隧道底部成拱的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道工程領(lǐng)域，具體涉及一種隧道底部成拱的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在圍巖較差地段的隧道中，為解決隧道底部隆起變形的問題及改善隧道上部支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力條件，通常會(huì)在隧道底部設(shè)置仰拱。仰拱呈反向的拱形結(jié)構(gòu)，是隧道結(jié)構(gòu)的主要組成部分之一，它一方面要將隧道上部的地層壓力通過隧道邊墻結(jié)構(gòu)或?qū)⒙访嫔系暮奢d有效的傳遞到地下，另一方面能夠有效的抵抗隧道下部地層傳來(lái)的反力，克服了隧道底部隆起變形的問題。仰拱設(shè)置于隧道底部的路基面以下，采用傳統(tǒng)的施工方法成拱，需要對(duì)路基面以下部分開挖，然后施工仰拱，再進(jìn)行路基面與仰拱之間的充填，最后在路基面上施工路面。
[0003]原有技術(shù)對(duì)隧道底部開挖設(shè)置仰拱的方法存在以下缺陷:
[0004]①、隧道仰拱施工使隧道的開挖斷面增大，開挖會(huì)擾動(dòng)圍巖，不利于圍巖穩(wěn)定。向下開挖仰拱，不但擾動(dòng)了兩側(cè)邊墻的圍巖，使兩側(cè)邊墻圍巖出現(xiàn)松弛，并出現(xiàn)擠出變形，而且使隧道兩側(cè)邊墻支護(hù)的鋼架出現(xiàn)懸空，導(dǎo)致鋼架及初期支護(hù)下沉，懸空的鋼架及噴砼支護(hù)殼體從“正能量”轉(zhuǎn)化為“負(fù)能量”，從而誘發(fā)隧道大變形及塌方。
[0005]②、隧道底部開挖后再回填的方式本身就是一種軟基礎(chǔ)置換法，置換后成為一個(gè)強(qiáng)度較高的鋼筋砼或砼倒拱，這沒有充分利用巖土體的自承能力，施工不經(jīng)濟(jì)。
[0006]③、仰拱位于隧道的底部，隧道底部是隧道施工過程中的施工道路，也是水流經(jīng)過的地方，開挖的仰拱易積水，積水浸泡軟弱破碎圍巖的“墻根”，這很容易誘發(fā)軟巖大變形，很多隧道變形及塌方是和開挖仰拱相關(guān)的。
[0007]④、隧道仰拱開挖切斷施工通道，影響洞內(nèi)施工，可操作性差，制約施工進(jìn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不需要對(duì)隧道底部開挖就能夠在隧道底部形成仰拱結(jié)構(gòu)的隧道底部成拱的施工方法。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:隧道底部成拱的施工方法，包括以下步驟:
[0010]a、隧道拱、墻開挖并完成初期支護(hù)，初期支護(hù)包括安裝在隧道內(nèi)的多榀鋼架，在與每榀鋼架下部相對(duì)應(yīng)的隧道左右兩側(cè)墻腳內(nèi)分別設(shè)置一組鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管；
[0011]b、將各鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管分別與各自相對(duì)應(yīng)的鋼架焊接固定；
[0012]C、按照在同一隧道橫截面內(nèi)注漿深度由中間向兩邊依次遞減的方式對(duì)隧道路基頂面以下的巖土體進(jìn)行多點(diǎn)位注漿，并向每個(gè)點(diǎn)位中注入特定量的漿液，使得由漿液加固后的巖土體形成反向拱形結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的是，a步驟中，兩根鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管為一組，且設(shè)置在隧道左右兩側(cè)墻腳內(nèi)的鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管兩兩對(duì)稱。
[0014]進(jìn)一步的是，a步驟中，設(shè)置鎖腳導(dǎo)管的方式為:在隧道左右兩側(cè)墻腳需要設(shè)置鎖腳導(dǎo)管的部位分別鉆孔，鉆孔后分別將鎖腳導(dǎo)管插入孔內(nèi)，并利用鎖腳導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固隧道左右兩側(cè)墻腳部位的巖土體；設(shè)置鎖腳錨桿的方式為:將鎖腳錨桿直接鉆進(jìn)隧道左右兩側(cè)墻腳內(nèi)后，利用鎖腳錨桿注漿。鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管均起到加固圍巖和鎖定鋼架，約束隧道變形的作用。
[0015]進(jìn)一步的是，a步驟中，所述鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管沿水平向下30°?45°角設(shè)置，且鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管插入孔內(nèi)后不交叉。
[0016]進(jìn)一步的是，所述鎖腳錨桿為自進(jìn)式中空注漿錨桿，所述鎖腳導(dǎo)管為注漿鎖腳小導(dǎo)管。
[0017]進(jìn)一步的是，c步驟中，先從隧道路基頂面向下打多個(gè)孔，打孔后分別在各孔內(nèi)插入注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿；所述注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿的周壁上設(shè)有多個(gè)漿液溢出孔，并且位于隧道同一橫截面內(nèi)的注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿的下端構(gòu)成向上的拱形；然后，利用注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿向巖土體內(nèi)注入特定量的漿液。
[0018]進(jìn)一步的是，c步驟中，位于隧道同一橫截面內(nèi)的注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿，相鄰兩根之間的間距為50?150cm ;每根注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿的注漿量為 50 ?250Kgo
[0019]進(jìn)一步的是，所述注漿小導(dǎo)管的長(zhǎng)度為2?4m，所述自進(jìn)式中空注漿錨桿的長(zhǎng)度為3?4.5mο
[0020]進(jìn)一步的是，c步驟還包括向隧道兩側(cè)邊墻底部的巖土體內(nèi)注入漿液進(jìn)行加固，形成隧道邊墻底部的擴(kuò)大基礎(chǔ)，并使與鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管錨固在一起的巖土體和反向拱形結(jié)構(gòu)的巖土體連接在一起。
[0021]進(jìn)一步的是，還包括d步驟和e步驟；
[0022]d、在隧道路面施工前，先在隧道路基頂面與隧道邊墻襯砌接觸面鋪設(shè)單層或雙層鋼筋網(wǎng)，并使鋼筋網(wǎng)與注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿外露端部焊接固定，然后澆筑厚度為30?70cm的砼，形成鋼筋砼地梁；
[0023]e、在鋼筋砼地梁頂面靠近隧道邊墻砼二次襯砌的部位預(yù)留接茬鋼筋，使接茬鋼筋與隧道內(nèi)的襯砌鋼筋連接在一起，形成閉合拱圈。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:通過鋼架與鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管提高了圍巖的穩(wěn)定性，便于隧道底部的施工；通過向隧道路基頂面以下的巖土體內(nèi)注入漿液進(jìn)行加固，不需要對(duì)隧道底部開挖，減小了隧道開挖斷面，不會(huì)擾動(dòng)圍巖，充分利用了巖土體的力學(xué)性能，并使隧道底部的巖土體得到了加固，提高了巖土體的承載能力；通過特定方式注入特定量的漿液，注漿量可控，并使得加固后的巖土體形成反向拱形結(jié)構(gòu)，避免了隧道底部隆起變形，也改善了隧道上部支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力條件。該方法還具有施工操作簡(jiǎn)便，可行性強(qiáng)，施工過程中及施工完成后的結(jié)構(gòu)安全性高，施工進(jìn)度快，工程成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0025]圖1是應(yīng)用本方法施工的隧道的某一處橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是隧道底部注漿時(shí)注漿小導(dǎo)管或自進(jìn)式中空注漿錨桿的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中標(biāo)記為:鋼架1、鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0029]結(jié)合圖1和圖2所示，隧道底部成拱的施工方法，包括以下步驟:
[0030]a、隧道拱、墻開挖并完成初期支護(hù)，初期支護(hù)包括安裝在隧道內(nèi)的多榀鋼架1，在與每榀鋼架I下部相對(duì)應(yīng)的隧道左右兩側(cè)墻腳內(nèi)分別設(shè)置一組鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2 ;設(shè)置鎖腳導(dǎo)管2時(shí)，先在隧道左右兩側(cè)墻腳需要設(shè)置鎖腳導(dǎo)管2的部位分別鉆孔，鉆孔后分別將鎖腳導(dǎo)管2插入孔內(nèi)，并利用鎖腳導(dǎo)管2進(jìn)行注漿加固隧道左右兩側(cè)墻腳部位的巖土體；設(shè)置鎖腳錨桿2時(shí)，將鎖腳錨桿2直接鉆進(jìn)隧道左右兩側(cè)墻腳內(nèi)后，利用鎖腳錨桿2注漿即可；鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2作為注漿導(dǎo)體，用于向巖土體內(nèi)注入漿液以加固隧道兩側(cè)墻腳內(nèi)的巖土體；通過注漿泵的壓力使?jié){液通過鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2滲入、擴(kuò)散到巖層孔隙或裂隙中，漿液填充巖土體內(nèi)孔隙或裂隙內(nèi)，改善了巖土體的物理力學(xué)性能；鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2適應(yīng)鋼架I布設(shè)，設(shè)置位置位于兩側(cè)隧道墻腳的鋼架底部；
[0031]b、將各鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2分別與各自相對(duì)應(yīng)的鋼架I焊接固定；一般的，將鎖腳錨桿或鎖腳導(dǎo)管2外露的端部與鋼架I焊接在一起，鎖定鋼架1，這樣設(shè)置進(jìn)一步強(qiáng)化了隧道內(nèi)的初期支護(hù)；
[0032]C、按照在同一隧道橫截面內(nèi)注漿深度由中間向兩邊依次遞減的方式，對(duì)隧道路基頂面以下的巖土體進(jìn)行多點(diǎn)位注漿，并向每個(gè)點(diǎn)位中注入特定量的漿液，使得由漿液加固后的巖土體形成反向拱形結(jié)構(gòu)；結(jié)合圖2所示，通常先從隧道路基頂面向下打多個(gè)孔，多個(gè)孔通常以位于隧道同一橫截面的孔為一排，并在隧道內(nèi)設(shè)置多排，任意相鄰的兩排孔錯(cuò)位布置，且每一排的打孔深度由隧道橫截面的中部向兩邊依次遞減；通常在每一榀