一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法与流程

本发明涉及隧道防护领域，具体来讲是一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法。

背景技术：

1、我国高铁和高速公路在西部地区快速发展，桥隧占比高，而西部地区地理环境恶劣，高山峡谷较多，因此，隧道不可避免穿越高陡山脉。很多高山地带生态脆弱，植被稀疏，岩石风化严重，大体积落石或冬天积雪崩塌等自然灾害风险高，极易对行车造成安全事故。

2、目前，一种处理方式是在高边、仰坡挂被动防护网，落石滚落后被防护网拦截。这种方式的缺点是：只能阻挡小体积落石，大体积落石或雪崩冲击动能大，易损坏防护网；防护网一般为金属网，长期暴露在野外易腐蚀，存在耐久性问题。另外一种方式是在隧道洞口建造钢结构防护明洞，采用型钢形成明洞骨架，骨架间用金属网连接。这种方式的缺点是：结构没有缓冲层，冲击动能直接被结构吸收，对于大体积落石或雪崩易对结构产生永久破坏，金属网被砸穿，型钢骨架屈曲。对于该结构当落石落在拱顶靠近沟谷一侧，落石依然会翻滚到地势较低的区域，可能对活动人员造成生命财产安全风险。钢结构防护明洞同样有耐久性的问题，需要定期维护。此外，根据国家“碳达峰，碳中和”的重大方针，应减少对钢材的使用，因地制宜，废物利用，尽量采用低碳的材料是工程建设的需求和目标。

技术实现思路

1、因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法；本专利要解决的技术问题是：隧道洞口位于高陡边波、仰坡地带，坡面植被脆弱，岩石风化程度高，存在高势能落石或雪崩等工程风险，破坏隧道明洞。本专利提供一种新的明洞韧性防护结构并提出相应的建造方法，解决高势能落石或雪崩对明洞破坏的工程难题。

2、本发明是这样实现的，构造一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；具体实施为；韧性防护结构包含明洞拱脚基础，多层格宾笼拱形结构；多层格宾笼拱形结构延道路轴线延伸，形成纵向防护体；格宾笼可以充分利用消化一部分洞渣；利用格宾笼韧性吸能的能力，吸收高势能落石及雪崩的冲击动能。从而让运动体静止，对环境不产生危害；

3、其中，明洞基础的实施为，在拱脚位置建造基础，根据不同地质情况设计不同的基础形式，设计时需要考虑不同格宾笼层数相应的自重，落石体积重量，冲击力等荷载；

4、其中，格宾笼由玄武岩纤维网包裹碎石，充分发挥玄武岩纤维抗拉，岩石抗压的性能。根据边坡的高度设计不同层厚的拱形明洞，逐层施工，每层形成承载拱，在隧道纵向根据边坡落石范围，向纵向延伸；

5、承载拱施工完成后，在承载拱上方填充碎石土作为落石缓冲层；碎石土填至表面平整，在两侧施作排水沟，防止水汇集到拱圈外，增加结构荷载；在格宾笼与碎石土之间设置防水层，使水汇集到拱脚，在拱脚位置设置排水系统，把水排除到洞外。

6、根据本发明所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时利用格宾笼施作明洞，合理利用了洞渣，减少了弃渣。

7、根据本发明所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时玄武岩纤维和洞渣属于低碳环保材料，洞渣二次利用减少了钢筋混凝土材料的使用，从而减少了碳排放。

8、根据本发明所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时格宾笼变形能力强，再结合碎石土作为缓冲层，可以充分吸收大体积落石和雪崩的冲击动能，保证了车辆和行人的安全。

9、根据本发明所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时格宾笼可以采用工厂化预制，提高了明洞施工质量和效率。

10、本发明具有如下优点：（1）高山峡谷地带隧道洞渣处理困难，利用格宾笼施作明洞，合理利用了洞渣，减少了弃渣。（2）玄武岩纤维和洞渣属于低碳环保材料，洞渣二次利用减少了钢筋混凝土材料的使用，从而减少了碳排放。（3）格宾笼变形能力强，再结合碎石土作为缓冲层，可以充分吸收大体积落石和雪崩的冲击动能，保证了车辆和行人的安全。（4）格宾笼可以采用工厂化预制，提高了明洞施工质量和效率。

技术特征：

1.一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；具体实施为；

2.根据权利要求1所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时利用格宾笼施作明洞，合理利用了洞渣，减少了弃渣。

3.根据权利要求1所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时玄武岩纤维和洞渣属于低碳环保材料，洞渣二次利用减少了钢筋混凝土材料的使用，从而减少了碳排放。

4.根据权利要求1所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时格宾笼变形能力强，再结合碎石土作为缓冲层，可以充分吸收大体积落石和雪崩的冲击动能，保证了车辆和行人的安全。

5.根据权利要求1所述一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，其特征在于；实施时格宾笼可以采用工厂化预制，提高了明洞施工质量和效率。

技术总结
本发明公开了一种高陡坡隧道明洞韧性防护结构建造方法，具体实施为；韧性防护结构包含明洞拱脚基础，多层格宾笼拱形结构；格宾笼充分利用消化一部分洞渣；利用格宾笼韧性吸能的能力，吸收高势能落石及雪崩的冲击动能。明洞基础的实施为，在拱脚位置建造基础，根据不同地质情况设计不同的基础形式。本发明具有如下优点：（1）高山峡谷地带隧道洞渣处理困难，利用格宾笼施作明洞，合理利用了洞渣，减少了弃渣。（2）玄武岩纤维和洞渣属于低碳环保材料，洞渣二次利用减少了钢筋混凝土材料的使用，从而减少了碳排放。（3）格宾笼变形能力强，再结合碎石土作为缓冲层，充分吸收大体积落石和雪崩的冲击动能。（4）格宾笼可以采用工厂化预制，提高了明洞施工质量和效率。

技术研发人员：闫飞跃,杨琪,谢平,余伟,乔毅
受保护的技术使用者：四川公路桥梁建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16