[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

本發明公開了一種淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構及其施工方法，涉及一種通過微型樁來加固淺埋在傾斜基巖內的偏壓隧道的加固結構，該加固結構具體是在隧道兩側分別設有多根以隧道為中心呈梅花形布置的微型樁，每側的多根微型樁頂端均設有相連接的冠梁，并通過合理確定淺埋傾斜基巖中微型樁的嵌巖深度，使其具有足夠的抵抗淺埋傾斜偏壓巖層的滑動和轉動能力，故具有構造簡單、安全可靠、經濟合理、低碳環保等結構優點，該加固結構再結合相應的施工方法，能有效確保加固結構的質量和安全，經濟效益和社會效益顯著。

技術領域

本發明涉及一種淺埋傾斜基巖偏壓隧道施工領域，具體是指淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構及其施工方法。

背景技術

受地形及線路走向的限制,隧道結構埋置深度較淺，同時左右兩側覆土高度不同及圍巖級別等產生地形偏壓，常采用回填反壓法、地表注漿法、設置抗滑樁、預應力錨桿和混凝土擋墻等方法處治。如公開的中國專利號為201610280927.4的“一種傾斜布置的微型樁結構”，它是對于水平分層圍巖，提出一組穿過滑坡體與基巖固定連接的微型樁組合結構，向著滑坡體推力方向的傾斜樁始終具有預緊力，使得整個微型樁結構具有更好的固坡效果。而工程中分層圍巖以傾斜居多，且埋置在基巖中微型樁的嵌巖深度對于淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固效果起到關鍵作用，基巖中微型樁的嵌巖深度過淺，起不到加固作用，過深則造成浪費。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷而提供一種構造簡單、安全可靠、經濟合理、低碳環保的淺埋傾斜基巖偏壓隧道加固結構及其施工方法。

本發明的技術問題通過以下技術方案實現：

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，該淺埋有隧道的基巖地表面形成傾斜的地面線，所述的隧道兩側分別設有多根以隧道為中心呈梅花形布置的微型樁，每側的多根微型樁頂端均設有相連接的冠梁。

所述的微型樁是通過鉆孔樁施工機械在地層中鉆出200mm～300mm的樁孔，樁孔中放置薄壁鋼管和鋼筋焊接而成的樁身并注入水泥漿成型，該微型樁由地面線開始穿過滑動面而嵌入基巖內，呈梅花形布置的多根微型樁在隧道縱向的間距為，橫向的間距為。

所述的微型樁嵌入滑動面下基巖中的深度為，微型樁周邊與滑動面的基巖界面粘結側剪切應力為，滑動面傾角為，滑動面以上巖層滑動和轉動塊體a-b-c-d-e-f-g-j的下滑力為、對滑動面的正壓力和轉動力矩；假設微型樁受力時與滑動面以下基巖粘結為理想彈塑性模型，微型樁與基巖的粘結側剪切應力達到最大粘結側剪切應力時，該微型樁與滑動面以下基巖粘結面將進入塑性流動狀態；當微型樁與滑動面以下基巖粘結在彈性工作狀態時，即時，

式中，

——微型樁與滑動面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；

——微型樁與滑動面以下深度處基巖的粘結側剪切應力，；

——微型樁的剪切位移函數，。

所述的微型樁直徑為，假定微型樁在彈性工作狀態時，與滑動面以下基巖粘結符合虎克定律，則在微型樁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：在微型樁的頂端,在微型樁的底端，可求得

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

公式二、