[發明專利]基于高壓旋噴樁的黃土隧道基底加固結構及方法

在審

• 申請號: 201911055326.3
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110671131A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 吳小波;劉德兵;李瑛;常運超;李世軍;王存寶;張博;魏軍;何精偉;李明輝
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團第六工程有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/18;E02D3/12
• 代理公司: 61213 西安創知專利事務所
• 代理人: 景麗娜

本發明公開了一種基于高壓旋噴樁的黃土隧道基底加固結構及方法，該結構包括多排對隧道下方土體進行加固的高壓旋噴樁，每個高壓旋噴樁均由上至下經隧道仰拱結構和濕陷性黃土地層后伸入至非濕陷性黃土地層內；該方法包括步驟：一、隧道開挖及初期支護；二、二襯施工；三、基底加固。本發明設計合理且施工簡便、使用效果好，采用多排高壓旋噴樁對黃土隧道進行基底加固，能簡便、快速對黃土隧道基底進行有效加固，并能有效控制隧道基底沉降量；同時，將二次襯砌仰拱的上表面調整為水平面，為高壓旋噴樁提高施工平臺，進一步加快黃土隧道基底加固過程，并且高壓旋噴樁與隧道仰拱結構緊固連接為一體，能進一步提高黃土隧道基底加固效果。

技術領域

本發明屬于黃土隧道施工技術領域，尤其是涉及一種基于高壓旋噴樁的黃土隧道基底加固結構及方法。

背景技術

黃土是指在地質時代中的第四紀期間，以風力搬運的黃色粉土沉積物。黃土濕陷系數(也稱濕陷系數)是評價黃土濕陷性的力學參數，指在一定壓力下，黃土濕陷系數是指土樣浸水前后高度之差與土樣原始高度之比。黃土濕陷系數是評價黃土濕陷性的一個重要指標，可由試驗直接測出。根據黃土濕陷系數不同，黃土分為濕陷性黃土和非濕陷性黃土。其中，非濕陷性黃土是指在自重和外部荷載作用下被水浸濕后完全不發生濕陷或黃土濕陷系數＜0.015的黃土。非濕陷性黃土是黃土是在干旱氣候條件下形成的特種土，一般為淺黃、灰黃或黃褐色,具有目視可見的大孔和垂直節理。濕陷性黃土是指在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土，屬于特殊土，有些雜填土也具有濕陷性，廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區的黃土多具濕陷性。通過地質勘察發現，黃土地層中黃土的類型較多，根據材質劃分為砂質黃土(也稱為砂黃土)、黏性黃土(也稱為粘性黃土或粘黃土)等，其中砂黃土是指含有細砂顆粒量較高一般大于30％的黃土且其實質是黃土狀土，粘黃土是指細砂含量小于15％、粘土含量大于25％的黃土且其實質是黃土狀土；根據所處地質年代分為新黃土和老黃土，老黃土是地質年代屬于早、中更新世的黃土且其一般不具有濕陷性，新黃土指比老黃土年代晚的黃土，新黃土結構疏松且一般具有濕陷性，新黃土多分布于老黃土之上。

在我國西北地區大量建設交通基礎設施，使穿越黃土地層的隧道工程越來越多。黃土地層具有多孔性、垂直節理發育、透水性強和沉陷性等地質特性，在隧道工程施工中易出現洞內與地表沉降較大、隧道基底沉降控制困難等情況，存在較大的施工風險，尤其是對隧道底部軟土層厚度大于 10m且隧道基底日沉降量大于50mm的黃土隧道進行施工時，隧道基底沉降控制難度更大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于高壓旋噴樁的黃土隧道基底加固施工結構，其結構簡單、設計合理且施工簡便、使用效果好，采用多排高壓旋噴樁對黃土隧道進行基底加固，施工速度快、施工效率高，高壓旋噴樁上部與隧道仰拱結構緊固連接為一體，能簡便、快速對隧道底部軟土層厚度大于10m且隧道基底日沉降量大于50mm的黃土隧道基底進行有效加固，并能有效控制隧道基底沉降量，確保黃土隧道的穩定性；同時，將二次襯砌仰拱的上表面調整為水平面，一方面將二次襯砌仰拱上表面作為高壓旋噴樁的施工平臺，進一步加快黃土隧道基底加固過程，能有效加快隧底襯砌施工進度，并且高壓旋噴樁與隧道仰拱結構緊固連接為一體，能進一步提高黃土隧道基底加固效果。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于高壓旋噴樁的黃土隧道基底加固結構，其特征在于：包括多排對所施工黃土隧道的隧道下方土體進行加固的高壓旋噴樁，多排所述高壓旋噴樁沿所施工黃土隧道的隧道縱向延伸方向由后向前布設，多排所述高壓旋噴樁呈均勻布設且其組成所施工黃土隧道的基底加固結構；所施工黃土隧道為穿越濕陷性黃土地層的隧道，所述濕陷性黃土地層位于非濕陷性黃土地層上方；