沟,在侧墙、抗滑桩和管棚封闭区内暗挖施工隧道o 3、技术的创造性与先进性 本发明的有益效果: （1）修筑侧墙回填土体增加隧道浅埋侧埋深,反压山体坡脚,将侧墙作为管棚支架,减少施钻管棚孔工序;锚索和管棚共用钻孔,通过分时注浆将管棚与锚索结合,不但通过注浆改善了回填土和周围软弱围岩的物理力学性质,增加了围岩的自承能力,并以侧墙和稳定山体为支点形成一个梁式结构,而且利用锚索将整个结构锚固于稳定山体,防止浅埋侧在偏压情况下发生整体侧向位移。 （2）在深埋侧施做锚索抗滑桩能够减少构造和重力产生的偏压对隧道的剪切力,提高了山体侧面边坡的稳定系数并在抗滑桩上埋置钢管、调整施工工序巧妙的解决了管棚和抗滑桩的交叉问题,使抗滑桩、侧墙和管棚形成带有预应力锚索的框架门式结构。本发明对偏压隧道进口侧进行加固处理,防止隧道进口偏压侧在开挖或运营过程中出现过大变形、塌方、整体移动和裂隙等破坏。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 现已掌握本成果的工艺流程,广泛适用于偏压隧道的开挖支护,施工简单,性能可靠,能有效解决偏压隧道洞口施工难得问题。 5、应用情况及存在的问题 研究过程中发现了很多问题,通过查阅相关资料,不断的思考解决了本研究中的关键性问题,但还存在一些影响本研究的相关问题仍需进一步的思考。成果应用前景广泛,但在应用过程中还需不断的完善和修正,这是一个长期的过程。 6、历年获奖情况 无