[发明专利]隧道底部成拱的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道工程领域，具体涉及一种隧道底部成拱的施工方法。

背景技术

在围岩较差地段的隧道中，为解决隧道底部隆起变形的问题及改善隧道上部支护结构的受力条件，通常会在隧道底部设置仰拱。仰拱呈反向的拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，另一方面能够有效的抵抗隧道下部地层传来的反力，克服了隧道底部隆起变形的问题。仰拱设置于隧道底部的路基面以下，采用传统的施工方法成拱，需要对路基面以下部分开挖，然后施工仰拱，再进行路基面与仰拱之间的充填，最后在路基面上施工路面。

原有技术对隧道底部开挖设置仰拱的方法存在以下缺陷：

①、隧道仰拱施工使隧道的开挖断面增大，开挖会扰动围岩，不利于围岩稳定。向下开挖仰拱，不但扰动了两侧边墙的围岩，使两侧边墙围岩出现松弛，并出现挤出变形，而且使隧道两侧边墙支护的钢架出现悬空，导致钢架及初期支护下沉，悬空的钢架及喷砼支护壳体从“正能量”转化为“负能量”，从而诱发隧道大变形及塌方。

②、隧道底部开挖后再回填的方式本身就是一种软基础置换法，置换后成为一个强度较高的钢筋砼或砼倒拱，这没有充分利用岩土体的自承能力，施工不经济。

③、仰拱位于隧道的底部，隧道底部是隧道施工过程中的施工道路，也是水流经过的地方，开挖的仰拱易积水，积水浸泡软弱破碎围岩的“墙根”，这很容易诱发软岩大变形，很多隧道变形及塌方是和开挖仰拱相关的。

④、隧道仰拱开挖切断施工通道，影响洞内施工，可操作性差，制约施工进度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不需要对隧道底部开挖就能够在隧道底部形成仰拱结构的隧道底部成拱的施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：隧道底部成拱的施工方法，包括以下步骤：

a、隧道拱、墙开挖并完成初期支护，初期支护包括安装在隧道内的多榀钢架，在与每榀钢架下部相对应的隧道左右两侧墙脚内分别设置一组锁脚锚杆或锁脚导管；

b、将各锁脚锚杆或锁脚导管分别与各自相对应的钢架焊接固定；

c、按照在同一隧道横截面内注浆深度由中间向两边依次递减的方式对隧道路基顶面以下的岩土体进行多点位注浆，并向每个点位中注入特定量的浆液，使得由浆液加固后的岩土体形成反向拱形结构。

进一步的是，a步骤中，两根锁脚锚杆或锁脚导管为一组，且设置在隧道左右两侧墙脚内的锁脚锚杆或锁脚导管两两对称。

进一步的是，a步骤中，设置锁脚导管的方式为：在隧道左右两侧墙脚需要设置锁脚导管的部位分别钻孔，钻孔后分别将锁脚导管插入孔内，并利用锁脚导管进行注浆加固隧道左右两侧墙脚部位的岩土体；设置锁脚锚杆的方式为：将锁脚锚杆直接钻进隧道左右两侧墙脚内后，利用锁脚锚杆注浆。锁脚锚杆或锁脚导管均起到加固围岩和锁定钢架，约束隧道变形的作用。

进一步的是，a步骤中，所述锁脚锚杆或锁脚导管沿水平向下30°～45°角设置，且锁脚锚杆或锁脚导管插入孔内后不交叉。

进一步的是，所述锁脚锚杆为自进式中空注浆锚杆，所述锁脚导管为注浆锁脚小导管。

进一步的是，c步骤中，先从隧道路基顶面向下打多个孔，打孔后分别在各孔内插入注浆小导管或自进式中空注浆锚杆；所述注浆小导管或自进式中空注浆锚杆的周壁上设有多个浆液溢出孔，并且位于隧道同一横截面内的注浆小导管或自进式中空注浆锚杆的下端构成向上的拱形；然后，利用注浆小导管或自进式中空注浆锚杆向岩土体内注入特定量的浆液。

进一步的是，c步骤中，位于隧道同一横截面内的注浆小导管或自进式中空注浆锚杆，相邻两根之间的间距为50～150cm；每根注浆小导管或自进式中空注浆锚杆的注浆量为50～250Kg。

进一步的是，所述注浆小导管的长度为2～4m，所述自进式中空注浆锚杆的长度为3～4.5m。

进一步的是，c步骤还包括向隧道两侧边墙底部的岩土体内注入浆液进行加固，形成隧道边墙底部的扩大基础，并使与锁脚锚杆或锁脚导管锚固在一起的岩土体和反向拱形结构的岩土体连接在一起。

进一步的是，还包括d步骤和e步骤；

d、在隧道路面施工前，先在隧道路基顶面与隧道边墙衬砌接触面铺设单层或双层钢筋网，并使钢筋网与注浆小导管或自进式中空注浆锚杆外露端部焊接固定，然后浇筑厚度为30～70cm的砼，形成钢筋砼地梁；