一种黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法与流程

本发明涉及黏土充填型岩溶隧道处治领域，具体而言，涉及一种黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法。

背景技术：

黏土填充型溶洞在建设隧道时，隧道的软弱地基容易出现不均匀沉降。由于隧道空间比较小，并且土层不均匀，黏土有夹砂层，这种黏土填充型溶洞的处治是行业内的难题。

技术实现要素：

本发明的目的包括，例如，提供一种黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法，其能有效解决夹砂层的问题，避免地基的不均匀沉降；并且便于对处治效果进行量测。

本发明的实施例可以这样实现：

提供一种黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法，用于通过树根桩对黏土充填型岩溶隧道进行处治，所述方法包括：

现场测量放样、间隔钻孔；

清孔、验孔；

所述验孔步骤合格后，在所述钻孔内安装钢筋笼；

向所述钻孔灌注混凝土，并使所述混凝土覆盖所述钢筋笼，以完成桩基灌注；

在所述桩基质量检测合格后，在所述黏土充填型岩溶隧道的仰拱底部施工碎石垫层和钢筋混凝土垫台；

施工仰拱底钢支架、仰拱钢筋和仰拱混凝土，完成所述树根桩的施工。

进一步地，在可选的实施例中，在所述间隔钻孔的步骤中，以每三个所述钻孔为一孔组，每一所述孔组内的三个所述钻孔按等边三角形布置；

或者，在所述间隔钻孔的步骤中，以每四个所述钻孔为一孔组，每一所述孔组内的四个所述钻孔按方形布置。

进一步地，在可选的实施例中，在所述间隔钻孔的步骤中，采用根管跟进。

进一步地，在可选的实施例中，在所述树根桩施工完成后，所述树根桩的有效桩径不小于20厘米。

进一步地，在可选的实施例中，还包括：

先开挖下台阶，再在所述下台阶上钻孔施工灌注所述树根桩；

或者，先在上台阶钻孔施工灌注所述树根桩，再开挖下台阶。

进一步地，在可选的实施例中，在所述开挖下台阶的步骤之前，还包括：

施工初期支护的步骤；以及，拱脚加强的步骤。

进一步地，在可选的实施例中，在所述拱脚加强的步骤中，每个所述拱脚采用4-6根锁脚小导管，所述锁脚小导管的长度大于4.0米。

进一步地，在可选的实施例中，在所述树根桩施工完成后，所述处治方法还包括：

在所述树根桩的桩顶部填筑砂砾石、加工后的洞渣或者混凝土。

进一步地，在可选的实施例中，还包括：监控量测步骤，所述监控量测步骤包括：

量测所述隧道的周边位移；

量测所述隧道的拱顶下沉；

量测所述隧道的初支与二衬间压力；

量测所述隧道的二次衬砌混凝土应力；

量测所述隧道的二次衬砌钢筋应力；

量测所述隧道的桩身混凝土应力；以及，

量测所述隧道的桩身钢筋应力。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的周边位移的步骤包括：

在所述隧道的每个断面布置两对或两对以上的位移测点，其中，每对所述位移测点的位置相对；

通过全站仪量测每对所述位移测点，并得到所述隧道的周边位移。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述通过全站仪量测每对所述位移测点，并得到所述隧道的周边位移的步骤包括：

连续多次测读所述全站仪的读数；

直到连续三次测读的所述全站仪的读数的误差小于预设误差时，将最后一次读数作为所述全站仪的初读数。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的拱顶下沉的步骤包括：

在所述隧道的每个断面布置多个拱顶下沉测点，且所述多个拱顶下沉测点位于所述拱顶的中心或中心附近；

通过精密水准仪或全站仪量测每个所述拱顶下沉测点，并得到所述隧道的拱顶下沉量。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的初支与二衬间压力的步骤包括：

在所述隧道的每个断面布置多个二衬内力测点；

在每个所述二衬内力测点处布置压力盒，以通过所述压力盒量测每个所述二衬内力测点的应力，并得到所述隧道的初支与二衬间压力。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的二次衬砌混凝土应力的步骤包括：

在所述隧道的每个断面布置多个二次衬砌混凝土应力测点；

在每个所述二次衬砌混凝土应力测点处布置混凝土应变计，以通过所述混凝土应变计量测每个所述二次衬砌混凝土应力测点的应力，并得到所述量测所述隧道的二次衬砌混凝土应力。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的二次衬砌钢筋应力的步骤包括：

在所述隧道的每个断面布置多个二次衬砌钢筋应力测点；

在每个所述二次衬砌钢筋应力测点处布置钢筋应变计，以通过所述钢筋应变计量测每个所述二次衬砌钢筋应力测点的应力，并得到所述量测所述隧道的二次衬砌钢筋应力。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的桩身混凝土应力的步骤包括：

在所述隧道的树根桩的每个断面，布置至少两个桩身混凝土应力测点；

在每个所述桩身混凝土应力测点处布置混凝土应变计，以通过所述混凝土应变计量测每个所述桩身混凝土应力测点的应力，并得到所述隧道的桩身混凝土应力。

进一步地，在本发明可选的实施例中，所述量测所述隧道的桩身钢筋应力的步骤包括：

在所述隧道的树根桩的每个断面，布置至少两个桩身钢筋应力测点；

在每个所述桩身钢筋应力测点处布置钢筋应变计，以通过所述钢筋应变计量测每个所述桩身钢筋应力测点的应力，并得到所述隧道的桩身钢筋应力。

进一步地，在本发明可选的实施例中，量测所述隧道的拱顶下沉的元件、以及量测所述隧道的初支与二衬间压力的元件，布置在所述隧道的同一断面内。

本发明实施例提供的黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法：首先在现场测量放样、间隔钻孔；然后清孔、验孔；待验孔步骤合格后，在钻孔内安装钢筋笼；再向钻孔灌注混凝土，并使混凝土覆盖钢筋笼，以完成桩基灌注；并在桩基质量检测合格后，在黏土充填型岩溶隧道的仰拱底部施工碎石垫层和钢筋混凝土垫台；施工仰拱底钢支架、仰拱钢筋和仰拱混凝土，完成树根桩的施工。上述步骤便于实施，能够使树根桩更加稳定，便于对黏土充填型岩溶隧道进行有效处治，其能有效解决夹砂层的问题，避免地基的不均匀沉降；并且便于对处治效果进行量测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例所述的提供的一种黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法的流程示意框图。

图2为本发明具体实施例所述的步骤s700的流程示意框图。

图3为图2中步骤s710的子步骤的流程示意框图。

图4为图3中步骤s712的子步骤的流程示意框图。

图5为图2中步骤s720的子步骤的流程示意框图。

图6为图2中步骤s730的子步骤的流程示意框图。

图7为图2中步骤s740的子步骤的流程示意框图。

图8为图2中步骤s750的子步骤的流程示意框图。

图9为图2中步骤s760的子步骤的流程示意框图。

图10为图2中步骤s770的子步骤的流程示意框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法，用于对黏土填充型隧道进行加固处治，该方法能够有效解决夹砂层的问题，避免地基的不均匀沉降。

需要说明的是，本发明实施例提供的黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法中的树根桩直径小，所需设备小，适用钻机范围广，且该黏土充填型岩溶隧道岩溶填充物可钻性强，易成孔。软基内地下水位较高，成孔后短时间内不易塌孔，且树根桩施工时间快，成孔清孔后，迅速投入碎石，能较快地限制钻孔的变形。

请参阅图1，本发明实施例提供的黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法，用于通过树根桩对黏土充填型岩溶隧道进行处治，包括以下步骤。

步骤s100：现场测量放样、间隔钻孔。

在可选的实施例中，在间隔钻孔的步骤中，以每三个钻孔为一孔组，每一孔组内的三个钻孔按等边三角形布置；或者，在间隔钻孔的步骤中，以每四个钻孔为一孔组，每一孔组内的四个钻孔按方形布置。

可选地，位于隧道中部区域的孔组，其相邻孔的间距为第一间距；位于隧道两侧边区域的孔组，其相邻孔的间距为第二间距，其中，第二间距小于第一间距；位于中部区域和两侧边区域之间的孔组，其相邻孔的间距为第三间距，其中第三间距大于第二间距，且小于第一间距。

可选地，上述的第一间距可以为90厘米，第二间距可以为50厘米，第三间距可以为80厘米。当然，在本发明的其他实施例中，该第一间距、第二间距和第三间距也可以为其他值，本发明实施例对于第一间距、第二间距以及第三间距的具体取值不做限定。

此外，钻孔的深度也可以根据现场处治方案而定，本发明实施例对此不作具体限定。

进一步地，在可选的实施例中，对于不宜成孔地段，还可以采用套管跟进，泥浆护壁等措施限制钻孔的变形。即在间隔钻孔的步骤中，采用根管跟进。

步骤s200：清孔、验孔。

步骤s300：验孔步骤合格后，在钻孔内安装钢筋笼。

可选地，该钢筋笼可以在钢筋场加工好后，运输至施工地段。也可以现场加工该钢筋笼。

步骤s400：向钻孔灌注混凝土，并使混凝土覆盖钢筋笼，以完成桩基灌注。

需要说明的是，树根桩灌注材料配比、钢筋配置等构造要求可以根据实际处治方案进行设置，本发明实施例对此不作具体限定。

步骤s500：在桩基质量检测合格后，在黏土充填型岩溶隧道的仰拱底部施工碎石垫层和钢筋混凝土垫台；

步骤s600：施工仰拱底钢支架、仰拱钢筋和仰拱混凝土，完成树根桩的施工。

在可选的实施例中，在树根桩施工完成后，树根桩的有效桩径不小于20厘米。

进一步地，在可选的实施例中，还包括：先开挖下台阶，再在下台阶上钻孔施工灌注树根桩；或者，先在上台阶钻孔施工灌注树根桩，再开挖下台阶。

进一步地，在可选的实施例中，在开挖下台阶的步骤之前，还包括：施工初期支护的步骤；以及，拱脚加强的步骤。

进一步地，在可选的实施例中，在拱脚加强的步骤中，每个拱脚采用4-6根锁脚小导管，锁脚小导管的长度大于4.0米。

在可选的实施例中，在树根桩施工完成后，处治方法还包括：在树根桩的桩顶部填筑砂砾石、加工后的洞渣或者混凝土。

请参阅图2，在可选的实施例中，还包括步骤s700：监控量测步骤，监控量测步骤包括：

子步骤s710：量测隧道的周边位移。

请结合参阅图3，在本发明可选的实施例中，步骤s710包括以下子步骤：

子步骤s711：在隧道的每个断面布置两对或两对以上的位移测点，其中，每对位移测点的位置相对。

子步骤s712：通过全站仪量测每对位移测点，并得到隧道的周边位移。

请参阅图4，进一步地，该子步骤s712包括：子步骤s7121：连续多次测读全站仪的读数；以及，子步骤s7122：直到连续三次测读的全站仪的读数的误差小于预设误差时，将最后一次读数作为全站仪的初读数。

子步骤s720：量测隧道的拱顶下沉。

请参阅图5，在本发明可选的实施例中，该步骤s720可以包括：

子步骤s721：在隧道的每个断面布置多个拱顶下沉测点，且多个拱顶下沉测点位于拱顶的中心或中心附近；

子步骤s722：通过精密水准仪或全站仪量测每个拱顶下沉测点，并得到隧道的拱顶下沉量。

子步骤s730：量测隧道的初支与二衬间压力。

请参阅图6，在本发明可选的实施例中，该步骤s730包括：

子步骤s731：在隧道的每个断面布置多个二衬内力测点。

子步骤s732：在每个二衬内力测点处布置压力盒，以通过压力盒量测每个二衬内力测点的应力，并得到隧道的初支与二衬间压力。

子步骤s740：量测隧道的二次衬砌混凝土应力。

请参阅图7，在本发明可选的实施例中，该步骤s740包括：

子步骤s741：在隧道的每个断面布置多个二次衬砌混凝土应力测点。

子步骤s742：在每个二次衬砌混凝土应力测点处布置混凝土应变计，以通过混凝土应变计量测每个二次衬砌混凝土应力测点的应力，并得到量测隧道的二次衬砌混凝土应力。

子步骤s750：量测隧道的二次衬砌钢筋应力。

请参阅图8，在本发明可选的实施例中，该步骤s750包括：

子步骤s751：在隧道的每个断面布置多个二次衬砌钢筋应力测点。

子步骤s752：在每个二次衬砌钢筋应力测点处布置钢筋应变计，以通过钢筋应变计量测每个二次衬砌钢筋应力测点的应力，并得到量测隧道的二次衬砌钢筋应力。

子步骤s760：量测隧道的桩身混凝土应力。

请参阅图9，在本发明可选的实施例中，该步骤s760包括：

子步骤s761：在隧道的树根桩的每个断面，布置至少两个桩身混凝土应力测点。

子步骤s762：在每个桩身混凝土应力测点处布置混凝土应变计，以通过混凝土应变计量测每个桩身混凝土应力测点的应力，并得到隧道的桩身混凝土应力。

子步骤s770：量测隧道的桩身钢筋应力。

请参阅图10，在本发明可选的实施例中，该步骤s770包括：

子步骤s771：在隧道的树根桩的每个断面，布置至少两个桩身钢筋应力测点。

子步骤s772：在每个桩身钢筋应力测点处布置钢筋应变计，以通过钢筋应变计量测每个桩身钢筋应力测点的应力，并得到隧道的桩身钢筋应力。

需要说明的是，本发明实施例，对于上述的步骤s710至步骤s770的实施顺序不做限定，即可以根据实际情况灵活设置。

进一步地，在本发明可选的实施例中，量测隧道的拱顶下沉的元件、以及量测隧道的初支与二衬间压力的元件，布置在隧道的同一断面内。

本发明提供的监控量测方法，在该处治效果监控量测方法中，对隧道的周边位移、拱顶下沉、初支与二衬间压力、二次衬砌混凝土应力、二次衬砌钢筋应力、桩身混凝土应力以及桩身钢筋应力进行量测，得到的各参数可以用于监控隧道的处治效果。

本发明实施例提供的黏土充填型岩溶隧道树根桩处治方法：首先在现场测量放样、间隔钻孔；然后清孔、验孔；待验孔步骤合格后，在钻孔内安装钢筋笼；再向钻孔灌注混凝土，并使混凝土覆盖钢筋笼，以完成桩基灌注；并在桩基质量检测合格后，在黏土充填型岩溶隧道的仰拱底部施工碎石垫层和钢筋混凝土垫台；施工仰拱底钢支架、仰拱钢筋和仰拱混凝土，完成树根桩的施工。上述步骤便于实施，能够使树根桩更加稳定，便于对黏土充填型岩溶隧道进行有效处治，本发明实施例能有效解决夹砂层的问题，避免地基的不均匀沉降；并且能够对处治效果进行量测。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。