[實用新型]一種山區公路隧道洞口臨界邊坡預平衡穩定控制結構

有效

• 申請號: 201720660975.6
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN207018004U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 朱漢華;鄧之友;陳孟沖
• 申請（專利權）人: 寧波市交通規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21D11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高,傅朝棟

技術領域

本實用新型屬于施工方法領域，具體涉及一種山區公路隧道洞口臨界邊坡預平衡穩定控制結構。

背景技術

我國修建的部分山區公路隧道因規劃要求，需要穿越高陡的臨界邊坡，設計規范強調按新奧法設計施工，但新奧法隱含適用條件是山體整體穩定，僅僅研究圍巖穩定性問題。當山區公路隧道因規劃要求，需要穿越洞口高陡臨界邊坡時，現有的設計施工往往忽視了洞口高陡邊坡穩定性問題，有時造成洞口施工坍塌甚至傷亡事故。目前，有較多邊坡滑坍風險的防治方法，如錨桿或錨索加固、抗滑樁支檔、挖除滑移塊卸載加固及延長明洞等。但這些方法都是在出現滑塌征兆或者事故之后才開始采取措施，此時修復不僅浪費人力財力，還容易引發二次事故。因此，在隧道修建的同時預先對洞口進行臨界邊坡預平衡穩定控制具有更重要的現實意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決隧道洞口臨界邊坡巖體較差時容易發生隧道施工坍塌的問題，并提供一種山區公路隧道洞口臨界邊坡預平衡穩定控制結構，防止臨界邊坡設計與施工力學之間的穩定平衡問題出現偏差。

本實用新型所采用的具體技術方案如下：

山區公路隧道洞口臨界邊坡預平衡穩定控制結構，在待開挖隧道進出洞口的邊坡背離山體一側設置坡腳支護擋墻，在隧道洞頂的坡面上填土石方層，土石方層一側搭接于坡腳支護擋墻上，由坡腳支擋結構提供側向山體方向的支撐平衡力；所述的土石方層和/或坡腳支護擋墻底部通過錨桿錨固于山體中；待開挖隧道進出洞口的圍巖中沿著隧道輪廓線外緣間隔打設有超前管棚，超前管棚中注滿水泥砂漿，在隧道護拱位置處開挖的槽形基礎上澆筑有鋼筋混凝土護拱，超前管棚與護拱結合成整體作為隧道超前預支護結構。

高陡的臨界邊坡在隧道開挖過程中，容易造成原有的邊坡力學平衡體系遭到破壞，而隧道開挖過程中，部分山體被挖除后會導致此處有足夠的力支撐剩余山體的外擴，山體的作用力一方面會造成力學失穩造成邊坡坍塌，另一方面會給長期后續建造的隧道施加側向外擴力，久而久之導致隧道護拱等結構出現損傷甚至坍塌風險。本實用新型中，在隧道開挖之前通過縱向和側向兩方面對高陡臨界邊坡進行了預平衡穩定控制：一方面在隧道進出洞口處山體一側設置了坡腳支護擋墻，并以坡腳支護擋墻為支撐在洞口上方覆蓋土石方層，由此使土石方層在坡腳支擋結構提供的側向山體方向的支撐平衡力的作用下，向新建隧道施加了阻止山體外擴的反向支撐力，使隧道處的山體形成力學平衡體系，控制洞口邊坡滑坍風險；另一方面超前管棚+護拱支護零開挖進洞的預平衡穩定控制方案，進一步起到預先整體穩定洞口高陡臨界邊坡作用。經過上述預平衡穩定控制，隧道在開挖過程中即使邊坡處于臨界穩定狀態，也能夠保持受力平衡體系，不會出現坍塌風險。

作為優選，隧道輪廓線內的掌子面上開設有上下臺階，上臺階比下臺階超前，上下臺階均留有核心土；已開挖的隧道中設置有初期支護，用于承擔全部圍巖荷載。這種施工方法，使得隧道分部開挖支護施工接近設計要求的平面力學問題，減少對洞口高陡臨界邊坡的擾動作用，起到輔助穩定洞口高陡臨界邊坡作用。

作為優選，所述的坡腳支護擋墻采用抗滑擋墻或抗滑樁。

作為優選，所述的超前管棚外緣以2～10°傾角設置，鋼管之間的間隔為45～55cm。

作為優選，所述的超前管棚直徑為φ108～120mm。

作為優選，所述的初期支護包括鋼架支撐以及混凝土層，其中所述的鋼架支撐采用工字鋼，沿隧道縱向每隔50～80cm間隔布設；所述的混凝土層厚15～30cm，由20～30號混凝土噴射于圍巖表面而成。

作為優選，上臺階比下臺階超前1～3m。

作為優選，所述的土石方層上鋪設種植土，用于種植綠化植被。

本實用新型相對于現有技術而言，具有以下有益效果：通過在隧道洞口坡腳進行支擋反壓實現力學平衡，配合超前管棚+護拱支護零開挖進洞的預平衡穩定控制方案，兩者結合進一步起到預先整體穩定洞口高陡臨界邊坡作用，避免在隧道開挖過程中產生失穩風險。另外，采用短臺階預留核心土近似全斷面施工方法，使得隧道的分部開挖支護施工接近平面力學問題，與隧道設計保持一致，在近似全斷面的開挖方式下也能夠保證隧道的圍巖穩定。該方法還避免了初期鋼支護中間節點薄弱環節的支護穩定性問題。相比于現有的針對臨界穩定圍巖隧道開挖的CD/CRD法、多臺階法等，本實用新型能夠大大提高施工效率。

附圖說明

圖1為本實用新型中隧道的立面示意圖；

圖2為本實用新型中隧道的平面示意圖；