[发明专利]用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构及施工方法

说明书

用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构及施工方法，涉及隧道施工领域，用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构包括布置在隧道洞口成洞面两侧的抗滑桩，预埋在抗滑桩内的钢筋套管和角钢，及设置在抗滑桩之间的管棚套拱；管棚套拱的两端与角钢焊接；管棚套拱的拱部通过插接在钢筋套管内的连接钢筋与抗滑桩连接。管棚套拱包括布设在隧道洞口成洞面的型钢拱架、间隔布设在型钢拱架顶面的孔口管和浇筑在型钢拱架的顶面与隧道洞口成洞面两侧的抗滑桩之间的空间内浇筑有混凝土。本发明解决现有技术中管棚套拱易沿隧道轴向滑移、管棚套拱易沿边坡方向滑移及管棚套拱整体下沉等，导致隧道洞顶坍塌和主体结构开裂等事故的问题。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特别是涉及用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构及施工方法。

背景技术

隧道洞口是隧道的咽喉，也是整个隧道的薄弱环节之一，洞口部位一般来说岩土体风化严重，地形和地质条件相对比较差。由于偏压地形、地表节理裂隙、地下水、降雨等不利因素，施工时易引发隧道洞口区域失稳现象，出现地表面开裂、滑动、下沉、掌子面崩塌、突出等病害，一旦病害发生，要根治这些病害，工期长，投入大、同时社会影响大。洞口段的稳定与否直接关系到隧道施工的难易与营运安全。如何在复杂地质条件下，采取有效的措施，避免洞口失稳现象发生，是设计、施工中要重点关注的问题。

在山岭隧道施工中，对于破碎松软的洞口地段常设置管棚套拱，通过搭设长管棚以进行洞口段加固。

然而，对于地质条件非常差、浅埋偏压严重地段，即使施做了长管棚，在进行暗挖施工时，也可能出现隧道洞口仰坡荷载过大，导致管棚套拱沿隧道轴向滑移；隧道洞口横坡坡度大、边坡荷载过大、偏压严重，导致管棚套拱沿边坡方向滑移。管棚套拱地基承载力较差，导致管棚套拱整体下沉等情况。进而导致隧道洞顶坍塌和主体结构开裂等事故。

发明内容

本发明的目的是提供用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构及施工方法，解决现有技术中管棚套拱易沿隧道轴向滑移、管棚套拱易沿边坡方向滑移及管棚套拱整体下沉等，导致隧道洞顶坍塌和主体结构开裂等事故的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构，包括布置在隧道洞口成洞面两侧的抗滑桩，预埋在抗滑桩内的钢筋套管和角钢，及设置在抗滑桩之间的管棚套拱；管棚套拱的两端与角钢焊接；管棚套拱的拱部通过插接在钢筋套管内的连接钢筋与抗滑桩连接。

进一步优选的技术方案：管棚套拱包括布设在隧道洞口成洞面的型钢拱架、间隔布设在型钢拱架顶面的孔口管和浇筑在型钢拱架的顶面与隧道洞口成洞面两侧的抗滑桩之间的空间内浇筑有混凝土。

进一步优选的技术方案：抗滑桩和管棚套拱通过混凝土浇筑为一体。

进一步优选的技术方案：连接钢筋的一端焊接在孔口管上，另一端插接在钢筋套管内。

进一步优选的技术方案：角钢的竖直肢的外表面与抗滑桩的内表面平齐，水平肢埋设在抗滑桩内。

进一步优选的技术方案：型钢拱架的两端焊接在角钢的竖直肢上。

进一步优选的技术方案：抗滑桩采用钢筋混凝土材料制成。

进一步优选的技术方案：型钢拱架为工字钢架。

进一步优选的技术方案：钢筋套管水平间隔预埋在抗滑桩的内侧，钢筋套管的内端面与抗滑桩的内侧面平齐。

所述的用于浅埋偏压隧道洞口的桩拱一体化防护结构的施工方法，步骤为：

步骤一，在隧道洞口成洞面两侧布置两根抗滑桩，根据边仰坡荷载，确定抗滑桩尺寸。

步骤二，抗滑桩施工时，在抗滑桩内预埋钢筋套管和角钢。