[发明专利]一种高寒区浅埋偏压软弱围岩隧道洞口施工及防护方法

说明书

本发明公开了一种高寒区浅埋偏压软弱围岩隧道洞口施工及防护方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、通过洞顶对围岩（土体）进行注浆加固；步骤二、开挖明洞基坑进行边坡挂网喷锚支护；步骤三、钻孔或挖孔，桩孔内下钢筋笼灌注混凝土；步骤四、架设型钢拱架，绑扎导向墙钢筋并模筑混凝土；步骤五、安装大管棚注浆，模筑钢筋混凝土明洞结构；步骤六、明洞基坑分层填筑，地表恢复原土；步骤七、暗挖段采用临时仰拱三台阶开挖。该方法通过地表注浆、超前大管棚、导向墙和明洞结构相结合形成整体洞口支护结构，能够对洞口边坡软弱土体段进行加固支护，避免开挖过程出现边坡滑塌、洞内的塌方与冒顶、导向墙的开裂与倾覆和初期衬砌侵限或垮塌。

技术领域

本发明属于寒区隧道施工技术领域，涉及一种高寒区浅埋偏压软弱围岩隧道洞口施工及防护方法。

背景技术

随着我国工程建设的迅猛发展，修建山岭隧道时普遍使用新奥法施工。我国山岭隧道施工秉承“早进洞，晚出洞”的原则，同时隧道选址的复杂性，隧道洞口避免不了出现浅埋、偏压、软弱地层或破碎断裂带等不良地质的情况。在这类地质条件下隧道洞口进行开挖作业，如未对不良地质进行加固及处理，或仅采用传统隧道洞口进洞施工方法，不予相应的施工方法调整，极易出现隧道洞口边坡失稳，造成隧道明暗挖交界处的导向墙倾覆，洞顶地表大范围沉降、开裂。尤其对于高纬度季节性冻土地区，隧道工程浅埋洞口围岩处于冻融环境，如洞口开挖施工正遇冻土融化期，又遇强富水地层并存在渗流现象，围岩强度迅速降低，如强风化泥质砂岩、遇水膨胀性土质围岩变形大、地层中存在软弱夹层等，导致开挖后稳定性极差，围岩和隧道结构变形和受力迅速加大，大管棚超前支护失效与初期支护坍塌侵限，极大地影响了隧道工程的整体施工进度和质量。

发明内容

为了解决常规施工方法存在效率低、施工过程中洞顶塌方与洞门边墙处滑坡等安全隐患，无法保证施工质量和工期的问题，本发明提供了一种高寒区浅埋偏压软弱围岩隧道洞口施工及防护方法。该方法通过地表注浆、超前大管棚、导向墙和明洞结构相结合形成整体洞口支护结构，能够对洞口软弱围岩（土体）段进行加固支护，确保了开挖过程中不会发生边坡滑塌、洞内塌方和冒顶、导向墙开裂与倾覆、初期锚喷衬砌侵限或垮塌等施工风险。本发明中，隧道洞口的围岩级别为Ⅴ和Ⅵ级，均为土体或强风化岩体等软弱围岩。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高寒区浅埋偏压软弱围岩隧道洞口施工及防护方法，包括如下步骤：

步骤一、通过洞顶对围岩（土体）进行注浆加固。

本步骤中，通过在洞顶地表向下打入多根袖阀管注浆进行洞顶地表加固施工，通过在洞顶地表向下打入多根注浆袖阀管，能够替代钻杆进行快速成孔，使用操作方便，且不存在塌孔现象，同时便于精确控制袖阀管定位。

本步骤中，洞顶注浆袖阀管的位置沿隧道纵向和横向分布呈梅花形布置，间距2m×2m，袖阀管注浆加固范围为隧道开挖轮廓外5m。打入深度随隧道埋置深度调节，实现了隧道洞周围岩（土体）加固并提高了围岩（土体）的稳定性。

本步骤中，袖阀管套壳料采用膨胀土：水泥：水的质量比例为1.5:2:2；注浆材料水泥浆的水灰比为0.8~1.1。

步骤二、开挖明洞基坑进行边坡挂网喷锚支护。

本步骤中，隧道明挖段临时基坑边坡进行挂网锚喷支护，单级刷坡坡度超过10m应分台阶开挖。降低了施工难度，分级放坡时每级设置缓台有利于明挖施工。边坡采用挂网喷射支护，支护紧跟开挖施工可缩短明挖工期。明挖临时基坑为隧道明洞结构提供了足够的施工场地。

步骤三、钻孔或挖孔，桩孔内下钢筋笼灌注混凝土。

本步骤中，在明挖段临时基坑的基础上施作钻孔灌注桩或人工挖孔桩。桩基沿隧道轴线依次设置在明洞和导向墙下部两侧，其间距S根据洞口软弱围岩情况而定。

步骤四、架设型钢拱架，绑扎导向墙钢筋并模筑混凝土。