[发明专利]偏压力作用下的隧道防护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了偏压力作用下的隧道防护结构及其施工方法，属于隧道修建技术领域。本发明包括于陡坡段下开挖减载洞，在减载洞安装减载洞支护结构；陡坡段中浇筑抗滑桩，并在抗滑桩上浇筑和减载洞齐高的抗滑桩扩大段，将抗滑桩扩大段和减载洞之间通过水平对拉锚索连接；于抗滑桩的顶端浇筑冠梁，冠梁和预应力锚索的一端连接，预应力锚索的另一端固定在陡坡段上的稳定岩层内；浇筑钢筋混凝土的悬臂，钢筋混凝土悬臂的一端连接于抗滑桩，减载洞和悬臂之间通过竖向对拉锚索连接；将减载洞和偏压隧道之间通过竖向对拉锚索连接。本发明通过减载洞、抗滑桩和预应力锚索综合应用，减小隧道偏压荷载，防止隧道偏压变形和破坏。

技术领域

本发明属于隧道修建技术领域，特别是涉及偏压力作用下的隧道防护结构及其施工方法。

背景技术

目前，我国绝大部分地区山高水深，地形、地质条件极为复杂，在交通道路网建设中，桥隧工程越来越多。在隧道施工过程中，当隧道入口位于地形条件较差的不稳定山坡上，或者隧道顶部两侧土层厚度严重不一致时，造成一种偏压现象，形成偏压隧道。偏压作用是隧道变形、坍塌的主要原因之一，当隧道一侧压力过高时，隧道结构上的应力不均匀，局部应力集中和过度变形可能导致隧道结构的剪切破坏。如果处理不当，隧道在严重情况下可能会破裂和坍塌。

目前国内外对偏压隧道边坡加固防护处理的方法主要是洞外回填反压平衡法、洞外地表注浆固结法或者增加锚杆进行简单支护。采用这些方法治理偏压隧道时，在偏压力不是特别大的情况下有一定效果，但是实际治理效果还是有限，尤其是在治理偏压力作用下的隧道工程中仍存在治理加固范围难控制，加固防护效果差，没有进行全方位综合考虑，无法从根本上解决偏压隧道的安全问题。

因此，目前亟需寻求一种有效控制施工区域，结构稳固，有效减小偏压荷载的偏压力作用下的隧道防护结构及其施工方法显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供偏压力作用下的隧道防护结构及其施工方法，通过减载洞、抗滑桩和预应力锚索综合应用，减小隧道偏压荷载，防止隧道偏压变形和破坏。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为偏压力作用下的隧道防护结构施工方法，包括：

步骤一、于陡坡段下开挖减载洞，在减载洞安装减载洞支护结构；

步骤二、陡坡段中浇筑抗滑桩，并在抗滑桩上浇筑和减载洞齐高的抗滑桩扩大段，将抗滑桩扩大段和减载洞之间通过水平对拉锚索连接；

步骤三、于抗滑桩的顶端浇筑冠梁，冠梁和预应力锚索的一端连接，预应力锚索的另一端固定在陡坡段上的稳定岩层内；

步骤四、浇筑钢筋混凝土的悬臂，钢筋混凝土悬臂的一端连接于抗滑桩，减载洞和悬臂之间通过竖向对拉锚索；

步骤五、沿减载洞反向开挖偏压隧道，其偏压隧道位于减载洞下方，将减载洞和偏压隧道之间通过竖向对拉锚索连接。

进一步地，减载洞支护结构设有斜向对拉杆和竖向对拉杆。

进一步地，减载洞支护结构为为钢筋混凝土支护结构，浇筑前预放置有斜向对拉杆、竖向对拉杆、水平对拉锚索和竖向对拉锚索。

进一步地，悬臂和抗滑桩上均设置有耳板，两耳板之间通过斜拉杆连接，斜拉杆自抗滑桩斜向冠梁方向设置。

进一步地，抗滑桩为逐段浇筑的。

进一步地，偏压隧道包括中初支结构，中初支结构具有初支结构加强段，初支结构加强段所在的初支结构段和减载洞支护结构之间通过竖向对拉锚索连接。

进一步地，初支结构加强段位于陡坡段侧。

进一步地，偏压力作用下的隧道防护结构，是通过以上步骤进行建造的。

本发明具有以下有益效果：