[发明专利]山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法

权利要求书

1.一种山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，步骤如下：

1)在隧道浅埋段先放坡开挖；然后沿隧道走向在隧道设计边界两侧分别施作一排钻孔灌注桩；

2)在钻孔灌注桩顶部浇筑钢筋砼冠梁；

3)在两条钢筋砼冠梁之间支一道钢筋砼横撑，使整个围护结构形成框架式明洞结构；

4)机械开挖上部土体段至设计隧道基坑底；此时一方面将整个基坑围护结构作为单排桩来验算此种不利工况下各项指标是否满足规范要求；另一方面依次针对单个钻孔灌注桩，将钻孔灌注桩插入岩石的桩底端视为固定端，将沿钻孔灌注桩身从上到下分布的土压力简化为线荷载，将有冠梁和横撑约束的桩顶端依次视为固定端和滑动支座分别建立简化力学模型，并根据两个力学模型分别估算出此时钻孔灌注桩桩身的弯矩和剪力，找出弯矩或剪力作用的若干不利点，在不利点处设置观测点；

5)对隧道基坑临近水库一侧，开挖后施作止水帷幕结构防渗；

6)采用爆破开挖下部岩石段，直至开挖至仰拱外边线底，此时继续将整个基坑围护结构作为单排桩来验算此种不利工况下各项指标是否满足规范要求；

7)岩石段开挖至仰拱外边线底部后，以隧道底部支撑的设计位置上缘作为观测点，立即埋设量测设备对该点的基坑围护结构变形位移进行监测；

8)当两种不利工况中任意一种不满足稳定性要求或任一观测点变形值达到预警值时，在基坑底部按一定间距施加一道横撑；下部岩石段仰拱爆破施工时每拆一个横撑，立即施作一段仰拱；在两种不利工况的各项指标均满足规范要求以及观测点变形值未达到预警值的前提下，直接施作仰拱；

9)仰拱上方回填土石方至设计标高，并浇筑上部衬砌混凝土；

10)最后在隧道拱圈以上回填土体。

2.如权利要求1所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，所述的止水帷幕结构具体为：

在临近水库一侧的基坑围护桩侧壁渗水区域进行小导管注浆，注浆管呈梅花形布置，对渗水区域注浆后，在临近水库侧注浆区域间隔布置泄水管，泄水管端部采用土工布包裹，用于排出该区域的积水以降低基坑水压。

3.如权利要求2所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，所述的小导管注浆的注浆浆液采用水灰比0.6～0.8的水泥浆，每根注浆管注浆量控制0.4～0.6m³，注浆压力初定0.5Mpa。

4.如权利要求1所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，所述的步骤7)中设置的观测点位于基坑底部下方0.5～1m处。

5.如权利要求1所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，弯矩或剪力作用的不利点选取桩身上弯矩或剪力的最大点和/或最大点附近的若干点。

6.如权利要求1所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，所述的预警值采用《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2009)中深层水平位移监测报警值。

7.如权利要求1所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，两种不利工况下的验算指标包括抗倾覆稳定性验算和抗隆起稳定性验算。

8.如权利要求7所述的山区临近水库浅埋隧道基坑围护结构的设计施工方法，其特征在于，抗倾覆稳定性的验算公式为：

式中：K_e为嵌固稳定安全系数；

E_ak、E_pk分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力标准值，单位为kN；

a_a1、a_p1分别为基坑外侧主动土压力合力作用点、基坑内侧被动土压力合力作用点至挡土构件底端的距离，单位为m。