[01499377]浅埋偏压隧道围岩破碎段开挖防护结构及施工方法

1.课题来源与背景 随着我国经济建设的高速发展以及新一轮西部人开发和“一帶一路”战略的推进,交通基础设施投入不断加大,特别是高速公路、高速铁路进入山区后,隧道工程大量修建。这些隧道大部分沿河、傍山布线,沿线往往存在围岩破碎、地形偏压等不利工况,其全存在滑坡的可能。偏压会造成隧道的不平衡受力,轻则致使隧道拱圈变形,重则破坏隧道结构;尤其是岩体破碎、风化严重的浅理段,成拱能力差,上覆围岩受开挖扰动后极易造成滑坡、坍塌等地质灾害的发生,从而导致隧道开挖掘进困难,影响隧道正常施工和运营,威胁人民生命财产安全。如何利用较为有效的防护结构确保隧道施工运营安全,是浅埋偏压隧道国岩破碎段施工经常面临的问题。 2.技术原理及性能指标 本发明的工作原理是: （1）抗滑原理:抗滑桩和浆固层起到了抵抗边坡下滑力和加固周边岩土体的作用;注浆加固连梁和斜梁实现了深理侧抗滑桩的力传递到浅理侧抗淆桩,并加固了隧道开挖轮廓顶部的岩土休;微型桩加固了隧底的破碎岩土体,提高了地基承载力;各构件共同作用,形成较为稳定的隧道开挖区域,保证隧道施工的安全。（2） 初始衬砌原理:通过注浆嘴向抗滑桩和注浆加固连梁周围注浆,在隧道开挖轮廓周围形成了浆固层,起到了初始村砌的作用,提高了破碎围岩的稳定性。（3）破碎岩土体的注浆加固原理:通过处形钢管内壁的注浆嘴和圆形钢管内的注浆嘴向山体内压力注浆,在抗滑桩和注浆加固连梁周围形成浆固层,有效普强了隧道设计斯面周边破碎岩土体的整体性,显著提升隧道开挖斯面的稳定性和安全性。（④）护壁原理:开挖抗滑桩桩孔时,边开挖边插入矩形钢管,起到了护壁作用,有效防止了松散岩块掉落。 3.技术的创造性与先进性 本发明的有益效果:（1）隧道洞身两侧设置抗滑桩,抗滑桩嵌固在稳定地层中,平衡了地形造成的偏压力,提高了山体侧而边坡的稳定性;（2）通过注浆嘴压力注浆,在抗滑桩桩周形成浆固层,即起到了与抗滑桩共同抗滑的作用,也改善了周围破碎岩体的物理力学性质,有效增强了支护结构周边破碎岩土体的整体,减小了支护结构承受的侧压力;（3）注浆加固连梁和斜梁,增加了隊道两侧抗滑桩的整体性,有助手增强拱顶破碎围岩的稳定性,可防止开挖时发生拱顶塌落; （4）矩形钢管和圆形钢管在桩孔开挖过程中护壁作用,在浇筑混凝上阶段又有模板作用,矩形钢管内插入工字钢和圆形钢管协同作用组成了整个防护结构的骨架;（5）在隧底设置微型桩,提高了隧道地基的承载能力。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 现已掌握本成果的工艺流程,广泛适用于浅埋偏压隧道围岩破碎段开挖施工时的防护,施工简单,性能可靠,能有效解决隧道工程领域的技术问题。 5.应用情况及存在的问题 本发明在隧道开挖前形成防护结构,能够显著提高隧道侧面山坡的稳定性,平衡偏压力,有效预防浅埋偏压隧道在开挖过程中的滑移和拱顶塌落。 6.历年获奖情况 无。