一种黄土丘陵区偏压隧道护拱进洞结构的制作方法

本实用新型涉及偏压隧道护拱结构，具体是一种黄土丘陵区偏压隧道护拱进洞结构。

背景技术：

黄土丘陵区的地形特殊，梁峁沟壑纵横，公路隧道工程在施工过程中将遇到不少问题。由于某些黄土丘陵区公路隧道洞口的一侧位于黄土陡坡内，一侧处于黄土冲沟上，再加上山坡不稳定和地形条件较差，因此该类公路隧道的修筑需要采用偏压进洞的方式。

目前，常用的偏压进洞方案为半明半暗护拱进洞技术，这种方案需要通过加强初期支护、管棚超前加固以及减小进尺等措施控制地层变形。黄土丘陵区的公路隧道洞口可选用的进洞方式有长管棚超前支护法和耳墙式护拱法。但是，由于黄土丘陵区的地势较陡，长管棚超前支护缺乏有效支撑，施作条件差，容易坍塌；而耳墙式护拱法则因护拱基础施作于黄土冲沟上难度较大，而且不能有效解决偏压进洞侧向力大、易塌易变形的问题。因此，为了解决现有技术所形成的偏压进洞结构在克服侧向力时效果不佳、稳定性差的问题，设计出一种结构合理的偏压隧道护拱结构是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术所形成的偏压进洞结构在克服侧向力时效果不佳、稳定性差的问题，提供了一种黄土丘陵区偏压隧道护拱进洞结构。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种黄土丘陵区偏压隧道护拱进洞结构，包括隧道明暗洞交界处的黄土斜坡、内弧形半护拱、砂浆锚杆和外弧形半护拱，所述黄土斜坡开挖形成地形边坡；所述内弧形半护拱埋于地形边坡的内侧，且内弧形半护拱与地形边坡之间设有内护拱混凝土层；若干砂浆锚杆横向打设于内弧形半护拱上方的地形边坡内；所述外弧形半护拱固定于地形边坡上，所述外弧形半护拱的上部位于地形边坡的外侧且与内弧形半护拱的上部固定连接形成一个拱形护拱；所述外弧形半护拱向外延伸设有护拱加固结构，所述护拱加固结构的底部位于内弧形半护拱与外弧形半护拱的连接处；所述护拱加固结构沿地形边坡设置，且与砂浆锚杆固定连接；内护拱混凝土层延伸于护拱加固结构内侧的地形边坡上；外弧形半护拱及护拱加固结构的外侧均覆盖有外护拱混凝土层。

有效解决了现有技术所形成的偏压进洞结构在克服侧向力时效果不佳、稳定性差的问题。

还包括浆砌片石层和碎石土层；所述浆砌片石层铺设于地形边坡的底面且与外护拱混凝土层的下部连接；所述碎石土层覆盖于浆砌片石层表面且延伸覆盖于外护拱混凝土层上。浆砌片石层和碎石土层进一步保证了结构的稳定性。

碎石土层的表面覆盖有粘土隔水层；粘土隔水层上设有排水沟，可避免黄土地区水土流失的影响。

本实用新型设计合理，构思巧妙，充分利用地形，减少了对黄土陡坡的开挖和防护工程量，同时避免了因过度开挖而引发地质灾害；通过将内弧形半护拱与外弧形半护拱固定连接形成一个完整的拱形护拱，将隧道洞体全部包围，将护拱加固结构固定于地形边坡上，充分利用地形地势，形成有效反压，使应力有效分散于山体，有效保证了结构的稳定性，可尽早进洞，减少对洞口段山体的扰动。本实用新型适用于偏压隧道，特别适用于黄土丘陵区的偏压隧道。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是外弧形半护拱与护拱加固结构的连接示意图。

图3是内弧形半护拱与第一纵向工字钢连接示意图。

图4是图3的Ⅰ-Ⅰ剖视图。

图5是图3的Ⅱ-Ⅱ剖视图。

图6是外弧形半护拱与第二纵向工字钢连接示意图。

图7是图6的Ⅰ-Ⅰ剖视图。

图8是图6的Ⅱ-Ⅱ剖视图。

图9是护拱加固结构与第三纵向工字钢连接示意图。

图10是图9的Ⅰ-Ⅰ剖视图。

图11是图9的Ⅱ-Ⅱ剖视图。

图中：1-地形边坡，2-内弧形半护拱，21-第一纵向工字钢；3-内护拱混凝土层，4-砂浆锚杆，5-外弧形半护拱，51-护拱加固结构，52-第二纵向工字钢，53-第三纵向工字钢，6-外护拱混凝土层，7-浆砌片石层，8-碎石土层，9-粘土隔水层，91-排水沟，10-种植土层。

具体实施方式

结合附图详细说明：

一种黄土丘陵区偏压隧道护拱进洞结构，包括隧道明暗洞交界处的黄土斜坡、内弧形半护拱2、砂浆锚杆4和外弧形半护拱5，所述黄土斜坡开挖形成地形边坡1；所述内弧形半护拱2埋于地形边坡1的内侧，且内弧形半护拱2与地形边坡1之间设有内护拱混凝土层3；若干砂浆锚杆4横向打设于内弧形半护拱2上方的地形边坡1内；所述外弧形半护拱5固定于地形边坡1上，所述外弧形半护拱5的上部位于地形边坡1的外侧且与内弧形半护拱2的上部固定连接形成一个拱形护拱；所述外弧形半护拱5向外延伸设有护拱加固结构51，所述护拱加固结构51的底部位于内弧形半护拱2与外弧形半护拱5的连接处；所述护拱加固结构51沿地形边坡1设置，且与砂浆锚杆4固定连接；内护拱混凝土层3延伸于护拱加固结构51内侧的地形边坡1上；外弧形半护拱5及护拱加固结构51的外侧均覆盖有外护拱混凝土层6。

进一步地，还包括浆砌片石层7和碎石土层8；所述浆砌片石层7铺设于地形边坡1的底面且与外护拱混凝土层6的下部连接；所述碎石土层8覆盖于浆砌片石层7表面且延伸覆盖于外护拱混凝土层6上。

进一步地，碎石土层8的表面覆盖有粘土隔水层9；粘土隔水层9上设有排水沟91。

具体实施过程中：

砂浆锚杆4采用Φ25的早强砂浆锚杆，在地形边坡1上采用梅花形布置。

内护拱混凝土层3、外护拱混凝土层6均采用C25的混凝土形成，待两者的强度均达到95%以后，且在内弧形半护拱2和外弧形半护拱5闭合后方可进行主洞开挖。

粘土隔水层9的表面可覆盖种植土层10用于种植植被，保证生态环境不被过度破坏。

内弧形半护拱2由多榀I20a工字钢拱架通过第一纵向工字钢21连接而成。

外弧形半护拱5由多榀I20a工字钢拱架通过第二纵向工字钢52连接而成；护拱加固结构51通过第三纵向工字钢53连接。

第一纵向工字钢21、第二纵向工字钢52和第三纵向工字钢53均为I20a工字钢。