CN113123352B 山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系和施工方法 （广州市市政工程设计研究总院有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN11312335(65)同一申请的已公布的文献号(73)专利权人广州市市政工程设计研究总院有限公司地址510060广东省广州市越秀区环市东路348号(72)发明人童恺旻杨春山林永贵马辉(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205专利代理师张萍审查员唐轲山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系和施工方法本发明公开了山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系和施工方法。山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系，包括：至少一个第一抗滑桩和至少一个第二抗滑桩，第一抗滑桩和第二抗滑桩被埋设在岩土中并形成抗滑结构；隧道，第二抗滑桩被局部破除且隧道从局部破除处穿过第二抗滑桩；支护体和至少两个支护桩，支护体高于隧道，各个支护桩分别从隧道的两侧支撑支护体，支护体和支护桩被埋设在岩土中并形成抗滑结构。有益效果：支护桩和支护体能针对第二抗滑桩的局部破除提供抗滑方面的协同作用，形成叠合抗滑结构，在加固治理的基础上，兼做隧道的支护结构；支护体和支护桩的受力机理明确、21.山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于，所述山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系包括：至少一个第一抗滑桩和至少一个第二抗滑桩，所述第一抗滑桩和所述第二抗滑桩被埋设在岩土中并形成抗滑结构；隧道，所述第二抗滑桩被局部破除且所述隧道从局部破除处穿过所述第二抗滑桩；支护体和至少两个支护桩，所述支护体高于所述隧道，各个所述支护桩分别从所述隧道的两侧支撑所述支护体，所述支护体和所述支护桩被埋设在岩土中并形成抗滑结构；所述支护体的边缘与所述第一抗滑桩和所述第二抗滑桩贴合；所述方法包括以下步骤：支护体施工，在所述支护桩上设置支护体，使支护桩的一端与所述支护体固定连接；套拱施工，在隧道与支护体之间设置套拱；护拱施工，在隧道与支护体之间设置护拱，并使护拱与套拱相邻布置；管棚施工，将管棚打入岩土并使管棚穿过套拱和护拱的预留孔；暗挖段隧道施工，对第二抗滑桩实施局部破除和喷锚支护，浇筑隧道结构并使隧道穿过第二抗滑桩。2.根据权利要求1所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：所述支护体是格形箱体，所述支护体上设有至少一个凹陷的腔体，所述腔体内填充有回填土。3.根据权利要求2所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：所述支护体是钢筋混凝土现浇结构。4.根据权利要求1所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：所述支护桩是钢筋混凝土灌注桩。5.根据权利要求4所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：各个所述支护桩相互平行并沿所述隧道的两侧阵列布置，所述支护桩的一端嵌入所述支护体中。6.根据权利要求1所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：所述山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系还包括护拱、套拱和管棚，所述套拱是带孔的钢筋混凝土结构，所述套拱设在所述支护体与所述隧道之间，所述套拱与所述隧道之间的夹角大于0,所述套拱的一侧与护拱衔接，所述管棚从所述套拱的内部预留孔中穿过。7.根据权利要求6所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：所述护拱为钢筋混凝土结构，所述护拱设在所述支护体与所述隧道之间，所述护拱与所述隧道之间的夹角大于0。8.根据权利要求1所述的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，其特征在于：在所述支护桩施工的步骤前，对每根支护桩预埋用于超声波检测的声测管，所述声测管是Q235B检测管，所述声测管设在钢筋笼内侧，所述声测管的管底用钢板封底焊接，所述声测管的管口加盖，所述支护桩的混凝土龄期大于14天。3技术领域[0001]本发明涉及山岭隧道支护结构技术，特别涉及山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系和施工方法。背景技术[0002]随着各类交通的快速发展，隧道建设条件日趋复杂化，在高陡边坡下山岭隧道建设要破除既有边坡支挡结构进洞，由此导致局部抗滑结构失效，影响原有山体边坡的稳定性。[0003]为了确保进洞位置边坡的稳定性，需设置转换体系，承受被破除结构承担的荷载，确保新建隧道整体稳定。然而，因既有边坡抗滑结构与新建转换结构自身受力变形特性、相互作用特性异常复杂，隧道开挖过程中既有抗滑结构、边坡及新建结构的力学行为难以准确评价，迄今未形成合理可行的山岭隧道破除既有抗滑结构进洞方案。[0004]为此，对于复杂条件下山岭隧道破除边坡支挡结构进洞，制定合理可行、安全稳定的承载转换体系，克服隧道进洞破除既有抗滑结构存在的技术难题，确保新建隧道和边坡的安全稳定具有非常重要的实际工程意义。[0005]现有技术中，为了保持山体边坡既有抗滑结构的稳定性，在抗滑结构附近需要建设山岭隧道时，通常只能使山岭隧道避开既有抗滑结构，技术缺陷在于：新建设的山岭隧道需要避开既有抗滑结构，会造成山岭隧道的路线延长以及建设成本上升。发明内容[0006]本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能使山岭隧道穿过既有抗滑结构的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系和施工方法。[0007]为解决上述技术问题所采用的技术方案：[0009]至少一个第一抗滑桩和至少一个第二抗滑桩，第一抗滑桩和第二抗滑桩被埋设在岩土中并形成抗滑结构；[0010]隧道，第二抗滑桩被局部破除且隧道从局部破除处穿过第二抗滑桩；[0011]支护体和至少两个支护桩，支护体高于隧道，各个支护桩分别从隧道的两侧支撑支护体，支护体和支护桩被埋设在岩土中并形成抗滑结构。[0012]上述山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系至少具有以下有益效果：[0013]支护桩和支护体能针对第二抗滑桩的局部破除提供抗滑方面的协同作用，形成叠合抗滑结构，在加固治理的基础上，兼做隧道的支护结构；支护体和支护桩的受力机理明结构，并结合既有的第一抗滑桩充分发挥承载作用，能满足新建隧道破除斜交抗滑桩对强度和稳定性的要求；支护桩和支护体能替代第二抗滑桩形成新的抗滑结构，使新的抗滑结构的抗滑性能不弱于原有的第一抗滑桩和第二抗滑桩形成的抗滑结构，从而使隧道能安全4可靠地穿过第二抗滑桩。[0014]在一种可能的实施方式中，支护体是格形箱体，支护体上设有至少一个凹陷的腔体，腔体内填充有回填土。支护体的格形箱体结构使自身重量较轻且结构强度较高，结合回填土，能提供可靠的支护性能。[0015]在一种可能的实施方式中，支护体是钢筋混凝土现浇结构。支护体采用钢筋混凝土现浇结构，能降低运输难度，并在施工现场实现就地取材，有利于降低施工成本。[0016]在一种可能的实施方式中，支护桩是钢筋混凝土灌注桩。支护桩选用钢筋混凝土灌注桩，能降低运输难度，并在施工现场实现就地取材，有利于降低施工成本。[0017]在一种可能的实施方式中，各个支护桩相互平行并沿隧道的两侧阵列布置，支护桩的一端嵌入支护体中。支护桩在隧道的两侧阵列布置一定的范围，能加强抗滑体系的稳定性，支护桩的一端嵌入支护体中，能加强抗滑体系的承载能力。[0018]在一种可能的实施方式中，支护体的边缘与第一抗滑桩和第二抗滑桩贴合。支护体的边缘与第一抗滑桩或第二抗滑桩之间紧贴布置，有利于加强抗滑体系的可靠性。[0019]在一种可能的实施方式中，山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系还包括护拱、套拱和管棚，套拱是带孔的钢筋混凝土结构，套拱设在支护体与隧道之间，套拱与隧道之间的夹角大于0,套拱的一侧与护拱衔接，管棚从套拱的内部预留孔中穿过。护拱、套拱和管棚能在隧道上方形成可靠的支挡结构，有利于隧道的安全施工，并能加强隧道的结构稳定性。[0020]在一种可能的实施方式中，护拱为钢筋混凝土结构，护拱设在支护体与隧道之间，护拱与隧道之间的夹角大于0。[0021]山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，包括以下步骤：[0022]支护桩施工，在岩体中设置支护桩；[0023]支护体施工，在支护桩上设置支护体，使支护桩的一端与支护体固定连接；[0024]明挖段隧道开挖，施作钢拱架，浇筑隧道结构；[0025]套拱施工，在隧道与支护体之间设置套拱；[0026]护拱施工，在隧道与支护体之间设置护拱，并使护拱与套拱相邻布置；[0027]管棚施工，将管棚打入岩土并使管棚穿过套拱和护拱的预留孔；[0028]暗挖段隧道施工，对第二抗滑桩实施局部破除和喷锚支护，浇筑隧道结构并使隧道穿过第二抗滑桩。[0029]以上山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法至少具有以下有益效果：[0030]先进行支护桩和支护体施工，然后进行隧道明挖段的开挖，再设置套拱、护拱和管棚，能在第二抗滑桩进行局部破除之前构建出可靠的支挡体系，使原有抗滑结构的可靠性被加强。然后再对第二抗滑桩进行局部破除，最后才进行暗挖段隧道施工，能保证抗滑结构始终保持较高的安全系数，从而使隧道能安全地穿越第二抗滑桩。[0031]在一种可能的实施方式中，在支护桩施工的步骤前，对每根支护桩预埋用于超声波检测的声测管，声测管是Q235B检测管，声测管设在钢筋笼内侧，声测管的管底用钢板封底焊接，声测管的管口加盖，支护桩的混凝土龄期大于14天。声测管能用于超声波检测，能保证支护桩的可靠性。5附图说明[0032]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：[0033]图1为本发明实施例的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的结构示意图；[0034]图2为本发明实施例的山岭隧道破除斜交抗滑桩进洞支挡体系去掉岩土后的示意[0035]图3为本发明实施例的支护体与支护桩的布置方式示意图；[0036]图4为本发明实施例的第一抗滑桩与第二抗滑桩的布置方式示意图；[0037]图5为本发明实施例的隧道、第一抗滑桩、第二抗滑桩、护拱和管棚的布置方式示[0038]图6为本发明实施例的隧道、第一抗滑桩、第二抗滑桩与支护桩的布置方式示意[0039]图7为本发明实施例的管棚、套拱与护拱的布置方式示意图；[0040]附图标记：[0041]第一抗滑桩1、第二抗滑桩2、支护桩3、支护体4、回填土5、隧道6、岩土7、护拱8、套拱9、管棚10。具体实施方式[0042]本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0044]在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。[0045]本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。[0046]参照图1至7,山岭隧道6破除斜交抗滑桩进洞支挡体系，包括：[0047]至少一个第一抗滑桩1和至少一个第二抗滑桩2,第一抗滑桩1和第二抗滑桩2被埋设在岩土7中并形成抗滑结构；[0048]隧道6,第二抗滑桩2被局部破除且隧道6从局部破除处穿过第二抗滑桩2;[0049]支护体4和至少两个支护桩3,支护体4高于隧道6,各个支护桩3分别从隧道6的两侧支撑支护体4,支护体4和支护桩3被埋设在岩土7中并形成抗滑结构。[0050]上述山岭隧道6破除斜交抗滑桩进洞支挡体系至少具有以下有益效果：6[0051]支护桩3和支护体4能针对第二抗滑桩2的局部破除提供抗滑方面的协同作用，形成叠合抗滑结构，在加固治理的基础上，兼做隧道6的支护结构；支护体4和支护桩3的受力动型支护结构，并结合既有的第一抗滑桩1充分发挥承载作用，能满足新建隧道6破除斜交抗滑桩对强度和稳定性的要求；支护桩3和支护体4能替代第二抗滑桩2形成新的抗滑结构，使新的抗滑结构的抗滑性能不弱于原有的第一抗滑桩1和第二抗滑桩2形成的抗滑结构，从而使隧道6能安全可靠地穿过第二抗滑桩2。[0052]关于第一抗滑桩1,第一抗滑桩1是山岭的岩土7中既有的抗滑结构，能结合支护体4和支护桩3形成更可靠的抗滑体系。[0053]关于第二抗滑桩2,第二抗滑桩2是山岭的岩土7中既有的抗滑结构，在隧道6的施工过程中，需要对第二抗滑桩2实施局部破除，从而使隧道6能穿过第二抗滑桩2。第二抗滑桩2通常布置在各个第一抗滑桩1之间。局部破除之后的第二抗滑桩2的支护性能有所减弱，但仍能协同第一抗滑桩1、支护体4和支护桩3形成抗滑结构。[0054]关于隧道6,隧道6是筒形混凝土结构，能在第二抗滑桩2被局部破除后穿过第二抗滑桩2。[0055]关于支护体4,支护体4是格形箱体，支护体4上设有至少一个凹陷的格形腔体，格形腔体内填充回填土5。支护体4能承托岩土7,且受力机理明确、空间刚度大、变形可控、操作实施方便、支护效果好，能很好地保证整体的刚度和支挡结构的安全。支护体4与第一抗滑桩1和第二抗滑桩2紧贴布置，有利于加强协同作用。支护体4的覆盖范围大于支护桩3的阵列范围，且支护桩3的边缘与第一抗滑桩1和第二抗滑桩2紧贴布置，有利于加强支护作[0056]关于支护桩3,支护桩3可选用但不限于钢筋混凝土桩。由于隧道6进洞需要破除掌子面范围的第二抗滑桩2,在本实施例中，有五根第二抗滑桩2位于隧道6的开挖面，此处通过支护体4和支护桩3的转换体系来承受由于第二抗滑桩2局部破除诱发的下滑力，以保证隧道6和既有山体边坡的整体安全稳定。在本实施例中，支护桩3采用钻孔灌注桩。支护桩3低于第一抗滑桩1,支护桩3的桩顶嵌入支护体4的底板150mm,用作承受转换体系的水平推力和隧道6的明挖段基坑支护。在本实施例中，支护桩3的长度为23m,桩身材料选用C35混凝[0057]关于岩土7,岩土7是指山岭坡体中的岩石和土体混合体系。岩土7处于坡体中，因此具有滑坡的可能性，需要抗滑结构进行加固。[0058]在一种可能的实施方式中，支护体4是格形箱体，支护体4上设有至少一个凹陷的腔体，腔体内填充有回填土5.支护体4的格形箱体结构使自身重量较轻且结构强度较高，结合回填土5,能提供可靠的支护性能。[0059]在一种可能的实施方式中，支护体4是钢筋混凝土现浇结构。支护体4采用钢筋混凝土现浇结构，能降低运输难度，并在施工现场实现就地取材，有利于[0060]在一种可能的实施方式中，支护桩3是钢筋混凝土灌注桩。支护桩3选用钢筋混凝土灌注桩，能降低运输难度，并在施工现场实现就地取材，有利于降[0061]在一种可能的实施方式中，各个支护桩3相互平行并沿隧道6的两侧阵列布置，支护桩3的一端嵌入支护体4中。支护桩3在隧道6的两侧阵列布置一定的范围，能加强抗滑体7系的稳定性，支护桩3的一端嵌入支护体4中，能加强抗滑体系的承载能力。[0062]关于支护体4,支护体4与支护桩3之间的接触面需要进行凿毛处理，并通过植筋实现有效连接。支护桩3与支护体4之间植入直径25mm的钢筋，钢筋按照500mm的间隔进行排布，从而使钢筋、支护体4和支护桩3之间形成有效连接。钢筋的植入长度为0.5m。钢筋与支护体4、支护桩3之间的空隙通过浇筑混凝土填充。支护体4是C30混凝土与HRB400钢筋形成的钢筋混凝土结构。回填土5是碎石砂。[0063]在一种可能的实施方式中，支护体4的边缘与第一抗滑桩1和第二抗滑桩2贴合。支护体4的边缘与第一抗滑桩1或第二抗滑桩2之间紧贴布置，有利于加强抗滑体系的可靠性。[0064]关于支护体4,支护体4的边缘形状按照第一抗滑桩1和第二抗滑桩2的布置方式灵活设置，从而使支护体4的边缘与第一抗滑桩1和第二抗滑桩2贴合。[0065]在一种可能的实施方式中，山岭隧道6破除斜交抗滑桩进洞支挡体系还包括护拱8、套拱9和管棚10,套拱9是带孔的钢筋混凝土结构，套拱9设在支护体4与隧道6之间，套拱9与隧道6之间的夹角大于0,套拱9的一侧与护拱8衔接，管棚10从套拱9的内部预留孔中穿过。护拱8、套拱9和管棚10能在隧道6上方形成可靠的支挡结构，有利于隧道6的安全施工，并能加强隧道6的结构稳定性。[0066]关于套拱9,套拱9为条状的钢筋混凝土结构，套拱9上设有多个用于安装管棚10的预留孔，套拱9高于隧道6,套拱9设在隧道6与支护体4之间。套拱9的边缘与第一抗滑桩1和第二抗滑桩2紧贴布置。套拱9设置在隧道6的明挖与暗挖交界处。[0067]关于管棚10,管棚10可选用但不限于φ108×6mm钢花管，管棚10的长度为30m至40m,管棚10以1°至2°的外倾角打入岩土7并穿过套拱9和护拱8的预留孔，有利于确保支护效果和施工精度。[0068]在一种可能的实施方式中，护拱8为钢筋混凝土结构，护拱8设在支护体4与隧道6之间，护拱8与隧道6之间的夹角大于0。[0069]关于护拱8,护拱8为钢筋混凝土结构，护拱8设在隧道6的顶面上，护拱8与套拱9相互衔接。管棚10能通过预留孔穿过套拱9和护拱8。[0070]山岭隧道6破除斜交抗滑桩进洞支挡体系的施工方法，包括以下步骤：[0072]支护体4施工，在支护桩3上设置支护体4,使支护桩3的一端与支护体4固定连接；[0074]套拱9施工，在隧道6与支护体4之间设置套拱9;[0075]护拱8施工，在隧道6与支护体4之间设置护拱8,并使护拱8与套拱9相邻布置；[0076]管棚10施工，将管棚10打入岩土7并使管棚10穿过套拱9和护拱8的预留孔；[0077]暗挖段隧道6