[發明專利]淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201810146521.6
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108316312A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 馮鴻登;俞銘章;陳軍民;陳建偉;賈彥兵;李欽;趙浪杰;胡國忠;周一勤
• 申請（專利權）人: 寧波交通工程建設集團有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;E02D17/20;E02D5/38
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司 33207
• 代理人: 張晨

1.一種淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構，包括淺埋在傾斜基巖內的偏壓隧道，該淺埋有隧道（2）的基巖地表面形成傾斜的地面線（1），其特征在于所述的隧道（2）兩側分別設有多根以隧道為中心呈梅花形布置的微型樁（4），每側的多根微型樁（4）頂端均設有相連接的冠梁（5）。

2.根據權利要求1所述的淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構，其特征在于所述的微型樁（4）是通過鉆孔樁施工機械在地層中鉆出200mm～300mm的樁孔（41），樁孔中放置薄壁鋼管（42）和鋼筋焊接而成的樁身并注入水泥漿成型，該微型樁（4）由地面線（1）開始穿過滑動面（3）而嵌入基巖內，呈梅花形布置的多根微型樁（4）在隧道（2）縱向的間距為，橫向的間距為。

3.根據權利要求2所述的淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構，其特征在于所述的微型樁（4）嵌入滑動面（3）下基巖中的深度為，微型樁（4）周邊與滑動面（3）的基巖界面粘結側剪切應力為，滑動面（3）傾角為，滑動面（3）以上巖層滑動和轉動塊體a-b-c-d-e-f-g-j的下滑力為、對滑動面（3）的正壓力和轉動力矩；假設微型樁（4）受力時與滑動面（3）以下基巖粘結為理想彈塑性模型，微型樁（4）與基巖的粘結側剪切應力達到最大粘結側剪切應力時，該微型樁（4）與滑動面（3）以下基巖粘結面將進入塑性流動狀態；當微型樁（4）與滑動面（3）以下基巖粘結在彈性工作狀態時，即時，

式中，

——微型樁（4）與滑動面（3）以下基巖粘結界面的剪切剛度系數，，標志著粘結強度為發揮的強弱；

——微型樁（4）與滑動面（3）以下深度處基巖的粘結側剪切應力，；

——微型樁（4）的剪切位移函數，。

4.根據權利要求3所述的淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構，其特征在于所述的微型樁（4）直徑為，假定微型樁（4）在彈性工作狀態時，與滑動面（3）以下基巖粘結符合虎克定律，則在微型樁（4）深度處取一微型樁的微段，其長度為，則在處微型樁軸向拉力為，粘結側剪切應力為，剪切位移為，微型樁（4）的受力由以下公式計算：

公式一、

其中，、為待定系數，由邊界條件確定：在微型樁（4）的頂端,在微型樁（4）的底端，可求得

當微型樁（4）的頂端軸向拉力達到時，達到塑性流動狀態時，微型樁（4）達到極限軸向拉力和極限軸向壓力分別為

公式二、

在公式一、公式二中

——微型樁（4）嵌入滑動面（3）下基巖中的深度，；

——相鄰兩根微型樁（4）的橫向間距，；

——相鄰兩根微型樁（4）的縱向間距，；

——隧道左側或右側相鄰兩排寬度內微型樁中心一邊的微型樁根數，隧道左側或右側相鄰兩排微型樁總根數為根；

——微型樁（4）在深度處的軸向拉力，kN；

——微型樁（4）的頂端的軸向拉力，，kN；

——微型樁（4）的底端的軸向拉力，；

——微型樁（4）與滑動面（3）以下深度處基巖的粘結側剪切應力，；

——微型樁（4）周邊與滑動面（3）的基巖界面最大粘結側剪切應力，；

——微型樁（4）的允許剪切強度，；

——滑動面（3）的傾角，；

——橫向兩排寬度內滑動面以上巖層塊體a-b-c-d-e-f-g-j的重量，kN；

——橫向兩排寬度內滑動面以上巖層塊體a-b-c-d-e-f-g-j的下滑力，kN；

——橫向兩排寬度內滑動面以上巖層塊體a-b-c-d-e-f-g-j對滑動面的正壓力, kN；

——橫向兩排寬度內滑動面以上巖層塊體a-b-c-d-e-f-g-j的轉動力矩，KN·m；

——隧道左側或右側相鄰兩排距受拉一邊微型樁中心最遠端樁、即第根樁的極限軸向拉力，位于隧道左側或右側相鄰兩排微型樁中心樁、即第0根樁的軸向拉力為0，其余第、、…、2、1根樁的軸向拉力為線性分布，kN；

——隧道左側或右側相鄰兩排距受拉一邊微型樁中心最遠端樁、即第根樁的極限軸向壓力，與在數值上時相等的，但方向相反，位于隧道左側或右側相鄰兩排微型樁中心樁、即第0根樁的軸向壓力為0，其余第、、…、2、1根樁的軸向壓力為線性分布，kN；

——微型樁（4）的剪切位移函數，；

——橫向兩排寬度滑動面（3）以上巖層塊體a-b-c-d-e-f-g-j與滑動面（3）之間的滑動摩阻系數；

——微型樁（4）與滑動面（3）以下基巖粘結界面的剪切剛度系數，；

——系數，，無量綱；

——微型樁（4）的彈性模量，。