一種采用基坑支護的隧道進洞施工方法技術

本發明專利技術公開了一種采用基坑支護的隧道進洞施工方法，通過在隧道進洞處設置基坑支護結構以平衡山體側向力、確保邊仰坡穩定并降低邊仰坡開挖高度，并在基坑支護結構內施作護拱、管棚和明洞結構后，采用混凝土回填明洞背后空隙以形成整體承載結構，然后隧道進洞施工。采用本發明專利技術基坑支護結構可保證隧道進洞施工安全，開挖方量小、植被破壞小，后期覆土綠化恢復容易；因此，本發明專利技術施工方法可在任何地層中實現微開挖安全進洞，特別能有效解決陡坡、斜交地形且穩定性差的不良地質或出現滑塌情況下的洞口安全進洞。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了，通過在隧道進洞處設置基坑支護結構以平衡山體側向力、確保邊仰坡穩定并降低邊仰坡開挖高度，并在基坑支護結構內施作護拱、管棚和明洞結構后，采用混凝土回填明洞背后空隙以形成整體承載結構，然后隧道進洞施工。采用本專利技術基坑支護結構可保證隧道進洞施工安全，開挖方量小、植被破壞小，后期覆土綠化恢復容易；因此，本專利技術施工方法可在任何地層中實現微開挖安全進洞，特別能有效解決陡坡、斜交地形且穩定性差的不良地質或出現滑塌情況下的洞口安全進洞。【專利說明】
本專利技術屬于隧道施工
，具體涉及一種采用基坑支護的隧道進洞施工方 法。
技術介紹
公路隧道一般宜穿越穩定性較好的山體，隧道洞口也宜選擇在地質較好、隧道走 向與地形正交的位置。但山區地形、地質條件復雜，隧道位置選擇不可避免的要受前后公路 接線的總體線位、線形及沿線地形起伏、不良地質、各類建構筑物條件的影響。特別是隧道 的洞口位置，可能會出現隧道走向與山體斜交且山體為陡坡的不利地形，而隧道洞口選擇 在穩定性差的大厚度土質圍巖、順層、斷層破碎帶巖體或崩坡積體、采空區等不良地質也不 能完全避免。處于這樣陡坡偏壓地形及不良地質條件的洞口，往往可能邊仰坡高度大對山 體破壞嚴重，而且出現洞口滑坡或塌方可能性高，處理不好，不僅經濟損失巨大，而且可能 造成人員傷亡。 公路隧道對山體及環境的影響主要集中在洞口施工階段。為了給暗洞進洞提供工 作面，通常需要切割山體，一方面難以避免破壞地表的植被，另一方面也容易打破山體邊仰 坡原有的平衡狀態，進而引發滑坡、塌方等工程事故。洞口出現滑坡或塌方后，若直接采用 清除松散體后再常規方法進洞，往往邊仰坡刷方高度大，不僅對山體破壞大，而且施工和運 營期間存在較大的安全隱患。 對上述不良地形、地質條件下的洞口進洞，以及洞口施工出現了較大的滑坡或坍 塌事故的處治，常規的前置式進洞方法、斜交護拱進洞法、耳墻式偏壓明洞進洞法、拱部半 護拱進洞法、斜交半明半暗進洞法等進洞方法，難以保證隧道安全進洞及運營期間的安全。
技術實現思路
基于上述，本專利技術提供了，可以極大提高 隧道進洞施工的安全性，最大限度的減少對原始山體的破壞。 -種采用基坑支護的隧道進洞施工方法，包括如下步驟： 首先，在山體的進洞口前施作基坑支護結構，用以平衡山體，確保邊仰坡穩定，減 少邊仰坡開挖高度;待基坑支護結構養護達到設計強度后，在基坑內近暗洞位置進行局部 開挖并澆筑護拱，然后在護拱上施打管棚，以起到對山體軟弱地層的超前加固及預支護作 用;進而從上到下挖除基坑內的土體，挖至坑底設計標高后，澆筑隧道的明洞底板結構即仰 拱;待明洞底板結構養護達到設計強度后，澆筑隧道的明洞拱墻結構并對其與基坑支護結 構之空隙進行回填，以形成平衡山體的共同支護結構；最后，進洞開挖施作隧道的暗洞結 構。 所述的基坑支護結構由兩側排粧以及若干支撐組成，兩側排粧頂部通過冠梁連 接，基坑高度方向設置圍檁，支撐兩端與兩側冠梁或圍檁連接。 所述的基坑支護結構通過明洞底板結構即仰拱以及明洞拱墻結構與基坑支護結 構間的空隙回填，與明洞結構共同形成平衡山體的整體結構，避免山體滑坍及隧道結構破 壞。 進一步地，所述挖除基坑內土體的過程，采用至上而下、縱向分段豎向分層、隨挖 隨撐的方式，開挖至冠梁下部支撐處施作圍檁，并通過內支撐或外支撐連接兩側圍檁；以形 成對兩側排粧的多道支撐，從而提高基坑支護結構的穩定性。 為了使隧道的明洞底板結構能夠起到支撐的作用，適當延長明洞底板結構使其能 頂住基坑支護結構的兩側排粧。 所述排粧的形狀、尺寸、間距、根數、插入深度和配筋根據地形條件、地質參數以及 邊仰坡開挖控制高度等計算分析確定;排粧施工可采用人工挖孔粧法、有泥漿護壁鉆孔灌 注粧法或全套管鉆孔灌注法。 所述的支撐選用內支撐或外支撐;所述的內支撐在基坑支護結構頂部采用鋼筋混 凝土對撐或斜撐，其余則采用鋼筋混凝土或型鋼;所述的外支撐采用預應力錨索或錨桿。 進一步地，待明洞底板結構養護達到設計強度后，先拆除明洞結構高度范圍內的 內支撐，然后澆筑隧道的明洞拱墻結構并在其與基坑支護結構空隙回填混凝土，以起到代 替內支撐的作用。 進一步地，所述的護拱為混凝土結構，其內預埋有型鋼拱架和用于定位管棚的孔 口管。 進一步地，對于特別破碎軟弱的山體，可施打雙層管棚；當管棚打設完成后向管棚 內分段注漿，以固結管棚周圍有限范圍內的土體。 進一步地，本專利技術采用臺階法或分部開挖法進洞開挖，施作隧道的暗洞結構包括 初期支護及二次襯砌結構，同時在隧道明洞頂部回填耕植土，恢復洞頂綠化。 本專利技術通過在隧道進洞處設置基坑支護結構，以基坑支護結構穩定原有邊、仰坡 山體或出現滑塌后的山體，實現隧道進洞口山體平衡穩定，再在平衡穩定的基坑支護結構 內施作明洞結構及混凝土回填，最后隧道進洞施工，保證隧道施工和運營安全，挖方量小、 植被破壞小，后期覆土綠化恢復容易；因此，本專利技術方法施工工藝成熟、原材料簡單、施工中 安全度高，而且能將植被破壞程度減到最小，環境保護效果好，可在任何地層中實現微開挖 安全進洞，特別能有效解決陡坡、斜交地形且穩定性差的不良地質或出現滑塌情況下的洞 口安全進洞。【附圖說明】 圖1為施作基坑支護結構后進洞口前的平面圖。 圖2為圖1沿A-A方向的剖面圖。圖3為挖除外側土體并施作護拱后的洞口立面圖。圖4為圖3沿A-A方向的剖面圖。圖5為隧道進洞后的洞口立面圖。 圖6為圖5沿A-A方向的剖面圖。 其中：1_基坑支護結構(包括排粧），2_粧頂冠梁，3-護拱，4-管棚，5-隧道明洞拱墻 結構，6-隧道明洞底板結構，7-仰坡，8-邊坡，9-側墻與基坑支護結構間的回填料，10-墻前 基坑待挖除土體，11-墻頂內支撐，12-內/外支撐，13-圍檁，14-地面線，15-地層分界線，16- 隧道暗洞結構。【具體實施方式】 為了更為具體地描述本專利技術，下面結合附圖及【具體實施方式】對本專利技術的技術方案 進行詳細說明。 本專利技術采用基坑支護的隧道進洞施工方法，包括如下步驟： (1)如圖1和圖2所示，對施工場地清表并形成基坑支護結構施工的平整工作面，然 后施工基坑支護結構1，并在粧頂澆筑鋼筋混凝土冠梁2。上述基坑支護結構1的施工方法可 根據地質及地下水情況，采用人工挖孔粧、有泥漿護壁鉆孔灌注粧和全套管鉆孔灌注法等。 本實施方式采用人工挖孔粧排粧，具體施工方法如下： ①定位放樣。 ②開挖并施作第一節井圈護壁，井圈頂面應比場地高出150~200mm，壁厚比下面 井壁厚度增加100~150mm。③從上到下逐節挖土并修筑井圈護壁，護壁的厚度、拉結鋼筋、配筋、混凝土強度 均應符合設計要求。④挖至設計標高后清理好護壁上的淤泥和孔底殘渣、積水，隱藏工程驗收合格后， 封底和澆注粧身混凝土。 排粧的間距、直徑、插入深度及粧配筋可以根據基于極限平衡法的邊仰坡穩定性 分析來確定。由于基坑深度大，為平衡山體側向壓力，通常需要設置墻頂內支撐11、下層的 內/外支撐12,以及圍檁13,以提高基坑支護的承載能力。墻頂內支撐11可采用鋼筋混凝土 對撐或斜撐;為增加基坑支護結構的整體性及方便施工，內支撐12可采用間距6~8m的鋼筋 混凝土對撐和斜撐，為了增加施工空間也可以采用錨索、錨桿等外支撐結構形本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用基坑支護的隧道進洞施工方法，其特征在于：首先，在山體的進洞口前施作基坑支護結構，用以平衡山體，確保邊仰坡穩定，減少邊仰坡開挖高度；待基坑支護結構養護達到設計強度后，在基坑內近暗洞位置進行局部開挖并澆筑護拱，然后在護拱上施打管棚，以起到對山體軟弱地層的超前加固及預支護作用；進而從上到下挖除基坑內的土體，挖至坑底設計標高后，澆筑隧道的明洞底板結構即仰拱；待明洞底板結構養護達到設計強度后，澆筑隧道的明洞拱墻結構并對其與基坑支護結構之空隙進行回填，以形成平衡山體的共同支護結構；最后，進洞開挖施作隧道的暗洞結構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉平，吳德興，趙長軍，李浩，丁海洋，
申請(專利權)人：浙江省交通規劃設計研究院，
類型：發明
國別省市：浙江;33