[發明專利]一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201910345692.6
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109915150A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 涂義亮;唐小康;許世揚;王朝鶴;任青陽;吳祖松;蔣海飛;莫云;王思宇;劉進
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E21D9/04
• 分類號: E21D9/04;E21D11/00;E21D11/10;E21D11/14;E21D11/18;E02D5/34
• 代理公司: 成都明濤智創專利代理有限公司 51289
• 代理人: 王巍敏

1.一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，包括灌注樁(1)、支護結構和連接節點；

所述灌注樁(1)沿隧道軸線在兩側平行布置；

所述支護結構的兩端通過所述連接節點與所述灌注樁(1)連接。

2.根據權利要求1所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，其特征在于，所述連接節點包括拱肩連接節點(4)和拱腳連接節點(5)。

3.根據權利要求1所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，其特征在于，所述灌注樁(1)自地表向下鉆孔至基巖(9)，所述拱肩連接節點(4)設計標高以下部分灌注鋼管混凝土形成，所述拱肩連接節點(4)設計標高以上的鉆孔中回填砂石料(10)，所述鉆孔在平面上成兩列平行間斷布置。

4.根據權利要求1所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，其特征在于，所述支護結構包括初期支護(2)和二次襯砌(3)，所述初期支護(2)設置于外圍，所述初期支護的兩端通過所述拱肩連接節點(4)與所述灌注樁連接，所述二次襯砌(3)設置于所述初期支護(2)內側，并且所述二次襯砌(3)兩端經過所述拱肩連接節點(4)向下延伸拱腳連接節點(5)。

5.根據權利要求1所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，其特征在于，所述拱肩連接節點(4)由拱肩處初期支護(2)與灌注樁樁頂(4a)相搭接形成，搭接方式為拱肩處初期支護(2)的鋼拱架(4c)通過鋼墊板(4b)搭接在鑿除部分混凝土的鋼管混凝土樁頂(4a)上，樁端預留鋼筋(1d)穿過鋼墊板(4b)后與鋼拱架(4c)焊接在一起，然后再噴射混凝土覆蓋拱肩連接節點(4)。

6.根據權利要求1所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，其特征在于，所述橫梁(6)設置于所述隧道的底部，包括橫梁工字鋼(5b)、縱筋(6a)、箍筋6(b)、混凝土(6c)。

7.根據權利要求6所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構，其特征在于，所述拱腳連接節點(5)由橫梁(6)中的工字鋼(5b)與灌注樁(1)上的預制牛腿(5a)通過螺栓(5c)連接形成，并且所述拱腳連接節點(5)澆注混凝土覆蓋。

8.根據權利要求1所述的一種控制隧道沉降的樁基預加固支護結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在開挖隧道之前，根據設計坐標，放樣出兩排灌注樁(1)在地表(8)上的位置，然后在放樣位置開挖灌注樁孔(12)至穩定的基巖(9)內；

2)吊放預制完成的鋼管(1b)、箍筋(1c)、縱筋(1d)和牛腿(5a)至灌注樁孔(12)內設計位置，然后，在樁孔內灌注混凝土至拱肩連接節點(4)的設計標高(14)，待混凝土達到初凝強度后在設計標高(14)以上灌注樁孔(12)中回填砂石料(10)至地表(8)；

3)采用三臺階法開挖隧道斷面，上臺階(15)開挖完成后，鑿除出露的灌注樁(1)樁端表層混凝土，然后在拱頂和拱肩位置鋪設鋼筋網、架設工字鋼(4c)，將工字鋼(4c)，搭接在鑿除部分混凝土的鋼管混凝土樁頂(4a)上，樁端預留鋼筋(1d)穿過鋼墊板(4b)后與鋼拱架(4c)焊接在一起，然后再噴射混凝土覆蓋拱肩連接節點(4)，沿著隧道軸線方向，在灌注樁(1)之間的鋼拱架直接搭設在上臺階地面上；

4)中臺階(16)開挖完成后，沿著隧道軸線方向，在相鄰灌注樁(1)之間鋪設鋼筋網、架設工字鋼和噴射混凝土；

5)下臺階(17)開挖完成后，鑿除灌注樁上預制牛腿(5a)外側包裹的混凝土，使牛腿(5a)出露，將灌注樁(1)中預先設置的牛腿(5a)與橫梁工字鋼(5b)通過螺栓(5c)連接，即完成拱腳連接節點(5)的施工；

6)在橫梁工字鋼(5b)周圍綁扎橫梁縱筋(6a)與橫梁箍筋(6b)，然后，沿著隧道軸線方向，在相鄰灌注樁(1)之間鋪設仰拱底板鋼筋網(7a)和架設仰拱底板工字鋼(7b)，最后，澆灌混凝土至橫梁和仰拱底板中；

7)初期支護(2)封閉成環后，施做二次襯砌(3)。