[发明专利]一种抗滑桩架拱组合结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道洞口段的支挡加固结构及施工方法。

背景技术

随着我国交通线路的大规模建设，特别是高速公路及铁路工程，面临着大量的山区隧道工程建设。山岭地区存在大量隧道洞口处于沟心地形。由于沟心处一般为松散堆积岩土体，处于该地形下的隧道安全进洞的重要问题是：隧道开挖对沟心两侧坡体稳定的影响及上覆土层坍塌等问题。

目前处于沟心两侧边坡稳定性差的隧道洞口进洞方法，较多采用的是分离式的加固方法：先对两侧斜坡进行放坡和锚索、导管注浆等常规方法加固，然后再采用盖挖法方案。盖挖法是指当上覆土厚不能满足进洞要求时，在隧道进洞前预先施作一定厚度的混凝土护拱。当护拱达到设计强度后，在其上回填碎石土，并表层植草绿化。等上述措施结束后，再采用暗挖方式进洞。

由于是分离地针对两侧边坡和隧道上覆土层采取加固措施，而边坡变形和隧道上覆土以及整个围岩都是相互影响的，隧道开挖、围岩松动将导致洞口边坡变形，而边坡变形反过来又会引起隧道围岩、上覆土层的变形和移动，因此上述加固措施在边坡稳定性较好、上覆土围岩级别较高时能有较好的效果。而当沟心两侧边坡稳定性差或较差并开挖扰动可能诱发较大规模滑坡时，该方法则需要过高的预加固费用或甚至达不到安全进洞的效果。而且在隧道围岩级别差时，随着隧道开挖引起上覆土层和边坡的扰动，在两侧边坡坡度和覆土厚不同时，还会给隧道造成较大的偏压影响。再者由于对沟心两侧边坡预先加固，一般需要较大规模的开挖，这种开挖是对地质体和生态的严重破坏，况且两侧边坡的加固费用较高，施工工期较长。

发明内容

本发明的目的是：提供一种大量减小沟心两侧边坡开挖影响，降低坡体加固费用，保护坡体自然形态和生态，且可保证隧道安全进洞和运行的沟心隧道洞口抗滑桩架拱组合结构及施工方法。

为实现上述第一目的，采用以下技术方案：一种沟心隧道洞口抗滑桩架拱组合结构，其特征在于：所述结构包括以埋入式方式设置在隧道洞身两侧的抗滑桩，且抗滑桩伸入稳定基岩，架拱与两侧抗滑桩连接。

为了进一步保证隧道顶拱上覆薄层土体稳定，隧道拱圈的上方设置有与两侧抗滑桩桩身的工字钢相连的护拱，护拱上具有回填土石层。

所述架拱仅在抗滑桩处布置，宜采用拱梁间隔布置，也可采用板式。如采用拱梁布置则同一根抗滑桩上不少于2个架拱。其两端与抗滑桩的连接位置为同一高度，且位置为两侧抗滑桩中较低侧抗滑桩的桩顶。

所述抗滑桩所处的桩孔的内壁上设置有施工槽，一端带有连接钢板的预埋工字钢位于施工槽内，预埋工字钢带有连接钢板的一端采用螺栓与护拱相连，另一端与抗滑桩连接。

所述护拱为连续拱形型钢混凝土结构。

为了实现上述第二目的，采用以下技术方案：一种采用如上所述抗滑桩架拱组合结构的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括下列步骤：

a. 施工抗滑桩，预留与架拱相连的连接钢筋；当隧道洞顶上覆土不足5m时，预挖连接用施工槽，预埋与护拱相连的工字钢；

b. 当隧道洞顶上覆土不足5m时，开挖上覆土施工护拱，并与抗滑桩通过螺栓与预埋工字钢连接，回填碎石土；

c.施工架拱，现场绑扎钢筋，完毕后与桩顶连接钢筋搭接，架施工模板并浇筑混凝土成拱。如采用拱梁间隔布置，同一根抗滑桩上不少于2个架拱。

所述步骤a包括如下分步骤：

a1.首先布设抗滑桩的位置并开挖成桩孔，开挖至护拱与抗滑桩连接位置时，在桩孔的壁上预挖连接用施工槽，施工槽大小为高h=100cm,长a=30~40cm，宽b=20cm,且一根桩同一水平位置预挖至少两个连接用施工槽，然后进行护壁和下部桩体的施工；

a2. 桩身钢筋制作安装，并在桩孔外加工工字钢，在工字钢的一侧焊接连接钢板，钢筋采用在常规方式在孔内绑扎，在绑扎至预挖的连接用施工槽位置时，将制作好的工字钢吊入桩孔内，将带连接钢板的一侧插入预留施工槽内，另一侧与抗滑桩主筋焊接牢固，然后进行剩余钢筋的制作和安装。

a3. 在高度较低一侧抗滑桩桩顶和另一侧抗滑桩相同高度位置预留连接钢筋，浇注混凝土成抗滑桩。

所述步骤b包括如下分步骤：

b1. 开挖隧道上覆土至护拱起拱位置，凿破因抗滑桩施工而充填于施工槽中的混凝土，露出预埋工字钢的连接钢板，架立工字钢拱架，拱架工字钢与桩体预留工字钢采用连接钢板和螺栓连接；

b2. 架施工模板并输送泵泵送混凝土灌注护拱；

b3. 隧道上部回填土石，回填高度不低于4m；