一種淺埋偏壓段隧道地層加固施工方法與流程

本發明屬于隧道工程施工技術領域，具體涉及一種淺埋偏壓段隧道地層加固施工方法。

背景技術：

目前，隨著我國國民經濟的發展，建設的力度持續加大，涌現出大量的隧道工程。隧道的施工不可避免會遇到穿越覆蓋層較淺的高陡 V 型沖溝，這就同時又導致了淺埋偏壓隧道的形成。一般說來，山嶺沖溝常年受到雨水的侵蝕，地質環境一般較差，隧道圍巖強度低、自穩性差、巖體較松散破碎，還伴隨著一定程度的地表滲水等情況，與此同時，隧道洞身段的巖體由于應力分布不均勻，導致了隧道開挖后偏壓情況的出現。當隧道穿越高陡V 型沖溝偏壓段時，圍巖受力狀態復雜，經常發生隧道坍塌， 甚至山體失穩滑坡，給施工安全及隧道支護帶來了風險和困難。

技術實現要素：

本發明為了解決隧道穿越覆蓋層較淺的高陡 V 型沖溝偏壓段時，由于圍巖受力狀態復雜，存在施工安全隱患等問題，進而提供了一種淺埋偏壓段隧道地層加固施工方法。

本發明采用如下技術方案：

一種淺埋偏壓段隧道地層加固施工方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，根據施工圖紙對淺埋偏壓段區域進行測量放樣，測定出需要加固的具體范圍；

步驟二，對待加固的淺埋偏壓段所屬整個區域進行清表，清表前先開挖臨時排水溝， 再清除原地面表層的植被和虛土，清除后再對淺埋偏壓段加固范圍尺寸進行復測；

步驟三，在清表后的地面線(1)做一層厚度不小于100mm的網噴混凝土，鋼筋網根據初噴混凝土面的實際起伏狀鋪設；

步驟四，網噴后在隧道偏壓側測量放出抗滑樁和鋼花管位置，抗滑樁沿隧道縱向均布設置，抗滑樁頂端設置冠梁，通過冠梁將各抗滑樁連接為整體，抗滑樁采用沖擊鉆機械成孔，直升導管法灌注混凝土成樁的施工方式；所述鋼花管呈梅花狀均布設于抗滑樁靠隧道一側，鋼花管深入隧道底板以下不少于500mm，采用注漿泵全孔壓入式向鋼花管內壓注水泥漿；

步驟五，在抗滑樁和鋼花管頂部施工鋼筋混凝土蓋板，鋼花管的端頭鋼板、網噴混凝土連接處的鋼筋與鋼筋混凝土蓋板上層主筋焊接，并立模現澆鋼筋混凝土蓋板成為整體。

所述鋼花管上每隔300～400mm設置Φ10mm的溢漿孔。

所述鋼筋混凝土蓋板的厚度為不小于500mm，采用C30混凝土。

所述的鋼筋混凝土蓋板的鋼筋采用分塊布置方式，分塊尺寸不小于3mx3m，分塊鋼筋網之間可靠連接，最后整體澆注為一體的鋼筋混凝土蓋板。

所述抗滑樁的樁底深入隧道底以下5m，抗滑樁的鋼筋伸入鋼筋混凝土蓋板內彎錨，保證冠梁、鋼筋混凝土蓋板和抗滑樁連為整體。

所述網噴混凝土采用C25混凝土，網噴混凝土的鋼筋網與受噴面（即清表后的地面層）間隙不大于3cm，鋼筋網與鋼筋網和網噴砼連接處的鋼筋應焊接在一起，使鋼筋網在噴射時不晃動。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明通過在隧道開挖前對高陡V 型沖溝處進行加固，利用連接為一體的網噴混凝土、鋼筋混凝土蓋板和鋼花管對隧道施工段地層進行加固，同時利用抗滑樁對加固結構進行支撐，可有效解決淺埋偏壓段隧道地層加固難的問題，解決了隧道開挖施工后的安全隱患問題；

2、該加固施工是在隧道施工前完成，加固結構的施工工序簡單，且加固結構安全可靠，可防止水土流失，在隧道施工后不需拆除，相比隧道邊開挖施工邊加固的方式（如專利201510676193.7），施工效率更高；

3、本發明采用的是豎向和橫向交叉式的框架加固結構，在隧道施工完成后，加固結構裝置只對隧道處的地層形成支撐加固，而加固結構本身不會對隧道拱體結構形成加載，相比傳統的沿拱頂弧面的加固方式（如專利201510139740.8），對隧道拱體結構的影響更小，更有利于隧道使用過程中的受力穩定。

附圖說明

圖1為本發明的施工剖面圖；

圖2為本發明的施工平面圖；

圖3為本發明所述抗滑樁縱斷面布置圖；

圖4為本發明所述鋼花管平面布置；

圖5為本發明所述鋼花管與鋼板焊接示意圖；

圖6為本發明所述砼蓋板配筋圖；

圖中：1-地面線、2-網噴混凝土、3-鋼筋混凝土蓋板、4-冠梁、5-抗滑樁、6-鋼花管、7-隧道、8-鋼筋混凝土蓋板上層主筋、9-端頭鋼板、10-鋼筋混凝土蓋板下層主筋、11-鋼筋混凝土蓋板上層分布筋、12-鋼筋混凝土蓋板下層分布筋。

具體實施方式

結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步說明：

本發明是通過對隧道頂部的V 型沖溝處進行加固來防止隧道開挖后出現偏壓現象，加固裝置包括網噴混凝土(2)、鋼筋混凝土蓋板(3)、冠梁(4)、抗滑樁(5)和鋼花管(6)，網噴混凝土(2)設于待加固段的清表層，抗滑樁(5)沿隧道縱向設置于隧道的偏壓側，冠梁(4設置于抗滑樁(5)頂部將所有抗滑樁(5)連接為整體，鋼花管(6)呈梅花狀均布設于抗滑樁(5)靠近隧道的一側，鋼筋混凝土蓋板(3)設于抗滑樁(5)和鋼花管(6)的頂部，且鋼花管(6)頂部端頭鋼板、網噴混凝土(2)層的連接鋼筋和鋼筋混凝土蓋板(3)上層主筋焊接為一體。從而利用抗滑樁(5)和鋼花管(6)實現豎向支撐加固，斜面的網噴混凝土(2)和鋼筋混凝土蓋板(3)對V 型沖溝的表層加固， 且豎向支撐加固和表層加固連接為一體，實現對V 型沖溝內部隧道開挖后的加固。

本發明的具體加固施工過程為：

步驟一，根據施工圖紙對淺埋偏壓段區域進行測量放樣，測定出需要加固的具體范圍。加固范圍利用偏壓段地層相對隧道拱頂高度參數關系限定加固段的平面投影尺寸，即圖2中的L、W尺寸。

步驟二、對淺埋偏壓段所屬整個區域進行清表，清表前先開挖臨時排水溝， 再清除原地面表層的植被和虛土，清除后再對淺埋偏壓段加固范圍尺寸進行復測。

步驟三、在清表后的地面線(1)做一層網噴混凝土(2)，鋼筋網根據初噴混凝土面的實際起伏狀鋪設，并與受噴面間隙不大于3cm。網噴厚度為100mm，采用C25混凝土，鋼筋網與鋼筋網和網噴砼連接處的鋼筋應有焊接在一起，使鋼筋網在噴射時不晃動。

步驟四、網噴后測量放出抗滑樁(5)和鋼化管(6)位置，隧道(7)偏壓側抗滑樁(5)采用沖擊鉆機械成孔，直升導管法灌注混凝土成樁的施工；抗滑樁(5)上設置樁頂冠梁(4)，通過冠梁(4)將各樁連接為整體，其中冠梁(4)鋼筋現場綁扎，模板采用組合鋼模。除抗滑樁(5)外別的加固段采用Ф89（t=5mm）鋼花管(6)注漿，并且鋼管應深入隧道底板以下不少于500mm，鋼管注漿材料為水泥漿，采用注漿泵全孔壓入式向鋼花管(6)內壓注水泥漿，注漿前先進行現場注漿試驗，確定注漿參數用于實際施工，并且鋼管每隔300～400mm設置Φ10mm的溢漿孔。其中，直升導管法灌注水下混凝土，是將混凝土拌和物通過導管下口，進入到初期灌注的混凝土（作為隔水層）下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升。為使灌注工作順利進行，應盡量縮短灌注時間，堅持連續作業，使灌注工作在首批混凝土初凝以前的時間完成。

步驟五、施工鋼筋混凝土蓋板，厚度為500mm，采用C30混凝土；鋼花管端頭鋼板、網噴砼連接處的鋼筋與砼蓋板上層主筋焊接，并立模現澆砼蓋板成為整體。

所述的抗滑樁(5)樁底應深入隧道(7)底以下5m，抗滑樁(5)鋼筋應伸入蓋板內彎錨，保證冠梁(4)、砼蓋板(3)、抗滑樁(5)連為整體。

所述的由于地表坡度變化較大，蓋板的鋼筋布置應分塊布置，每塊至少為3mx3m，分塊鋼筋網之間應可靠的連接，最后整體澆注砼。

本發明整個加固段采用Ф89（t=5mm）鋼花管注漿加固，并且鋼管應深入隧道底板以下不少于500mm，并在地表掛網噴混凝土施工；隧道偏壓側主要采用Ф1000的抗滑樁，抗滑樁樁底應深入隧道底以下5m，并在抗滑樁頂部澆筑冠梁；另外在隧道正上方和抗滑樁側設500mm厚的鋼筋混凝土蓋板，砼蓋板和網噴砼連接處的鋼筋應有焊接在一起。本發明有效解決淺埋偏壓段隧道地層加固難得問題；并具有工序簡單、安全可靠、防止水土流失等優點，在施工中被廣泛應用。