一种暗挖进洞支护结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑工程技术领域中的山岭隧道进洞施工，具体的讲是涉及一种暗挖进洞支护结构。
【背景技术】
[0002]随着城市建设的发展，越来越多的城市交通和建筑不断涌现。城市隧道作为一种交通形式得到了长远发展，但在城市中心区域，尤其是市政建设中为减少隧道规模以及市政道路线位规划，常常将隧道选在山谷之处，这就为城市山岭隧道建设尤其是隧道进洞带来了较大技术难度。
[0003]在山谷等地形高边坡坡脚下进行隧道进洞的施工，若以常规明洞开挖、洞口管棚施作的方式必然造成较大土方工程，同时所带来的洞口高边坡也将增加施工风险和运营成本。因此关于如何在高边坡坡脚进行山岭隧道施工，成了这类工程能否成功的关键。
[0004]常规的山岭隧道进洞施工，一般采用明洞边坡开挖，施作管棚等超前支护结构，而后采取新奥法等进洞工艺。该传统施工方法应用在高边坡坡脚下时，存在着高边坡刷方量大、边坡变形控制难、高边坡洞口运营管理等难题，往往影响隧道工程难以实施。
[0005]经专利和文献检索，对于此类工程目前常用棚洞法进行半暗挖施工的两项专利(专利公布号:CN103939115A和CN101713294A)，通过对以上专利的学习与研究，CN101713294A实用新型采用先导洞施工档土粧基，而后施工棚洞的形式，该实用新型多次开挖且永久性结构多次施作，工序复杂，实施难度亦较大，存在一定隐患。CN103939115A实用新型在前述专利的基础上，先行施工临空侧侧墙和顶板，而后施工锚固体系，最后分台阶开挖并施工内侧墙与先行施工的顶板连接，该实用新型结构体系较弱，应适合跨度和规模较小的山岭隧道，仅在锚杆固结的结构构造支护下分台阶开挖施工山体内侧墙时，初衬结构以及二衬结构的受力体系侧向抗力均不足，实施起来存在一定风险。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型涉及一种暗挖进洞支护结构，能有效减少边坡土方量，保留原有绿化环境、提高施工安全保证。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案:一种暗挖进洞支护结构，其特征在于该支护结构包括设置于山坡的条形基础，设置于山脚的底部基础，条形基础和底部基础之间通过拱形结构连接，所述拱形结构一侧设置耳墙。
[0008]所述条形基础边缘打设锚杆固结坡脚，所述底部基础通过锚杆固结地基。
[0009]耳墙与拱形结构整体浇注，拱形结构内设支护钢筋。
[0010]所述耳墙与拱形结构衔接处设置平直段进行连接，所述耳墙的高度高于拱形结构顶部不小于2.5m。
[0011]底部基础采用带墙趾构造，地基为带锚杆加固的素砼换填地基形式。
[0012]所述拱形结构的顶部覆土。
[0013]本实用新型通过一系列构造措施，提供了一种暗挖进洞支护形式，为解决山谷陡峭山坡进洞难题提供了一种技术先进、安全可靠、经济合理、美观简洁的超前支护形式。该支护结构注重生态效应，使其与沿线道路选线、周边环境和地形地貌等协调一致，也为运营维护提供了安全便利的基础条件。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的支护结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合本实用新型的具体实施例和附图，对本实用新型作进一步说明。
[0016]本实用新型的结构由设置于山坡的条形基础1、拱形结构2、耳墙3以及底部基础4组成；整体支护结构作为一种临时兼永久性的支护结构，为施工隧道二衬结构提供超前支护作用，运营期间可有效加固山坡，其顶部可根据绿化设计进行植被种植，有效还原生态环境。
[0017]条形基础I设置于山坡基岩处，根据围岩性质设置适当的中空注浆锚杆加固。位于山坡的条形基础I可有效利用陡峭山坡处围岩质地较硬，承载力较高的特点，仅需开挖局部山坡，在条形基础I边缘打设锚杆固结坡脚，条形基础I根据受力需要以及岩层情况，优选宽度800mm~2000mm，高度500mm~800mm。条形基础I作为支护结构整体的一部分，其钢筋网与打设的锚杆进行有效焊接。
[0018]拱形结构2顶部与支护下马蹄形结构相适应，拱形结构外侧墙体底部设置墙趾结构。拱形结构2依据隧道二衬结构外轮廓进行灵活性设计，拱形结构和隧道二衬结构外轮廓之间预留变形空间，优选约50_~80_，也可根据支护结构预估变形量进行预留。拱形结构厚度优选500mm~800mm，根据二衬结构外轮廓跨度以及结构受力进行验算。
[0019]耳墙3与拱形结构2整体浇注，可在耳墙3与山坡中间进行回填土体，进行绿化并起到对支护结构压重，有效提高支护结构整体稳定性。耳墙3为平衡山坡偏压作用设置，优选高度高于拱形结构顶部不小于2.5m，可保证拱形结构顶部覆土最小2m，以利种植绿化6树木等。耳墙结构3顶部宽度优选300mm~500mm，内侧直立构造，与拱形结构连接处为便于施工，设计为500mm水平构造。外侧为斜坡构造，根据挡墙坡率设置，优选1: 0.1~1:0.25。
[0020]底部基础4 一般依据挡墙结构构造进行设计，优选带墙祉构造，依据挡墙稳定性以及地基承载力进行设计优化。底部根据岩土层情况，有必要时局部进行地基处理，优选带锚杆加固的素砼换填地基形式。
[0021]一种暗挖进洞支护结构的施工主要步骤为:(I)开挖并对底部基础4进行地基处理，采用片石换填或锚杆注浆加固等处理的形式；(2)对边坡局部进行开槽施工，开挖条形基础I平台至基岩并打设锚杆，锚杆钢筋须伸入支护结构不小于150_，并与结构钢筋进行焊接；(3)根据构造形式，绑扎带耳墙3的支护结构钢筋笼，耳墙结构顶部宽约500~800mm厚，与拱形结构2衔接处设置500~800mm平直段进行连接；(4)整体浇注钢筋混凝土，混凝土强度等级采用C25~C35，等厚处取500mm~800mm，浇筑时内侧预埋钢拱架，支护结构与二衬6之间预留50mm~80mm变形量，后期待二衬浇筑时采用C25素砼填充。(5)待支护结构钢筋混凝土结构达到设计强度后，进行暗洞开挖施工，暗洞施工靠近山脚一侧采用小导洞开挖，及时浇注二衬并封闭成环，以确保施工安全。(6)耳墙与山坡间的支护结构顶部进行防水处理后采用耕植土进行绿化回填6，并根据绿化景观设计进行植被种植。
[0022]在一个实施例中将本实用新型应用于某城市山岭隧道进洞施工，该工程的制约条件是:
[0023]I)工程采用山岭隧道形式穿越，其中一个洞口依据总体线性布置，选址在一陡峭山谷坡脚，原为采石场遗留山谷形构造，岩层为成层状页岩，质地较硬，围岩裂隙分布较多。
[0024]2)隧道设计为双向六车道，隧道设计为小净距隧道，毛洞宽度约为16.8m。
[0025]3)山坡陡峭，顶部绿化保留完整，若采用明洞施工，边坡开挖约40m高，对生态环境也将带来一定破坏影响，同时也为施工以及运营带来较大风险。
[0026]针对此工程难题，对本实用新型的一种暗挖进洞支护结构进行设计，如下:
[0027]开挖左侧基础至基岩，采用片石混凝土回填并打设锁脚锚杆，采用3根D25中空注浆锚杆，锚杆长4.5m，锚杆钢筋深入支护结构基础不小于150_，并与支护结构钢筋焊接牢固。
[0028]根据山坡地形局部开槽开挖出右侧顶部锁脚平台，打设锁脚锚杆，锚杆采用3根D25中空注浆锚杆，锚杆长4.5m，打设角度分别为15°、30°、45°，锚杆钢筋与结构钢筋焊接牢固。条形基础平直段长度根据开挖岩体进行确定，优选2000mm。
[0029]耳墙顶部宽度为800mm，较支护结构顶部高2.5m，耳墙根部与弧形构造衔接处按800mm宽平直段进行连接，耳墙靠近洞门500mm处设置泄水孔，将排出顶部雨水。
[0030]立模绑扎钢筋并浇注支护结构，混凝土采用C35钢筋混凝土结构，等宽处厚80cm，浇筑时内侧预埋钢拱架，二衬与支护结构之间预留8mm预留变形量，后期待二衬浇筑时采用喷射C25素混凝土填充。
[0031]待支护结构强度达到设计强度后，进行暗洞部分开挖，暗洞施工靠近山脚一侧采用导洞开挖。
[0032]耳墙与山坡间的支护结构顶部进行防水处理后采用耕植土进行回填，并根据绿化景观设计进行植被种植。
[0033]本实用新型克服了以往类似工程对边坡进行大开大刷，严重破坏洞口生态环境等缺点，采用拱形支护形式，对隧道进行超前支护，使得工程得以顺利实施，为同类隧道施工提供一种安全可靠、技术可行的支护体系。
【主权项】
1.一种暗挖进洞支护结构，其特征在于该支护结构包括设置于山坡的条形基础，设置于山脚的底部基础，条形基础和底部基础之间通过拱形结构连接，所述拱形结构一侧设置耳墙O2.根据权利要求1所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于，所述条形基础边缘打设锚杆固结坡脚，所述底部基础通过锚杆固结地基。3.根据权利要求1或2所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于，所述条形基础设置于基岩上，与支护结构整体浇注。4.根据权利要求1或2所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于，耳墙与拱形结构整体浇注，拱形结构内设钢筋。5.根据权利要求1或2所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于，底部基础采用带墙趾构造，地基为带锚杆加固的素砼换填地基形式。6.根据权利要求1或2所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于，所述拱形结构的顶部覆土。7.根据权利要求1或2所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于，所述耳墙与拱形结构衔接处设置平直段进行连接，所述耳墙的高度高于拱形结构顶部不小于2.5m。
【专利摘要】本实用新型公开了一种暗挖进洞支护结构，其特征在于该支护结构包括设置于山坡的条形基础，设置于山脚的底部基础，条形基础和底部基础之间通过拱形结构连接，所述拱形结构一侧设置耳墙。本实用新型通过一系列构造措施，提供了一种暗挖进洞支护形式，为解决山谷陡峭山坡进洞难题提供了一种技术先进、安全可靠、经济合理、美观简洁的超前支护形式。该支护结构注重生态效应，使其与沿线道路选线、周边环境和地形地貌等协调一致，也为运营维护提供了安全便利的基础条件。
【IPC分类】E21D11/14, E21D11/10, E21D20/00
【公开号】CN204877495
【申请号】CN201520453160
【发明人】袁森林, 林秀桂
【申请人】上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月29日