[发明专利]一种岩体梁结构及其抗底鼓变形方法和施工方法

说明书

本发明涉及铁路隧道工程建设技术领域，特别涉及一种岩体梁结构及其抗底鼓变形方法和施工方法，所述岩体梁结构包括带状设置的若干作业坑道，所述作业坑道底部随形设置隔离槽，所述隔离槽包括竖向设置的槽道，所述槽道内填充柔性介质，所述作业坑道和所述隔离槽作为边界，分隔形成梁体结构，所述梁体结构设置变形调节孔和/或配筋结构和/或预应力锚索。通过隔离水平地应力引起的底鼓变形，并利用岩体自重和抗压强度抵抗岩体底鼓变形，通过提供临空面，实现底鼓变形有效引导和控制，同时，实现岩体主动沉降，应用于隧道时，能够在隧道运营期进行灵活施工，实现岩体底鼓变形动态整治，具有良好的灵活性，具有良好的社会经济价值。

技术领域

本发明涉及铁路隧道工程建设技术领域，特别涉及一种岩体梁结构及其抗底鼓变形方法和施工方法。

背景技术

隧道内无砟轨道上拱主要源于隧道底鼓变形，隧道底鼓变形是复杂的物理力学现象，主要的原因有三种：地下水、膨胀性隧底岩体和地应力。

目前整治隧道底鼓病害的方法主要有四类：（1）通过调整隧道仰拱结构曲率和厚度，加强无砟轨道与仰拱之间的填充层和仰拱结构的配筋，从而提高隧底结构刚度，抑制隧道底鼓变形，进而控制无砟轨道上拱；（2）采用预应力长锚杆或锚索对隧道底部一定深度的隧底岩体进行锚固，同时进行注浆加固提高隧底岩体强度，以减少隧道底鼓变形，进而控制无砟轨道上拱；（3）在隧道底部仰拱外侧或仰拱与无砟轨道之间设置吸收变形的材料或结构，以吸收或隔离隧道底鼓变形，进而控制无砟轨道上拱；（4）在隧道周边设置泄压洞或泄压槽，降低隧道底部地应力水平，以释放地应力，减少底鼓变形。

但是，现有的这些方法均存在的一定的问题：（1）提高隧道底部结构刚度，在隧道这个封闭的薄壁型超静定结构中，容易引起隧道结构整体刚度失衡，底部将出现应力聚集，应力增大则变形控制难度增大，故效果十分有限；（2）提高隧道底部隧底岩体刚度，受隧底岩体节理裂隙、隧底岩体蠕变等地质因素的控制，同时预应力的分散效应也造成对深层隧底岩体的锚固效果不佳，难以达到预期目的，且同时存在预应力结构松脱风险；（3）吸收、隔离变形措施难以在有限空间内准确设置预留变形量，吸收变形的材料和结构也存在变形极限；隔离变形时难以准确判定稳定不变形的岩层；（4）释放地应力的措施则难以准确控制释放的大小及方向，容易造成隧道周边隧底岩体内的承载结构破坏。

随着我国铁路建设的发展，投入运营的铁路隧道不断增加，隧道底鼓病害出现几率不断增加，整治难度不断攀升，整治效果却不尽如人意，严重影响铁路运营安全，同时，隧道底鼓病害整治过程均会影响隧道内高铁行车，甚至需要中断行车，带来巨额运营损失，另外，上述现有的整治措施一经施工完成则难以追加整治措施，再次发生底鼓变形时只能重新施工，造成整治灵活性较低。

因此，目前亟需要一种技术方案，以实现隧道底鼓病害的减少和快速有效整治，确保铁路运营安全，减少运营损失。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有隧道底鼓病害无法有效整治，影响铁路运营安全，在隧道内中断行车进行整治将造成巨额运营损失的技术问题，提供了一种岩体梁结构及其抗底鼓变形方法和施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种岩体梁结构，包括带状设置的若干作业坑道，所述作业坑道底部随形设置隔离槽，所述隔离槽包括竖向设置的槽道，所述槽道内填充柔性介质，所述作业坑道和所述隔离槽作为边界，分隔形成梁体结构，所述梁体结构设置变形调节孔和/或配筋结构和/或预应力锚索，所述变形调节孔、所述配筋结构和所述预应力锚索与所述作业坑道连接。