[发明专利]一种用于顶部卸载时下部既有隧道的内固锚联合保护工艺

说明书

本发明公开了一种用于顶部卸载时下部既有隧道的内固锚联合保护工艺，属于既有隧道保护技术领域，包括在既有隧道与顶部卸载区域之间地层范围内进行水平加固区施作；沿地表向下部地层进行钻孔，在钻孔内置入地锚构件；对水平加固区以上的地层钻孔进行扩孔，在扩孔后钻孔内置入内部承压板和内部锁具，内部锁具顶部设置反压套管；在地锚构件外套安装顶部反压板与千斤顶，对地锚构件进行张拉施加预拉力，内部锁具对地锚构件进行锁定；进行既有隧道顶部卸载区域的施工。本发明通过在既有隧道与顶部卸载区之间设置水平加固区，并实现地层内部预应力地锚构件的施作与内部锁定，有效保障既有隧道在上方地层卸载前。

技术领域

本发明属于既有隧道保护技术领域，具体涉及一种用于顶部卸载时下部既有隧道的内固锚联合保护工艺。

背景技术

目前城市轨道交通事业发展迅猛，已开通的城市轨道交通城市数量不断增多，城市轨道交通的发展里程迅速增加。由于城市轨道交通主要位于城区之内，在其运营过程中不可避免的会面临周边土方开挖、建筑物或构筑物的拆除等作业活动。这些作业活动会改变既有隧道周边的应力环境，会对既有隧道产生一定的扰动影响，并威胁结构的安全。一旦控制不利，就会导致结构变形，甚至会诱发渗漏水病害，影响轨道交通隧道的正常运行。

在既有隧道上方卸载时，比如进行河道、基坑、沟槽等各种形式的土方开挖，或是在地表处进行建筑物和构筑物的拆除时导致的卸载，为了控制这一类的不利影响，对地层提前进行加固是目前常用的一种措施。目前常规的加固方式包括：注浆加固、水泥土搅拌桩加固与高压旋喷桩加固等方式。应注意常规的这些加固方式待其施作完毕后，在进行隧道顶部卸载区域内施工时，加固区只能被动抵抗地层变形以实现对既有隧道进行保护，属于一种被动的加固方式，只能被动的承受地层变形产生的作用力，难以从根本上杜绝顶部开挖或各种类型卸载作用导致的隧道周边应力环境改变与扰动变形影响。

发明内容

针对既有隧道上方进行开挖或拆除卸荷引起的不利影响，传统加固方式难以从根本上补偿顶部开挖或各种类型卸载作用，只能被动承受地层开挖引起的扰动变形作用，难以维持既有隧道应力环境稳定并极易导致隧道产生结构扰动变形的问题，本发明提出了一种用于顶部卸载时下部既有隧道的内固锚联合保护工艺，通过这种方式可提前借助水平加固区域和锚索在顶部卸载区域产生时，对下部的隧道产生一定的预压力，有效保障顶部卸荷前后周边应力环境的稳定，实现既有隧道结构的安全保护。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种用于顶部卸载时下部既有隧道的内固锚联合保护工艺，包括以下步骤：

在既有隧道顶部卸载前，在既有隧道与其顶部卸载区域之间地层范围内进行水平加固区施作；

在既有隧道上方沿地表向下部地层进行钻孔，在钻孔内置入地锚构件；

沿地表对水平加固区以上的地层钻孔进行扩孔，在扩孔后钻孔内置入内部承压板和内部锁具，内部锁具顶部设置反压套管；

沿地表处，在地锚构件外套装顶部反压板与中空千斤顶，对地锚构件进行张拉施加预拉力，内部锁具对地锚构件进行锁定，移除顶部反压板、中空千斤顶与反压套管；

依次重复上述过程，完成所有地锚构件预拉力的施加与水平加固区顶部处的内部锚固；

进行既有隧道顶部卸载区域的施工，并截除水平加固区以上施工揭露的地锚构件。

作为进一步的技术方案，水平加固区的施作方式采用袖阀管注浆加固或水泥土搅拌加固或高压旋喷加固进行施作；水平加固区的水平宽度范围，大于既有隧道顶部卸载区域范围，同时也大于既有隧道的横断面宽度范围。

作为进一步的技术方案，水平加固区的所需厚度与所需加固强度，通过全过程正交数值模拟比选确定，具体过程如下：

根据既有隧道顶部卸载工程，设计考虑不同水平加固区厚度与不同加固强度的正交试验方案；