滑坡隧道一体化加固治理装置的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型及一种穿过滑坡(滑体或滑床)的隧道加固及滑坡治理滑坡隧道一体化加固治理装置。
[0003]【背景技术】:
[0004]西部大开发的推进和西部铁路及公路建设标准的提高，傍山浅埋隧道和进出口段轴向与斜坡走向小角度关系的越岭隧道越来越多。由于西部地区复杂的地形和地质条件所决定:一方面公路或铁路傍山隧道往往不可避免地穿过滑坡等不良地质地段；另一方面既有铁路或公路隧道所在的斜坡体变形形成滑坡，构成所谓的“滑坡区隧道”。如已建成的京珠高速公路粤北段，G5四川西昌至攀枝花高速公路米易段，317国道及318国道山区段众多滑坡或变形体地段；已建成的南昆铁路、内昆铁路、成昆铁路、宝中铁路、宝成铁路和襄渝铁路等，都有不少隧道经过厚度较大的滑坡或变形体地段；在建或即将修建的四川雅安至康定(规划至拉萨)、汶川至马尔康(规划至西藏昌都)、汶川至九寨沟和绵阳至九寨沟等高速公路；兰州至重庆铁路、成都至兰州铁路和成都至昆明等新线铁路等都遇到过许多滑坡隧道。青藏高原东缘深切山区未来修建的公路和铁路还将遇到更多的滑坡隧道。
[0005]目前，滑坡区隧道的治理技术是事先治理好滑坡，使滑坡处于稳定。再修建隧道或者修复隧道，或对隧道结构进行加固，使其满足使用要求。但是，现有滑坡隧道治理技术对于滑体厚度大，滑面较陡，沿滑面附近穿过的隧道，传统加固治理技术可靠性、适应性和经济性较差，对此急需开发一种先进的加固治理技术应对挑战。
[0006]【实用新型内容】:
[0007]针对上述存在的问题，本实用新型的目的是为了提供一种环境影响较小，利用已有构筑物隧道为基础，对深厚层滑坡进行局部有针对性治理，减小工程量，降低造价，并且隧道由滑坡所产生的变形等病害也得到有效根治的滑坡隧道一体化加固治理装置。
[0008]本实用新型的目的是这样来实现的:
[0009]本实用新型滑坡隧道一体化加固治理装置，包括加固隧道衬砌、与隧道加固衬砌底部连接的隧道仰拱、位于隧道仰拱下方的多组抗滑支撑桩，每组抗滑支撑桩顶部铰接有与隧道仰拱成一体的连系梁，隧道加固衬砌上有带预应力锚索的锚具，加固后的隧道衬砌作为锚索的反力装置，锚索将其锚固于稳定的基岩内，隧道底部设置仰拱，仰拱与桩顶连系梁现浇固结，连系梁与抗滑支顶桩组顶端铰接，桩底端嵌入稳定的基岩、桩顶上端设置一道预应力锚索。
[0010]上述的隧道衬砌中有隧道初砌，位于隧道初衬内壁的隧道二衬。
[0011]上述的抗滑支撑桩顶连系梁为弧形。
[0012]上述的每组抗滑支撑桩组中有沿隧道纵向呈弧形排列的五根或七根支撑桩。
[0013]上述的抗滑支撑桩组中边桩截面尺寸大于中间桩截面尺寸。
[0014]采用本实用新型滑破隧道一体化加固治理装置施工包括以下步骤:
[0015](I)根据滑坡推力的大小及围岩的地质条件，设计确定隧道二衬加固、锚索及抗滑支撑桩的设计参数；
[0016](2)根据设计方案对隧道衬砌进行加固；
[0017](3)施工预应力锚索；
[0018](4)确定抗滑支顶桩坐标位置后进行人工挖孔桩施工，采取间隔开挖桩孔。
[0019](5)第一组支撑桩完成后，施工其桩顶连系梁。
[0020](6)当桩和连系梁适当静置短暂时间达到强度后，在桩顶施加预应力锚索。
[0021](7)锚索施加完成后施工隧道仰拱。
[0022]( 8 )重复步骤(I)?(7 )，直至整条隧道加固结构完成。
[0023]本实用新型中的抗滑支撑桩通过连系梁与隧道仰拱连接，同时具有抗滑及支撑隧道作用，隧道衬砌经过加固后作为锚索的反力装置，通过锚索穿过滑面把隧道锚固于稳定的基岩内。隧道山侧滑坡推力主要由衬砌转移给锚索承担，抗滑支撑桩主要承担隧道底部至滑面段的滑坡推力及由上部隧道传下来的岩土压力，锚索和抗滑桩共同作用以保持隧道水平及竖直方向的整体稳定。整个空间加固体系对以滑面为中心的滑坡区进行了有效的抗滑处理。
[0024]采用本实用新型不但加固了隧道，解决了隧道纵向弯曲变形、错缝和整体位移等变形破坏并且能使滑坡得到有针对性的局部(滑面区)加固，治理费用将降低约40%，且施工难度减小，相应节约工期约50%。即使隧道底部滑体不稳，需在隧道底部打支撑桩时(抗滑支撑桩采用人工挖孔桩)，也只需从隧道底面向下挖到滑面下一定深度，不用从地表挖到滑面下；锚索及锚具有现成的产品，锚索的施工对滑体影响较小，相对较安全，由于目前锚固工程的发展，大吨位的锚索的产生为此新型结构的应用提供了条件，使得该技术在滑坡隧道加固中具有广阔的前景；本抗滑结构为多次超静定支护体系，增强了支护效果，在治理了滑坡的同时对隧道的病害也进行了根治。为滑坡治理提供了一种新型的支护方案。本实用新型可广泛用于山区和丘陵区有横穿隧道的滑坡治理，并且会体现其特有的理论与技术优势和明显的经济效益与社会效益。
[0025]【附图说明】:
[0026]图1为本实用新型结构示意图。
[0027]图2为图1中的A— A剖视图。
[0028]图3为抗滑支撑桩位置示意图。
[0029]图4为图3的俯视图。
[0030]【具体实施方式】:
[0031]参见图1、图2，本实施例滑坡隧道一体化加固治理装置，包括由有隧道初砌1、位于隧道初衬内壁的隧道二衬2组成的加固隧道衬砌3、与隧道加固衬砌底部连接的隧道仰拱4、位于隧道仰拱下方的多组抗滑支撑桩5。每组抗滑支撑桩顶部铰接有与隧道仰拱成一体的为弧形的连系梁6。隧道加固衬砌上有装有可调预应力锚索7的锚具8。抗滑支撑桩组中边桩截面尺寸大于中间桩截面尺寸。图1、图2中序号9、10、11、12、13分别为滑坡滑体、滑坡之滑床、滑坡滑面(带)、隧道道面道床、隧道内壁面。
[0032]隧道山侧滑坡推力主要由衬砌转移给锚索承担，锚索和抗滑桩共同作用以保持隧道水平及竖直方向的整体稳定。沿隧道边墙高度方向设置预应力锚索，加固后的隧道衬砌作为锚索的反力装置，锚索将其锚固于稳定的基岩内，隧道底部设置仰拱，仰拱与桩顶连系梁现浇固结，连系梁与抗滑支撑桩组顶端铰接，锚索及锚具有现成的产品。
[0033]如图3、图4所示，每组抗滑支撑桩沿隧道纵向五根(或七根)桩为一组，呈弧形布置，边桩与中间桩采用不同截面设计，边桩截面尺寸大于中间桩截面尺寸，桩顶连系梁也为弧形设计。抗滑支撑桩与连系梁铰接，连系梁与隧道仰拱现浇成一整体，抗滑支撑桩主要承担隧道底部至滑面段的滑坡推力及由上部隧道传下来的岩土压力，同时具有抗滑及支撑作用；桩底端嵌入稳定的基岩，为了使抗滑支撑桩在隧道施工过程中能尽早发挥抵抗滑坡的作用，保证施工安全，每根抗滑支撑桩在桩上端设置一道锚索；抗滑支撑桩采用人工挖孔桩，设置成矩形截面，受力面为短边，侧面为长边。为了便于施工，挖孔桩最小边宽度不宜小于1.25m。桩间距为3倍最小边宽度。
[0034]预应力锚索为高强碳素钢绞线，采用1X7标准型、直径15.24mm、公称抗拉强度I860 MPa、截面积139 mm2钢绞线，再由7根直径15.2mm的钢索扭成更大的复合钢索，以此类推根据设计计算需要扭成更大的钢索。此柔性结构有现成的产品。锚索施工中造孔采用边钻边灌、逐步成孔的方法。
【主权项】
1.滑坡隧道一体化加固治理装置，其特征在于包括加固隧道衬砌、与隧道加固衬砌底部连接的隧道仰拱、位于隧道仰拱下方的多组抗滑支撑桩，每组抗滑支撑桩顶部铰接有与隧道仰拱成一体的连系梁，隧道加固衬砌上有带预应力锚索的锚具。
2.如权利要求1所述的滑坡隧道一体化加固治理装置，其特征在于隧道衬砌中有隧道初砌，位于隧道初衬内壁的隧道二衬。
3.如权利要求1或2所述的滑坡隧道一体化加固治理装置，其特征在于抗滑支撑桩顶连系梁为弧形。
4.如权利要求1或2所述的滑坡隧道一体化加固治理装置，其特征在于每组抗滑支撑桩中有沿隧道纵向呈弧形排列的五根或七根支撑桩。
5.如权利要求1或2所述的滑坡隧道一体化加固治理装置，其特征在于抗滑支撑桩组中边桩截面尺寸大于中间桩截面尺寸。
【专利摘要】本实用新型滑坡隧道一体化加固治理装置，包括加固隧道衬砌、与隧道加固衬砌底部连接的隧道仰拱、位于隧道仰拱下方的多组抗滑支撑桩，每组抗滑支撑桩顶部铰接有与隧道仰拱成一体的连系梁，隧道加固衬砌上有带预应力锚索的锚具。工程量小、施工周期短、造价低，特别适用于滑面上部附近有横穿隧道的深厚滑坡病害及隧道位移开裂的治理。
【IPC分类】E21D11-00, E02D17-20, E21D21-00
【公开号】CN204343306
【申请号】CN201420775047
【发明人】邓荣贵, 尹静, 钟志彬, 王振永, 陈泽硕, 王园园, 张颖, 杜亚宁, 邵康, 张志伟, 高阳, 付小敏
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月11日