[发明专利]一种基于大型岩溶顶板的隧道底部回填路基沉降预压方法

说明书

本发明公开了一种基于大型岩溶顶板的隧道底部回填路基沉降预压方法，在隧道结构初支和二衬封顶前，通过钢管立柱、千斤顶等构件建立预压系统，钢管立柱布置在回填体表层路基混凝土板上，其上安装千斤顶，千斤顶支撑在溶洞顶板上，通过千斤顶加载获得预压反力，为增加钢管立柱稳定性，在钢管内充填细砂，由此对溶洞内回填地基进行预压加固，加速沉降。本技术利用隧道稳定顶板为地基预压施加反力，通过安装钢管立柱连接千斤顶等构件实现顶板对于地基的反力作用，通过调节千斤顶改变预压荷载大小，通过建立预压系统实现非均布预压、分阶段预压等加载方式。

技术领域

本发明属于地基施工领域，具体涉及一种基于大型岩溶顶板的隧道底部回填体预压方法。

背景技术

随着地基处理技术的发展，应对沉降变形的施工方式呈现多样化。其中，堆载预压法具有施工简单，材料易取等特点。现有的施工技术包括传统的堆载预压、分级堆载预压以及真空预压。随着铁路建设里程增加，铁路隧道数量也不断增加，穿越可溶性岩体的隧道越来越多，特别是在中国西南地区修建的隧道，经常揭露大型溶洞，对于高位穿越隧道，路基回填处理是较为简单经济的处理方法。路基回填施工后，路基回填面临较大工后沉降，需要在施工期加速沉降，以便运营期隧道沉降稳定。采用堆载预压是回填路基常用的沉降处理措施，但由于隧道内空间的局限性，传统的堆载预压及分级堆载预压实施起来效果有限，往往不能达到需求的预压值，且堆卸载实施起来比较困难。真空预压等其他方法也不易实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种顶板稳定隧道的地基预压方式，使其不仅能在有限的空间内准确达到预压荷载设计值，而且能依据现场需求提供多种预压加载形式，实现精准、高效、多样加载。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于大型岩溶顶板的隧道底部回填路基沉降预压方法，在隧道路基板上布置成排钢管立柱，在每个所述的钢管立柱内灌注细砂，在所述钢管立柱顶部安装千斤顶，所述的千斤顶以溶洞顶板为稳定支撑获得预压反力，对路基板下回填路基进行预压加载，最终达到路基沉降加速完成及隧道运行后沉降稳定的目的。

进一步的，所有的千斤顶统由一个控制系统进行控制，既可以同时加载，又可以分步、分级加载；既可以等压力加载，也可以不等压力加载。

进一步的，所述的不等压加载方式：将预压加载与沉降数据结合，沉降小的地方采用大加载压力，沉降大的地方采用小压力加载；做到按需预压，从而调节路基板的不均匀沉降，使路基板整体沉降满足使用要求，各部分沉降变化为相同结果。

进一步的，所述的分步、分级加载的方式，根据隧道设计核算出隧道初支、二衬仰拱、二衬拱墙、轨道板的荷载，按照施工工序分级加载，相当于完全模拟隧道施工过程中沉降，有助于提前发现不可预测的沉降等技术问题；同时可以依据隧道设计计算出隧道内设备总重、列车满载时总重，利用预压系统分阶段进行加载，模拟隧道运营过程中的沉降状况，有助于提前发现隧道通车后可能产生的沉降问题。

进一步的，在隧道内，每2m×2m范围内布置一个钢管立柱；放线布点以后，在路基板上安装立柱底盘作为预压载荷板，在所述的预压载荷板上固定安装钢管立柱。

进一步的，所述的钢管立柱包括多段，其中各段钢管立柱通过接头连接。

进一步的，在所述的钢管立柱上端设置灌砂口，下端设置排砂口；预压系统连接完成后，从灌砂口向钢管立柱内灌注细砂，以增强立柱稳定性，提升立柱整体刚度，方便千斤顶预压，同时细砂可作为预压荷载的一部分；预压后打开排砂口放出细砂，可方便回收钢管。

进一步的，在所述的千斤顶上加装作动器，从而实现振动预压，模拟高速列车振动荷载对地基的扰动沉降。

进一步的，所述千斤顶的预压条件为：大型溶洞在长期发育过程中形成了稳定顶板或在施工过程中形成人工稳定顶板；路基回填到一定高度后，回填体与溶洞顶板之间距离应适宜。