山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构及施工方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构及施工方法。


背景技术：

2.随着现代信息、道路交通的发展，隧道修建的数量越来越多，而隧道修建的场地也越来越复杂，如公开号为cn110792440a的发明专利公开的一种穿越黄土冲谷的富水黄土隧道施工方法，其公开了如何在黄土冲谷处浅埋施工隧道，解决了湿地、多淤泥、湿陷性地层的施工难的技术问题；公开号为cn109236328b的发明专利公开的适用于富水软弱土层的浅埋山岭隧道的加固方法，采用高压旋喷桩加固、径向注浆超前支护和轴向注浆超前支护三种加固方式相结合的方式来加固富水软弱土层。还有一些地区采用管棚+小导管注浆、三台阶临时仰拱、地表注浆+控制爆破的方法进行施工。对于山区冲击河谷处的浅埋隧道施工，采用由地表直接开挖的方式施工，当遇到降雨形成河流时会使得施工区域被浸泡，影响施工进度且危险性较高，当采用常规的管棚+小导管注浆、三台阶临时仰拱、地表注浆+控制爆破的方法施工效率低，如遇降雨季仍无法施工，影响工期进度。


技术实现要素：

3.本发明目的是提供一种山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构，该支护结构稳定可靠，可有效防止顶部塌陷的现象，保证隧道施工的安全高效进行；该施工方法采用先施工支护结构后施工隧道的方式，增加了隧道施工的安全性，且提高了施工速度，避免雨季形成的河流对隧道施工的影响。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构，包括对称设置在隧道两侧的承力桩，在相邻两根所述承力桩间设置多根混凝土搅拌桩，承力桩与混凝土搅拌桩形成隧道两侧的止水帷幕；在隧道顶部设置拱形支撑盖板，所述拱形支撑盖板由间隔设置的多道拱形支撑钢筋及浇筑在拱形支撑钢筋上的混凝土制成，所述拱形支撑钢筋两端分别与隧道两侧的承力桩固定连接。
5.优选的，所述承力桩为钢筋混凝土桩，承力桩的直径为1m，所述混凝土搅拌桩的直径为1m。
6.优选的，位于所述隧道同侧的相邻两根承力桩间隔5m设置，位于相邻两根承力桩之间的多根混凝土搅拌桩间隔1m设置。
7.一种山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一，施作维护结构，在河谷处放线测量出隧道施工位置，选择枯水期，在隧道位置两侧间隔5m施做直径为1m的钢筋混凝土承力桩；在两根承力桩之间间隔1m施做直径为1m的混凝土搅拌桩进行加固；步骤二，地面施工，开挖地面线，使得河谷形成拱形界面，切除承力桩的桩头，露出
顶部钢筋；步骤三，施工拱形支撑盖板，将预制的拱形支撑钢筋两端绑扎在隧道两侧的、裸露在承力桩顶部的钢筋上，再将多道拱形支撑钢筋上绑扎纵向钢筋进行加固，最后浇筑混凝土形成拱形支撑盖板，作为隧道顶部的防水格挡；步骤四，覆土回填，待步骤三中混凝土强度达到预设值后，进行顶部覆土回填；步骤五，施工隧道，覆土回填完成后，盖挖施工隧道，施工时在隧道施工小导管注浆增加隧道结构强度。
8.优选的，所述步骤一中，在相邻两根承力桩之间施做三根或四根混凝土搅拌桩。
9.优选的，所述步骤二中开挖的河谷呈底部具有拱形、两侧具有倾斜的护坡状。
10.优选的，所述步骤五中小导管对称设置在拱形支撑盖板两侧，多根小导管呈辐射状设置在隧道左右两侧。
11.本发明中，设置的承力桩一方面对隧道两侧的地层结构进行承力，另一方面配合混凝土搅拌桩形成止水帷幕，同时还作为拱形支撑盖板的固定支撑结构，使得隧道周围形成稳定可靠的支护结构，有效防止在隧道施工过程中顶部塌陷的事故，还可提高隧道的施工速度。形成的支护结构可保证隧道在雨季施工不受影响，保证施工周期。施做支护结构时选择枯水期，可减少降水对施工的影响，隧道的施工选择在支护结构完成后进行，利用支护结构阻止河谷中的河水对隧道施工的影响，保证隧道施工的连续性。施工的注浆小导管可进一步增加隧道结构的稳定性。
附图说明
12.图1为本发明整体结构纵向剖面示意图；图2为本发明结构俯视图示意图；图中：1、隧道；2、承力桩；3、混凝土搅拌桩；4、拱形支撑盖板；5、拱形支撑钢筋；6、纵向钢筋；7、小导管。
具体实施方式
13.下面结合附图，对本发明做进一步说明：如图1和图2所示的一种山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构，包括对称设置在隧道1两侧的承力桩2，位于隧道1同侧的、在相邻两根承力桩2之间设置多根混凝土搅拌桩3，承力桩2与混凝土搅拌桩3形成隧道1两侧的止水帷幕。在一个实施例中，承力桩2为钢筋混凝土桩，承力桩2的直径为1m，混凝土搅拌桩3的直径为1m。位于隧道1同侧的、相邻两根承力桩1间隔5m设置，位于相邻两根承力桩2之间的多根混凝土搅拌桩3间隔1m设置，具体的，位于相邻两根承力桩2之间间隔1m设置三根或四根混凝土搅拌桩3。
14.在隧道1的顶部设置拱形支撑盖板4，该拱形支撑盖板4由间隔设置的多道拱形支撑钢筋5及浇筑在拱形支撑钢筋5上的混凝土制成，拱形支撑钢筋5的两端分别与隧道1两侧的承力桩2固定连接，多道拱形支撑钢筋5通过纵向钢筋6绑扎，加固连接为一个整体。
15.如图1和图2所示的一种山区冲击河谷处富水浅埋围岩隧道支护结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一，施作维护结构，在河谷处放线测量出隧道1的施工位置，选择枯水期，在隧
道1位置两侧间隔5m施做直径为1m的钢筋混凝土承力桩2。在两根承力桩1之间间隔1m施做直径为1m的混凝土搅拌桩3进行加固。在一个实施例中，在相邻两根承力桩2之间施做三根或四根混凝土搅拌桩3。选择枯水期进行作业可方式降雨形成河流而影响施工。
16.步骤二，地面施工，开挖地面线，使得河谷形成拱形界面，切除承力桩2的桩头，露出顶部钢筋。在一个实施例中，开挖的河谷呈底部具有拱形、两侧具有倾斜的护坡状，两侧的护坡可防止河床的塌方，影响施工。
17.步骤三，施工拱形支撑盖板4，将预制的拱形支撑钢筋5两端绑扎在隧道1两侧的、裸露在承力桩2顶部的钢筋上，再将多道拱形支撑钢筋5上绑扎纵向钢筋6进行加固，进一步可以通过焊接将拱形支撑钢筋5和纵向钢筋6固定连接，最后浇筑混凝土形成拱形支撑盖板4，浇筑的混凝土等级为c20，该拱形支撑盖板4作为隧道1顶部的防水格挡。
18.步骤四，覆土回填，待步骤三中混凝土强度达到预设值后，进行顶部覆土回填，即将开挖的土层回填至河谷中。
19.步骤五，施工隧道，覆土回填完成后，盖挖施工隧道1，具体的采用控制爆破的方式进行隧道挖掘。在隧道1挖掘施工时，在隧道1两侧施工小导管7注浆增加隧道1结构强度。在一个实施例中，小导管7对称设置在拱形支撑盖板4两侧，多根小导管7呈辐射状设置在隧道1左右两侧、但不穿过拱形支撑盖板4。
20.采用上述施工方法，可按照ⅲ级围岩标准（施工速度120m/月）对
ⅴ
级围岩隧道施工，正常的
ⅴ
级围岩隧道施工标准为30m/月，大大提高施工速度。
21.上述实施例只是对本发明构思和实现的若干说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。