[发明专利]一种消除高地压区隧道仰拱隆起的隧底结构及施工方法

说明书

本发明涉及隧道病害整治技术结构领域，具体地指一种消除高地压区隧道仰拱隆起的隧底结构及施工方法。包括仰拱和超挖回填层；超挖回填层内沿隧道横向方向间隔钻设有多组泄压孔，每组泄压孔包括多个沿隧道纵向间隔布置的泄压孔；泄压孔下端伸入到隧底下方的围岩内；仰拱上开设有多条沿隧道横向方向间隔布置的排水沟；排水沟内布置有一组钢管；钢管内填充有碎石，钢管、超挖回填层和泄压孔内的孔隙连通。本发明的隧底结构布置有序，施工工序便捷紧凑，经济环保效果显著。在预防仰拱因竖直向上高应力作用产生隆起破坏时，本方法能够有效的释放地应力和排出高水位地下水，从而消除隧道后期运营的安全隐患，达到了预防仰拱隆起治本的效果。

技术领域

本发明涉及隧道病害整治技术结构领域，具体地指一种消除高地压区隧道仰拱隆起的隧底结构及施工方法。

背景技术

在高地压区环境下，由于高应力和的共同作用，修建的隧道随着时间变化，仰拱下地应力慢慢释放会出现仰拱隆起破坏现象。为了保证隧道后期运营通车的良好条件，在隧道施工时需要采取一定的技术手段预防仰拱隆起，现有的技术方法一般有三种：隧道底面施打超长地下锚杆、抗拔桩、注浆加固。这三种技术方法是以抵抗向上的地应力为出发点进行现场施工，在一定的时间内起到了防止仰拱隆起的效果，但是随着时间的积累，围岩应力慢慢释放导致仰拱下部竖直向上地应力增大，从而产生仰拱隆起破坏，现有的技术方法只能起到治标不能治本的效果。

有专利号为“CN206092002U”的名为“一种降低既有隧道仰拱水压力的隧底结构”的中国实用新型专利介绍了一种隧底结构，通过在隧道底部布置仰拱填充层，在仰拱的中心位置纵向设置中心水沟，在中心水沟和仰拱填充层上钻设泄压孔，通过在泄压孔内安装泄压钢管，利用钢管将围岩内的地下水排出到中心水沟内，从而释放地下水压力，避免围岩内水压过高对隧道底部产生破坏。虽然该隧底结构相对简单，但是实际上由于泄压孔内安装泄压钢管并不利于地下水的排放，由于钢管只有底部和侧部设置有出口，地下水只能通过钢管侧部和底部进入到钢管内，排水速率太低，另外将开设有出水孔的钢管钻入到围岩内，无形中提高了施工难度，钢管开孔后其强度大幅度下降，不利于沉桩施工。而且实际上钢管作为一个刚性构件，并不利于地应力的消散，容易造成仰拱隆起，达不到消散地应力的目的。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术的隧底结构不利于地下水排放、也不利于地应力消散的问题，提供一种消除高地压区隧道仰拱隆起的隧底结构及施工方法。

本发明的技术方案为：一种消除高地压区隧道仰拱隆起的隧底结构，包括位于隧道底部的仰拱，其特征在于：还包括位于仰拱下方的超挖回填层；所述的超挖回填层为碎石填充的孔隙结构，超挖回填层下方围岩内钻设有多个泄压孔，多个泄压孔安装横向成排、纵向成列的阵列模式布置于隧底下方；所述的泄压孔下端伸入到隧底下方的围岩内，其上端与超挖回填层的下端持平，泄压孔内填充有碎石；所述的仰拱为浇筑于超挖回填层上的混凝土层，仰拱上开设有多条沿隧道横向方向间隔布置的排水沟；所述的排水沟为沿隧道纵向布置的集水槽，排水沟内布置有一组钢管，每组钢管包括多根沿隧道纵向间隔布置的钢管；所述的钢管内填充有碎石，钢管下端伸入到超挖回填层内，钢管、超挖回填层和泄压孔内的孔隙连通。

进一步的所述的钢管沿竖直方向贯通排水沟，下端伸入到超挖回填层，其上端高于排水沟底面低于仰拱的上端面。

进一步的所述的每根钢管在横向方向上位于相邻两个泄压孔之间，钢管与泄压孔在竖直方向上不重叠。

进一步的所述的钢管直径为20～40cm，长度为1～2m，沿隧道横向方向相邻钢管间隔4～5m，沿隧道纵向方向处于同一排水沟内的相邻钢管间隔10～15m。

进一步的所述的钢管下端伸入到超挖回填层内20～40cm，其上端伸出排水沟底面10～20cm。