专利名称：全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种隧道加固结构，具体为ー种全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构。
背景技术：
公知，随着我国目前高速鉄路、公路的迅猛发展，隧道建设势必将穿越各种不良地层，如申请人承建的大(同)西(安)鉄路客运专线8标段中多条隧道就不同程度地穿越毫无自稳能力的干燥粉细砂地层。该砂层具有以下几个特点(I)以浅黄褐色粉细砂、细砂为主，颗粒粒径主要集中在0. 075 0. 25mm区间，约占总重的80% 93%，颗粒较均匀，颗粒级配差；(2)干燥，天然含水率仅为1% 3% ；(3)密实状态；(4)黏聚カ低(0 2kPa)，内摩擦角为30° 32° ;此类砂层灵敏度高，触变性强，毫无自稳能力，受开挖扰动后立刻呈现流砂及涌砂状态，短时间内即形成堆积体，无防护时间，施工难度与安全风险极大。同时该密实的粉细砂地层中，采用传统的注浆加固等施工措施受浆液不扩散影响，无法起到胶结加固砂层的作用。因此如何防止流砂及涌砂等情况发生，保证隧道的正常开挖掘进成为施工难题。
发明内容本实用新型为了解决现有全断面为干燥粉细砂层隧道采用传统施工方法存在极易发生流砂及涌砂现象，施工难度及安全风险大等问题，提供ー种全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构。本实用新型是采用如下技术方案实现的全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构，包括位于隧道内的上台阶、中上台阶、中下台阶、下上台阶、下下台阶，上台阶对应的隧道上半断面设有沿开挖轮廓线施作的密排且相互咬合的超前水平预加固咬合桩，中上台阶、中下台阶、下上台阶、下下台阶对应的隧道下半断面设有沿开挖轮廓线施作的密排且相互咬合的超前斜向预加固咬合桩。该加固结构还包含间隔分布于干燥粉细砂层掌子面内的超前水平预加固桩，超前水平预加固桩呈梅花形布置，起到抗滑桩的作用，防止开挖过程中发生正面滑砂及涌砂现象，控制掌子面挤出位移。采用本实用新型的结构设计，在隧道上半断面施作超前水平预加固咬合桩进行预支护，在上半断面开挖轮廓形成保护壳，起到隔断与加固砂层的作用，防止砂层滑落、坍塌，減少了初期支护受到的压力，使上半断面围岩稳定；下半断面施作超前斜向预加固咬合桩进行预支护，在下半断面开挖轮廓线外形成连续隔离桩墙，同时起到隔断与加固砂层的作用，防止砂层滑落、坍塌，此外，对全断面掌子面布置超前水平预加固桩，这样就对整个干燥粉细砂层隧道进行了加固，防止开挖支护过程中出现流砂及涌砂事故的发生，保证了隧道的正常开挖。与现有技术相比，本实用新型结构设计合理可靠，解决了隧道全断面为干燥粉细砂不良地层的施工难题，针对性较强，避免了因传统施工方法无效的情况下造成的人力、材料、时间上的浪费，エ效大幅提高，保证了安全、质量、エ期、效益等各种因素、使粉细砂地层隧道施工水平又提高了 一歩，针对性强，具有极其广泛的推广价值。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的俯视图；图中1_上台阶；2_中上台阶；3_中下台阶；4_下上台阶；5_下下台阶；6_开挖轮廓线；7_超前水平预加固咬合桩；8_斜向预加固咬合桩；9_超前水平预加固桩。
具体实施方式
全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构，如图1、2所示，包括位于隧道内的上台阶1、中上台阶2、中下台阶3、下上台阶4、下下台阶5，上台阶对应的隧道上半断面设有沿开挖轮廓线6施作的密排且相互咬合的超前水平预加固咬合桩7，中上台阶、中下台阶、下上台阶、下下台阶对应的隧道下半断面设有沿开挖轮廓线施作的密排且相互咬合的超前斜向预加固咬合桩8，加固结构还包含间隔分布于干燥粉细砂层掌子面内的超前水平预加固桩9，超前水平预加固桩呈梅花形布置。具体施工时，在砂层未开挖前，上台阶对应的隧道上半断面先施工密排并咬合的水平预加固咬合桩，桩间距为350mm，相邻桩相互咬合250mm，按大角度打设，设计角度为10-15%，长度为15m;下半断面开挖前，超前密排斜向预加固咬合桩，必须保证相邻斜向预加固桩纵向连续咬合、上下搭接紧密，具体施作參数如下桩单根长度3m，受施工场地影响斜向预加固桩外插角约20度(尽量小)，桩径60cm，桩距40cm，咬合20cm ;粉细砂层掌子面施做超前水平预加固桩，2*2米梅花状布置，单根长度20m，角度同隧道坡度。
权利要求1.一种全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构，包括位于隧道内的上台阶(I)、中上台阶(2)、中下台阶(3)、下上台阶(4)、下下台阶(5)，其特征是上台阶对应的隧道上半断面设有沿开挖轮廓线(6)施作的密排且相互咬合的超前水平预加固咬合桩(7)，中上台阶、中下台阶、下上台阶、下下台阶对应的隧道下半断面设有沿开挖轮廓线施作的密排且相互咬合的超前斜向预加固咬合桩(8 )。
2.根据权利要求1所述的全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构，其特征是还包含间隔分布于干燥粉细砂层掌子面内的超前水平预加固桩(9)，超前水平预加固桩呈梅花形布置。
专利摘要本实用新型涉及一种隧道加固结构，具体为一种全断面为干燥粉细砂层隧道加固结构，解决现有采用传统施工方法存在极易发生流砂及涌砂现象，施工难度及安全风险大等问题，包括位于隧道内的上台阶、中上台阶、中下台阶、下上台阶、下下台阶，上台阶对应的隧道上半断面设与开挖轮廓线垂直的密排且相互咬合的超前水平预加固咬合桩，中上台阶、中下台阶、下上台阶、下下台阶对应的隧道下半断面设与开挖轮廓线相切的密排且相互咬合的超前斜向预加固咬合桩，还包含分布于干燥粉细砂层掌子面内的超前水平预加固桩，呈梅花形布置。结构设计合理可靠，针对性强，工效大幅提高，保证了安全、质量、工期、效益等因素、使粉细砂地层隧道施工水平又提高了一步。
文档编号E21D11/04GK202866817SQ201220446810
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者包烨明, 李建军, 侯刚 申请人:中铁十二局集团有限公司, 中铁十二局集团第三工程有限公司