[发明专利]湿陷性黄土隧道施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑物的地下结构物技术领域，具体涉及一种湿陷性黄土隧道施工方法。

背景技术

湿陷性黄土的孔隙比一般在1.0左右或更大，但由于在颗粒间具有较强的联结作用，故在天然干燥的状况下可承受一定的荷重，承载力较高，变形量也较小。但是，当湿陷性黄土浸水后，在自重或一定荷载作用下，土的结构迅速破坏而产生显著的附加下沉，以致其上路面沉陷以及其上的建筑物受损。湿陷性黄土地区的隧道，一方面由于隧道衬砌的存在，在隧道洞宽范围内形成一道隔水层阻止上覆地层自地表浸入水份的竖向渗入运动，从而形成局部止水结构面，使隧道衬砌之上的黄土含水量逐渐增大，导致这部分黄土发生湿陷性沉降。随着地表水的逐年不断入渗，黄土湿陷向上发展，最终导致地表的湿陷沉降；另一方面隧道下面的地基若为湿陷性黄土，一旦该部分黄土发生湿陷，隧道产生不均匀沉降，隧道衬砌内力增大，超过衬砌的极限承载力时隧道衬砌结构即发生破坏。因此，为保证湿陷性黄土地区隧道的安全和正常使用，提出一种在湿陷性黄土区既能保证隧道上覆地层不发生湿陷性沉降，又保证隧道衬砌的安全稳定的隧道综合治理技术十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种湿陷性黄土隧道施工方法，能保证湿陷性黄土区隧道上覆地层不发生湿陷性沉降，且隧道衬砌安全稳定。

本发明所采用的技术方案是，一种湿陷性黄土隧道施工方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤1、开挖隧道前，首先在隧道正上方路面以下一定距离设置隔水层，并在路面和隔水层之间铺设砂石层；

步骤2、采用双导洞法开挖隧道，先开挖隧道左右两侧的侧导洞，在两个侧导洞内分别施做钢拱架临时支护；然后沿两个侧导洞的底部分别向下土层中均匀设置混凝土桩，混凝土桩的底部深入到隧道下方的非湿陷性土层上；

步骤3、向相邻两个混凝土桩之间的土层中注入乳化沥青，并在相邻两个混凝土桩之间形成截渗屏障，截渗屏障的走向与隧道走向一致；

步骤4、在两个侧导洞的侧轮廓面喷混凝土层并形成拱墙初期衬砌，并使该拱墙初期衬砌与其底部对应混凝土桩的桩顶连接为一个整体；

步骤5、分上下台阶法开挖中洞，具体为：

首先，开挖中洞上台阶，并在形成的拱顶上喷混凝土层以形成拱顶初期衬砌；然后，开挖中洞下台阶，并在形成的仰拱上喷混凝土层以形成仰拱初期衬砌；使拱墙初期衬砌、拱顶初期衬砌以及仰拱初期衬砌连接为一个整体，并形成封闭环状初期衬砌；

步骤6、拆除两个临时支护，依次浇筑仰拱，拱墙，拱顶形成隧道二次衬砌。

步骤1中，隔水层为素土夯实而成，砂石层使用砂土、碎石或粗砂制作。

步骤1中，隔水层底部距离路面为1m～1.2m，隔水层的厚度为27cm～33cm，砂石层的厚度为27cm～33cm。

步骤2中，各混凝土桩均为挖孔混凝土灌注桩或静压混凝土预制桩。

步骤3中，在相邻两个混凝土桩之间竖直压入乳化沥青注浆孔，乳化沥青注浆孔内设置有依次连接的多段乳化沥青注浆管，相邻两个乳化沥青注浆管端部分别设置有相互配合的沥青注浆管承插内口或沥青注浆管承插外口，各乳化沥青注浆管包括中间圆管以及两个劈尖管，两个劈尖管固定连接在中间圆管的两侧且与该中间圆管相连通，两个劈尖管的远端均匀开有用于形成截渗屏障的多个乳化沥青注浆管槽孔。

本发明湿陷性黄土隧道施工方法的有益效果是，通过对隧道上覆湿陷性黄土和隧道下覆湿陷性黄土使用不同的处理方法，能保证隧道上覆地层不发生湿陷性沉降，又保证隧道衬砌的安全稳定，是一种湿陷性黄土地区隧道的综合治理施工技术。

附图说明

图1是本发明中阻水层、砂石层和隧道初期衬砌的位置关系示意图；

图2是本发明中截渗屏障和混凝土桩的位置关系示意图；

图3是本发明中乳化沥青注浆管的结构示意图；

其中，1.路面，2.阻水层，3.砂石层，4.侧导洞，5.临时支护，6.混凝土桩，7.非湿陷性土层，8.截渗屏障，9.隧道初期衬砌，10.隧道二次衬砌，11.乳化沥青注浆管，12.沥青注浆管承插内口，13.沥青注浆管承插外口，14.乳化沥青注浆管槽孔。

具体实施方式

本发明湿陷性黄土隧道施工方法，按照以下步骤进行：

步骤1、开挖隧道前，首先在隧道正上方路面1以下一定距离设置隔水层2，并在路面1和隔水层2之间铺设砂石层3。