申请/专利权人：中铁二院工程集团有限责任公司

申请日：2018-12-14

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109441456B

主分类号：E21D9/04

分类号：E21D9/04;E21D11/00;E21D11/08;E01F7/04;E02D17/20;E02D5/34

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：本发明公开了一种软弱易滑地层的隧道进洞结构及其施工方法，进洞结构包括在隧道洞口设有的两排锚固桩，在每排锚固桩上均设有的托梁，以及在两个托梁之间连接有的盖体，且在盖体顶部回填有回填土石，锚固桩穿过洞口的表层软岩并嵌入下层基岩；施工方法包括施做锚固桩；待锚固桩达到设计强度后施做托梁，待托梁施工完成后施做盖体；待盖体达到设计强度后，在盖体的顶部回填回填土石。本发明的锚固桩穿过表层软岩并嵌入下层基岩，可有效抵抗两侧边坡的滑移力，提高地层强度；在洞口施做盖体，有效解决了洞口边仰坡滑塌影响工作人员施工安全的问题；在盖体顶部根据软岩范围回填不同高度土石，对仰坡软岩形成反压，可有效保证仰坡和边坡的稳定性。

主权项：1.一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，包括在隧道洞口设有的两排锚固桩1，还包括在仰坡01设有的防护结构，在每排锚固桩1上均设有的托梁2，以及在两个托梁2之间连接有的盖体3，且在所述盖体3顶部回填有回填土石4，所述锚固桩1穿过洞口的表层软岩03并嵌入下层基岩04；所述防护结构包括旋喷桩，和或锚索桩，和或钢花管，所述防护结构还包括在隧道（7）的明暗交界处设有的导向墙（5）和大管棚（6），所述导向墙（5）基础置于所述托梁（2）上，所述导向墙（5）后方紧跟明洞。

全文数据：一种软弱易滑地层的隧道进洞结构及其施工方法技术领域本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种软弱易滑地层的隧道进洞结构及其施工方法。背景技术软弱易滑地层是表层为软岩，下层为基岩的地质层，一般位于山区，这种地质层特征就是，该表层软岩在受外力如地震、暴雨、泥石流或其他扰动力作用，易沿软弱面产生位移滑动而出现坍塌的现象。因此，当隧道洞口位于软岩中时，洞口进洞施工时，软岩在施工扰动下及地表雨水下渗等外部因素作用下，易出现软岩的滑移而引起工程滑坡，危及隧道安全施工。为此，隧道洞口设计一般情况下均需对边仰坡进行刷坡，如果无其它加固措施，边仰坡坡率较缓，刷坡范围较大。在软岩洞口施工时，边仰坡刷坡范围大，边仰坡开挖后，形成较大的临空面，边仰坡坡脚卸载；软岩上层松散下层密实，地表水易渗透软化围岩；综合内外两种因素极易造成边仰坡沿软弱层面产生位移，造成边坡失稳，而形成隧道洞口进洞施工困难的格局，隧道施工工期更是难以控制。发明内容本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种软弱易滑地层的隧道进洞结构及其施工方法。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，包括在隧道洞口设有的两排锚固桩，在每排锚固桩上均设有的托梁，以及在两个托梁之间连接有的盖体，且在所述盖体顶部回填有回填土石，所述锚固桩穿过洞口的表层软岩并嵌入下层基岩。本发明所述的隧道进洞结构整体是位于隧道洞口的外侧，其区别于现有的明洞结构、导向墙结构等，本发明所述的隧道进洞结构主要起到防护作用，以保证施工安全。具体的，锚固桩穿过表层软岩并嵌入下层基岩，可有效抵抗两侧边坡的滑移力，同时提高地层的强度；在洞口施做盖体，有效解决了洞口边仰坡滑塌影响工作人员施工安全的问题，保证了施工安全；进一步的，在盖体顶部根据软岩范围回填不同高度土石，对仰坡软岩形成反压，可有效保证仰坡和边坡的稳定性。本发明由于设备简单、场地易于布置、有利于稳定软弱易滑地层、降低施工风险等特点，形成了较好的经济效益。优选的，所述盖体为拱形结构，此时，盖体的尺寸可以和导向墙的尺寸大致相同，盖体直接和导向墙相连接，形成整体结构，方便施工。当然，盖体也可以是其他形状，比如槽型、矩形等，盖体的材质也不限，只要能起到落石防护的作用即可。优选的，所述锚固桩、托梁和盖体均为钢筋混凝土结构，且相连接部位通过钢筋接茬相连接，施工方便，且连接强度高，耐久性佳。优选的，还包括在仰坡以及与所述仰坡相邻的边坡设有的防护结构和排水系统。所述排水系统主要包括施做地表截排水沟，排水系统的施工是最先进行的，其目的是减小外界因素对对洞口边仰坡软岩稳定性的影响。所述防护结构包括旋喷桩，和或锚索桩，和或钢花管，和或大管棚，防护结构可有效稳定边仰坡，避免边仰坡失稳滑塌而影响隧道施工安全。本发明还公开了一种软弱易滑地层的隧道进洞结构的施工方法，如任一所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其施工方法包括以下步骤：步骤一：在隧道洞口施做两排锚固桩，包括桩孔开挖及防护，桩身钢筋制作及安装，以及桩身混凝土浇注；步骤二：待所述锚固桩达到设计强度后，在每排锚固桩的顶部施做托梁，待所述托梁施工完成后，在两个所述托梁之间施做盖体；步骤三：待所述盖体达到设计强度后，在盖体的顶部回填回填土石。本发明通过锚固桩截断潜在滑移面，明洞及反压回填稳定仰坡的方法，保证了洞口软岩易滑体的稳定性。该技术施工可行性高，使用常规的施工机具就可以实现，比传统的开挖进洞方式工期提前，施工单位可以有效节约人力物力。采用该技术有效的减小了隧道开挖的深度和宽度，与传统的放坡开挖相比可以减小约40％的征地面积，投资总额可控制，可有效估算投资额。优选的，在所述步骤一之前，先施做地表截排水沟，以及在仰坡和或边坡上施做旋喷桩或锚索桩或钢花管，所述旋喷桩或锚索桩或钢花管穿过表层软岩并嵌入下层基岩。优选的，在回填回填土石之前还包括施做导向墙和大管棚，所述导向墙的基础设置于所述托梁之上，防止导向墙下沉，待导向墙施作完成后，所述导向墙墙身开孔施作所述大管棚超前支护。优选的，施做托梁包括托梁模板制作及安装，托梁钢筋制作及安装，和托梁混凝土浇筑；施做盖体包括盖体模板制作及安装，盖体钢筋制作及安装，和养护检测。优选的，还包括在明洞洞口分两步开挖隧道断面，第一步开挖至所述锚固桩桩顶的标高位置，待所述盖体施工完成后，第二步开挖是从所述锚固桩桩顶的标高位置开挖至隧道底部标高位置。如此，可有效控制开挖高度，对易滑底层的扰动小，开挖小，安全可靠。与现有技术相比，本发明所述的进洞结构的有益效果：本发明的锚固桩穿过表层软岩并嵌入下层基岩，可有效抵抗两侧边坡的滑移力，同时提高地层的强度；在洞口施做盖体，有效解决了洞口边仰坡滑塌影响工作人员施工安全的问题，保证了施工安全；进一步的，在盖体顶部根据软岩范围回填不同高度土石，对仰坡软岩形成反压，可有效保证仰坡和边坡的稳定性。本发明由于设备简单、场地易于布置、有利于稳定软弱易滑地层、降低施工风险等特点，形成了较好的经济效益。与现有技术相比，本发明所述的进洞结构的施工方法的有益效果：本发明通过锚固桩截断潜在滑移面，明洞及反压回填稳定仰坡的方法，保证了洞口软岩易滑体的稳定性。该技术施工可行性高，使用常规的施工机具就可以实现，比传统的开挖进洞方式工期提前，施工单位可以有效节约人力物力。采用该技术有效的减小了隧道开挖的深度和宽度，与传统的放坡开挖相比可以减小约40％的征地面积，投资总额可控制，可有效估算投资额。附图说明：图1是本发明所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构隐藏了回填土石的结构示意图。图2是本发明所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构包括导向墙和大管棚的结构示意图。图3是本发明所述的导向墙和大管棚的结构示意图。图中标记：1-锚固桩，2-托梁，3-盖体，4-回填土石，5-导向墙，6-大管棚，7-隧道，01-仰坡，02-边坡，03-表层软岩，04-下层基岩。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例1如图1-图2所示，一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，包括在隧道洞口设有的两排锚固桩1，在每排锚固桩1上均设有的托梁2，以及在两个托梁2之间连接有的拱形的盖体3，且在所述盖体3顶部回填有回填土石4，所述锚固桩1穿过洞口的表层软岩03并嵌入下层基岩04。所述锚固桩1、托梁2和盖体3均为钢筋混凝土结构，且相连接部位通过钢筋接茬相连接。还包括在仰坡01和边坡02设有的防护结构，具体的，可以在仰坡01和边坡02进行旋喷桩加固后再进行上述进洞结构的施工，以保证施工安全。同时，如图3所示，为了顺利的开挖隧道7，所述防护结构还包括在隧道7的明暗交界处设有的导向墙5和大管棚6，起到超前支护的作用，导向墙5基础置于所述托梁2上，为导向墙5提供竖向反力，减小沉降，导向墙5后方紧跟明洞，为导向墙5提供水平方向反力，减小导向墙5向外的挤出位移。在施工过程中，盖体3的形状可以和导向墙5相近似，盖体3可以直接顶在导向墙5上，或者二者之间可以通过钢筋相连接，再现浇成一体。待盖体3和导向墙5均施工完成后，再在盖体3和导向墙5的顶部回填土石和混凝土，回填土石4对仰坡软岩形成反压，从而可有效保证仰坡的稳定性。实施例2一种软弱易滑地层的隧道进洞结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一：施工准备，包括施做地表截排水沟，以减小外界因素对对洞口边仰坡软岩稳定性的影响，对仰坡01和边坡02进行加固，具体的，可以通过旋喷桩或钢管桩来固定表层软岩03。步骤二：在隧道洞口的地表施做两排锚固桩1，包括桩孔开挖及防护，桩身钢筋制作及安装，以及桩身混凝土浇注。桩基采用直径为1.5m的钻孔桩，桩长根据表层软岩03的厚度拟定，桩间距4.5m。桩间采用土钉墙防护，于各桩间设置土钉墙，土钉墙墙面采用C35钢筋混凝土浇筑，墙高3～4m，桩间横向采用3列土钉，横竖向间距均为1.0m，土钉钻孔直径32mm，土钉墙墙面坡率1∶0.2，土钉与水平面夹角11.31°，土钉长度10m。步骤三：待所述锚固桩1达到设计强度后，在每排锚固桩1的顶部分别施做托梁2，包括托梁模板制作及安装，托梁钢筋制作及安装，和托梁混凝土浇筑，托梁2截面尺寸1.5m×1.5m，每8m一段，桩基外悬臂1m，托梁2与锚固桩1的结合部分钢筋接茬。步骤四：待桩基托梁2施作完成后，在两个托梁2之间施作盖体3，盖体3采用钢筋混凝土结构，施做盖体3包括盖体模板制作及安装，盖体钢筋制作及安装，和养护检测，盖体3的厚度80cm，置于托梁2之上并在结合部位钢筋接茬。步骤五：待所述盖体3达到设计强度后，在盖体3的顶部回填回填土石4和C20混凝土，待洞口边坡防护、仰坡反压及地表加固施作完成后再进行隧道7上半断面开挖进洞施工。在明洞洞口分两步开挖隧道断面，第一步开挖至所述锚固桩1桩顶的标高位置和暗洞的上台阶类似，第二步开挖是从所述锚固桩1桩顶的标高位置开挖至隧道底部标高位置和暗洞的下台阶类似。分两步开挖可有效控制开挖高度，对易滑底层的扰动小，开挖小，安全可靠。在施做锚固桩1、托梁2和盖体3的同时可以进行导向墙5和大管棚6的施工，所述导向墙5的基础设置于所述托梁2之上，所述导向墙5墙身开孔施作所述大管棚6，以起到超前支护的作用，为隧道的顺利开挖奠定基础，最后再在导向墙和盖体3均进行土石回填，以起到仰坡反压的作用。以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，包括在隧道洞口设有的两排锚固桩1，在每排锚固桩1上均设有的托梁2，以及在两个托梁2之间连接有的盖体3，且在所述盖体3顶部回填有回填土石4，所述锚固桩1穿过洞口的表层软岩03并嵌入下层基岩04。2.根据权利要求1所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，所述盖体3为拱形结构。3.根据权利要求1所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，所述锚固桩1、托梁2和盖体3均为钢筋混凝土结构，且相连接部位通过钢筋接茬相连接。4.根据权利要求1-3任一所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，还包括在仰坡01设有的防护结构。5.根据权利要求4所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，所述防护结构包括旋喷桩，和或锚索桩，和或钢花管，和或大管棚。6.根据权利要求4所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其特征在于，在与所述仰坡01相邻的边坡02上也设有所述防护结构。7.一种软弱易滑地层的隧道进洞结构的施工方法，其特征在于，如权利要求1-6任一所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构，其施工方法包括以下步骤：步骤一：在隧道洞口施做两排锚固桩1，包括桩孔开挖及防护，桩身钢筋制作及安装，以及桩身混凝土浇注；步骤二：待所述锚固桩1达到设计强度后，在每排锚固桩1的顶部施做托梁2，待所述托梁2施工完成后，在两个所述托梁2之间施做盖体3；步骤三：待所述盖体3达到设计强度后，在盖体3的顶部回填回填土石4。8.根据权利要求7所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构的施工方法，其特征在于，在所述步骤一之前，先施做地表截排水沟，以及在仰坡01和或边坡02上施做旋喷桩或锚索桩或钢花管，所述旋喷桩或锚索桩或钢花管穿过表层软岩03并嵌入下层基岩04。9.根据权利要求7所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构的施工方法，其特征在于，在回填回填土石4之前还包括施做导向墙5和大管棚6，所述导向墙5的基础设置于所述托梁2之上，所述导向墙5墙身开孔施作所述大管棚6。10.根据权利要求7-9任一所述的一种软弱易滑地层的隧道进洞结构的施工方法，其特征在于，还包括在明洞洞口分两步开挖隧道断面，第一步开挖至所述锚固桩1桩顶的标高位置，第二步开挖是从所述锚固桩1桩顶的标高位置开挖至隧道底部标高位置。

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