一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，在隧道外部沿平行于隧道走向方向高压旋喷施工内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，在隧道顶部、底部、侧面分别压浆形成顶部浆固层、底部浆固层、侧面浆固层，在底部浆固层的下部高压旋喷施工形成承载桩；在浆固挡土墙外部、隧道洞口部位设置反压挡土墙，自反压挡土墙向墙背松散堆积体内打设斜向锚固筋体和斜向排水体；自隧道拱圈向松散堆积体内打设斜向加筋体。本发明不但可以有效降低隧道结构承受的偏压荷载，而且可以全面提升隧道外围松散堆积体的稳定性，还可以降低工程施工难度。
【专利说明】
一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构，特别涉及一种既可增强偏压松散堆积体整体稳定性，又可提升地基承载能力的隧道综合进洞结构，属于岩土领域，适用于浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞工程。
【背景技术】
[0002]随着我国经济与社会的高速发展，工程建设中涉及不良地质条件的情况越来越多，如不良土、松散地层等，这些不良地质条件不但会对工程建设产生不利影响，而且会诱发许多工程病害。同时，在隧道工程中，其进洞部位常涉及浅埋、偏压等实际问题，易出现结构失稳、变形过大、局部塌方等工程病害。
[0003]在隧道进洞施工中，通常采用坡面喷浆+超前管棚的结构，该结构方法工艺简单、适用范围较广，但该结构对松散岩土体的支护强度偏低，易出现局部稳定性问题。
[0004]目前，已有一种人工山体法隧道施工进洞结构，其特征在于:在山体受偏压一侧修建人工山体，通过人工山体来平衡原有山体，再在被平衡的山体内修建隧道洞口段。该结构通过在原有山体偏压侧修建人工山体，虽可实现隧道进洞口山体平衡稳定，但结构施工工程量大，未涉及对隧道周边岩土体补强加固，难以满足松散堆积体路段隧道进洞施工要求。
[0005]—种堆积体浅埋隧道超前支护大管棚施工方法，其特征在于:管棚是利用钢管作为纵向支撑、钢拱架作为横向环形支撑，构成纵、横向整体刚度结构，开挖前起到预支护的作用，以保证施工过程中的安全。该结构利用了管棚刚度大的优点，能在一定程度上阻止和限制围岩变形，并能提前承受早期围岩压力;但难以解决外侧岩土体对隧道支护结构施加偏压的问题，同时，优于松散堆积体路段的围压较大，对管棚强度要求偏高。
[0006]综上所述，目前已有的隧道进洞结构虽可在适宜的工况下取得了较好的支护效果，但在受力机理、结构组成、施工工艺等方面尚存一定欠缺，难以满足浅埋偏压松散堆积体隧道安全进洞的要求。
[0007]鉴于此，为降低工程造价、增强隧道的稳定性、充分发挥隧道支护结构的承载性能，目前亟需发明一种既可提高隧道支护强度，又可降低偏压影响，还可增强隧道进洞安全性的一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种既可全面提升浅埋偏压松散堆积体整体稳定性、又可有效控制松散堆积体变形量的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法。
[0009]为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案:
[0010]一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，包括以下施工步骤:
[0011]I)施工准备:熟悉施工图，进行现场核对，重点是对松散堆积体的产状、隧道位置、地表和地下水源等作详细调查了解，现场测绘隧道洞口位置、走向；
[0012]2)隧道底部承载粧施工:根据隧道洞口位置、走向，布设粧基打设孔，自松散堆积体顶面向下打设高压旋喷粧，施工时在隧道外侧浆固层部位加大高压旋喷压力，自底部浆固层顶面标高向下施工形成底部承载粧；
[0013]3)浆固层施工:底部承载粧施工完成后，自松散堆积体顶面向下打设压浆孔，在隧道支护结构的外侧分段压浆，形成顶部浆固层、底部浆固层、侧面浆固层；
[0014]4)内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙施工:在隧道侧面浆固层外侧，自松散堆积体顶面向下打设I?2排高压旋喷粧，形成内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，并在浆固挡土墙的顶部设置冠梁；
[0015]5)反压挡土墙施工:内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙强度满足设计要求后，在浆固挡土墙外部、隧道洞口部位挖设反压挡土墙基础，并根据反压挡土墙类型进行反压挡土墙施工；
[0016]6)斜向排水体施工:自反压挡土墙墙面向松散填充体内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体；
[0017]7)斜向锚固筋体施工:沿反压挡土墙墙面向墙后土体内打设斜向锚固筋体；
[0018]8)管棚超前导管施工:隧道支护结构外侧的浆固层施工完成后，进行超前导管的布设，把握好超前导管布设的时机以及布设位置，按设计要求严格控制超前导管的长度、倾角；
[0019]9)斜向加筋体施工:在隧道内部支护结构内设置斜向加筋体，斜向加筋体自隧道支护结构内侧向松散堆积体内打设；
[0020]10)管棚施工:根据设计尺寸要求以及强度要求选好钢材，使管材、管件的自身温度与施工现场的环境温度相一致，管棚混凝土浇筑前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，再同时采用3?5根注浆管同步向管棚模板内注浆。
[0021]所述内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙位于隧道侧面浆固层的外侧，自松散堆积体上表面向下打设至下部稳定土层，走向与隧道走向平行，采用I?2排高压旋喷粧;外侧楽固挡土墙部位的松散堆积体厚度小于内侧浆固挡土墙部位的松散堆积体厚度;在内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙的顶部均设置冠梁。
[0022]所述顶部浆固层、底部浆固层和侧面浆固层分别位于隧道的顶部、底部、侧面，其浆固材料相同，采用水泥砂浆或水泥浆或高聚物材料。
[0023]所述反压挡土墙位于外侧浆固挡土墙的外部、隧道洞口部位，采用水泥混凝土挡土墙或重力式挡土墙或柔性挡土墙；沿墙面向墙后岩土体布设斜向排水体和斜向锚固筋体。
[0024]所述斜向排水体采用塑料排水管，其伸出端位于反压挡土墙的墙面外侧。
[0025]所述承载粧采用高压旋喷粧，自底部浆固层向下打设，平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙底部。
[0026]所述斜向加筋体通过顶部浆固层插入外侧的松散堆积体内，斜向加筋体采用侧壁开孔的钢管或全粘结锚杆。
[0027]本发明具有以下的特点和有益效果
[0028](I)本发明在隧道侧面浆固层的外侧设置内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，对挡土墙外侧松散堆积体起到支挡、降低偏压的作用。
[0029](2)本发明对隧道支护结构外侧的松散堆积体进行分区段压浆，在隧道支护结构外侧形成顶部浆固层、底部浆固层和侧面浆固层，可有效增强支护结构周边松散堆积体的整体性，减小支护结构承受的土压力。
[0030](3)本发明在外侧浆固挡土墙的外部、隧道洞口部位设置反压挡土墙，有助于增强洞口部位松散堆积体的稳定性，防止发生侧向稳定性问题。
【附图说明】
[0031]图1是本发明穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构横断面图。
[0032]图2是本发明反压挡土墙部位结构剖面图。
[0033]图3是本发明穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构关键工序施工流程图。
[0034]图中:卜内侧浆固挡土墙，2-外侧楽固挡土墙，3-顶部浆固层，4-底部浆固层，5-侧面浆固层，6-管棚，7-超前导管，8-冠梁，9-斜向加筋体10-压浆孔，11-承载粧，12-反压挡土墙，13-斜向锚固筋体，14-斜向排水体，15-反压挡土墙基础，16-松散堆积体，17-稳定土层。
具体实施例
[0035]以下结合【附图说明】对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0036]隧道支护结构设计及施工技术要求、高压旋喷施工技术要求、压浆施工技术要求、挡土墙设计及施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。
[0037]图1是本发明穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构横断面图，图2是本发明反压挡土墙部位结构剖面图，图3是本发明穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构关键工序施工流程图。参照图1?图3所示，本发明在隧道外部沿平行于隧道走向方向设置内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2，在隧道顶部、底部、侦_分别设置顶部浆固层3、底部浆固层4、侧面浆固层5，在底部浆固层4的下部设置承载粧11;在内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2的外部、隧道洞口部位设置反压挡土墙12，自反压挡土墙12向墙背的松散堆积体16内打设斜向锚固筋体13和斜向排水体14;斜向加筋体9通过顶部浆固层3插入外侧的松散堆积体16内。
[0038]内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2均包括两排高压旋喷粧，内侧浆固挡土墙I的高度为15m，外侧浆固挡土墙2的高度为25m，高压旋喷粧的直径为800mm，粧间距为lm，浆液水灰比为1:1。
[0039]顶部浆固层3、底部浆固层4、侧面浆固层5的厚度均为2m，浆固材料采用水泥砂浆，水泥砂浆配合比为水泥:砂:外加剂:水=1:2.7:0.018:0.38。
[0040]管棚6采用钢筋混凝土管棚，超前管棚在开挖轮廓线以外拱部架设多榀工字钢，拱部及拱墙喷射混凝土厚度28cm的C30混凝土，仰拱喷射混凝土厚度为28cm的C30混凝土，在管棚6的拱部设置斜向加筋体9穿过孔。[0041 ] 超前导管7采用外径108mm，壁厚6mm的热乳无缝钢管，超前导管环向间距40cm;倾角:外插角1°?3°，注浆材料:1:1水泥浆。
[0042]冠梁8设于内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2的上部，平面尺寸为2mX0.5m，梁内设置钢筋笼。
[0043]斜向加筋体9自隧道支护结构内侧向外侧松散堆积体内打设;斜向加筋体采用全粘结锚杆，锚杆采用直径32mm、强度HRB335的热乳带肋钢筋，锚杆长4m。
[0044]压浆孔10采用100型钻机钻设，钻孔的孔径为110mm。
[0045]承载粧11采用高压旋喷粧，自底部浆固层向下打设，平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙底部，粧间距2m，直径800mm，粧长6m。
[0046]横向排水体、斜向排水体采用塑料排水管，直径为30mm的PVC管。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以防孔道淤塞。泄水孔应有向外倾斜的坡度。
[0047]反压挡土墙12采用重力式挡土墙，墙高8m，挡土墙顶宽一般为0.5m，边坡系数m为
0.25?0.5，混凝土底板厚0.6m，两端悬出0.4m，前15止需配置钢筋。挡土墙基础15采用钢筋混凝土基础，基础埋深Im。
[0048]斜向锚固筋体13自反压挡土墙12墙面向墙背土体内打设，斜向锚固筋体采用全粘结锚杆，销杆采用直径32_、强度HRB335的热乳带肋钢筋，销杆长8m。
[0049]斜向排水体14自反压挡土墙12墙面向墙背土体内打设，斜向排水体14采用直径130mm的塑料排水管，其伸出端伸出反压挡土墙12的墙面外侧0.5m。
[0050]松散堆积体16为前期大体积滑坡形成的碎石土，厚10-30m;稳定土层17为弱风化
-H-* LJj 山.化冈石。
[0051]一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于包括以下施工步骤:
[0052]I)施工准备:熟悉施工图，进行现场核对，重点是对松散堆积体16的产状、隧道位置、地表和地下水源等作详细调查了解，现场测绘隧道洞口位置、走向；
[0053]2)隧道底部承载粧11施工:根据隧道洞口位置、走向，布设粧基打设孔，自松散堆积体16顶面向下打设高压旋喷粧，施工时在隧道外侧浆固层部位加大高压旋喷压力，自底部浆固层4顶面标高向下施工形成底部承载粧11;
[0054]3)浆固层施工:底部承载粧11施工完成后，自松散堆积体16顶面向下打设压浆孔10，在隧道支护结构的外侧分段压浆，形成顶部浆固层3、底部浆固层4、侧面浆固层5;
[0055]4)内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2施工:在隧道侧面浆固层外侧，自松散堆积体顶面向下打设I?2排高压旋喷粧，形成内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2，并在浆固挡土墙的顶部设置冠梁8;
[0056]5)反压挡土墙12施工:内侧浆固挡土墙I和外侧浆固挡土墙2强度满足设计要求后，在浆固挡土墙外部、隧道洞口部位挖设反压挡土墙基础15，并根据反压挡土墙类型进行反压挡土墙12施工；
[0057]6)排水体施工:自反压挡土墙12墙面向松散填充体16内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体14;
[0058]7)斜向锚固筋施工:沿反压挡土墙12墙面向墙后土体内打设斜向锚固筋体13;
[0059]8)管棚超前导管7施工:隧道支护结构外侧的浆固层施工完成后，进行超前导管7的布设，把握好超前导管布设的时机以及布设位置，按设计要求严格控制超前导管7的长度、倾角；
[0060]9)斜向加筋体9施工:在隧道内部支护结构内设置斜向加筋体9，斜向加筋体9自隧道支护结构内侧向松散堆积体16内打设；
[0061]10)管棚6施工:根据设计尺寸要求以及强度要求选好钢材，使管材、管件的自身温度与施工现场的环境温度相一致，管棚混凝土浇筑前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，再同时采用3?5根注浆管同步向管棚模板内注浆。
【主权项】
1.一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于包括以下施工步骤: 1)隧道底部承载粧施工:根据隧道洞口位置、走向，布设粧基打设孔，自松散堆积体(16)顶面向下打设高压旋喷粧，施工时在隧道外侧浆固层(2)部位加大高压旋喷压力，自底部浆固层(4)顶面标高向下施工形成底部承载粧(11); 2)浆固层施工:底部承载粧(11)施工完成后，自松散堆积体(16)顶面向下打设压浆孔(10)，在隧道支护结构的外侧分段压浆，形成顶部浆固层(3)、底部浆固层(4)、侧面浆固层(5)； 3)内侧浆固挡土墙(I)和外侧浆固挡土墙(2)施工:在隧道侧面浆固层(5)外侧，自松散堆积体(16)顶面向下打设I?2排高压旋喷粧，形成内侧浆固挡土墙(I)和外侧浆固挡土墙(2)，并在内侧浆固挡土墙(I)和外侧浆固挡土墙(2)的顶部分别设置冠梁(8); 4)反压挡土墙(12)施工:内侧浆固挡土墙(I)和外侧浆固挡土墙(2)强度满足设计要求后，在外侧浆固挡土墙(2)外部、隧道洞口部位挖设反压挡土墙基础(15)，并根据反压挡土墙类型进行反压挡土墙(12)施工； 5)排水体施工:自反压挡土墙(12)墙面向松散堆积体(16)内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体(14); 6)斜向锚固筋体施工:沿反压挡土墙(12)墙面向墙后土体内打设斜向锚固筋体(13); 7)管棚超前导管(7)施工:隧道支护结构外侧的浆固层施工完成后，进行超前导管(7)的布设； 8)斜向加筋体(9)施工:在隧道内部支护结构内设置斜向加筋体(9)，斜向加筋体(9)自隧道支护结构内侧向松散堆积体(16)内打设； 9)管棚(6)施工:根据设计尺寸要求以及强度要求选好钢材，使管材、管件的自身温度与施工现场的环境温度相一致，管棚混凝土浇筑前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，再同时采用3?5根注浆管同步向管棚模板内注浆。2.根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于:步骤3)具体包括所述内侧浆固挡土墙(I)和外侧浆固挡土墙(2)自松散堆积体(16)上表面向下打设至下部稳定土层，走向与隧道走向平行;外侧楽固挡土墙(2)部位的松散堆积体(16)厚度小于内侧浆固挡土墙(I)部位的松散堆积体(16)厚度。3.根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于:步骤2)所述的顶部浆固层(3)、底部浆固层(4)和侧面浆固层(5)分别位于隧道的顶部、底部、侧面，其浆固材料相同，采用水泥砂浆、水泥浆或高聚物材料。4.根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于:步骤4)所述的反压挡土墙(12)采用水泥混凝土挡土墙、重力式挡土墙或柔性挡土墙。5.根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于:步骤5)所述斜向排水体(14)采用塑料排水管，其伸出端位于反压挡土墙(12)的墙面外侧。6.根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于:步骤I)所述承载粧(11)平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙(12)底部。7.根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于:步骤8)所述斜向加筋体(9)通过顶部浆固层(3)插入外侧的松散堆积体(16)内，斜向加筋体(9)采用侧壁开孔的钢管或全粘结锚杆。
【文档编号】E02D29/02GK105840207SQ201610172611
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】王新泉
【申请人】杭州江润科技有限公司