[發明專利]穿越泥石流堆積體隧道的大管徑鋼管鎖腳結構及施工工藝

在審

• 申請號: 201910625251.1
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110219678A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 崔小鵬;齊甦;王立英;吳江;孫偉剛;王成剛;李慶遠
• 申請（專利權）人: 中交第二公路工程局有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/26
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳;劉榮

本發明提供了一種穿越泥石流堆積體隧道的大管徑鋼管鎖腳結構及施工工藝，其結構至少包括兩榀以上鋼架和鎖腳鋼管；所述鋼架為穿越泥石流堆積體隧道的初支拱架，每榀鋼架的拱腳部位設置有固定鋼板，每榀鋼架左右兩側的巖壁上均鉆有鎖腳鋼管安裝孔，固定鋼板開有通孔，且通孔位置與鉆設于巖壁的安裝孔一一對應，鎖腳鋼管一端穿過固定鋼板上的通孔插于鉆設于巖壁的安裝孔中，另一端外露于固定鋼板內側，每榀鋼架兩側的鎖腳鋼管的外露部分套裝有環形固定環，環形固定環與鎖腳鋼管和固定鋼板均固定連接。本發明提供的鎖腳結構及施工工藝可使鎖腳鋼管與初支拱架之間的連接更加牢固，工藝穩定性佳，鎖腳受力能力強，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種穿越泥石流堆積體隧道的大管徑鋼管鎖腳結構及施工工藝，屬于土木工程技術領域。

背景技術

隨著我國建設事業的發展，國家對交通工程基礎建設投資規模日益加大，尤其是對西北和西南地區的公路、鐵路基礎設施投入，越來越多的隧道工程在山區的建設，不可避免地遇到需要穿越泥石流高發區的現象。對于隧道穿越長大泥石流沖溝的施工，由于雙線鐵路隧道施工斷面大，施工中的坍方冒頂、突泥突水、下沉變形等各種風險特別大。

對于隧道工程來說，泥石流堆積體由粒徑不同的圓礫土、角礫土和千枚巖以及部分夾雜砂質飽水黃土組成，由于形成時間很短，結構松散，密實性差，不具有穩定性，不能稱其為“巖”。其孔隙率大，飽含水，且具有地下流動性，整體承載能力較低，不能滿足隧道工程需要。必須對洞室周圍進行加固處理，重造圍巖，對基底一定深度進行加固，以滿足隧道工程的需要。

對于穿越泥石流堆積體隧道的施工，隧道初支拱架拱腳部位是支撐結構的薄弱環節，不僅承受水平側壓力，同時還受到很大的豎向剪切力，因此要對鋼架拱腳部位設置鎖腳結構，以防止拱腳收縮和掉拱。目前普通隧道拱腳部位普遍采用小導管鎖腳工藝，即先進行施工放樣測量，開挖斷面檢查及孔位布置，再進行鉆孔，埋管和注漿工序。此工藝中小導管的一端外露在孔外，外露部分與初支拱架直接焊接固定。小導管鎖腳工藝在抵抗水平擠壓力方面有較明顯的作用，但由于小導管桿體本身的薄弱性，對于豎向剪切作用力則難以提供足夠的承載能力，且由于小導管直接與鋼架進行焊接，其焊接接觸面積小，容易造成焊接部位拉裂斷開，使鎖腳小導管與鋼架分離，從而失去鎖腳的作用，小導管鎖腳工藝穩定性差，安全風險高，難以滿足當下安全、高效、快捷的施工需求，更無法保證穿越泥石流堆積體隧道的施工安全。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種穿越泥石流堆積體隧道的大管徑鋼管鎖腳結構及施工工藝，使鎖腳鋼管與初支拱架之間的連接更加牢固，工藝穩定性佳，鎖腳不僅可承受較大的水平側壓力，同時還可承受較大的豎向剪切力，鎖腳安全可靠，且施工工藝簡單易操作，能夠保證穿越泥石流堆積體隧道的施工安全。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種穿越泥石流堆積體隧道的大管徑鋼管鎖腳結構，至少包括兩榀以上鋼架和鎖腳鋼管，所述鋼架為穿越泥石流堆積體隧道的初支拱架，每榀鋼架的拱腳部位外側為隧道巖壁，內側設置有固定鋼板，固定鋼板呈長條狀，固定鋼板沿隧道延伸方向水平放置，每榀鋼架左右兩側的巖壁上均鉆有鎖腳鋼管安裝孔，固定鋼板開有通孔，且通孔位置與鉆設于巖壁的安裝孔一一對應，每個鎖腳鋼管安裝孔中均設有鎖腳鋼管，鎖腳鋼管一端穿過固定鋼板上的通孔插于鉆設于巖壁的安裝孔中，另一端外露于固定鋼板內側，每榀鋼架兩側的鎖腳鋼管的外露部分套裝有環形固定環，環形固定環與鎖腳鋼管和固定鋼板均固定連接，形成鎖腳結構。

對上述技術方案的進一步改進是：兩榀以上鋼架拱腳部位的固定鋼板為實質上的一體，為長條狀型鋼或槽鋼。

鎖腳鋼管呈外高內低狀斜插于巖壁的安裝孔，鎖腳鋼管與地平面夾角為30°～45°，鎖腳鋼管的安裝孔深度為5～6m。

鎖腳鋼管直徑為Φ89～Φ140mm，鎖腳鋼管外露于固定鋼板的長度為14～18cm。

一種穿越泥石流堆積體隧道的大管徑鋼管鎖腳施工工藝，包括以下步驟：