一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構和實施方法
2023-12-01 13:00:21 1
專利名稱：一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構和實施方法
技術領域：
本發明涉及一種隧道-滑坡體系的預加固工程，特別是在隧道縱向穿越滑坡的預加固工程方面，提出了一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構和實施方法，該組合結構能有效地加固隧道-滑坡體系，提高滑坡的穩定性和隧道圍巖的自承載力，確保隧道的安全運營。
背景技術：
當前我國迎來了新一輪大規模工程建設的高峰期，越來越多的能源、交通、礦山、 水利和國防隧道工程建造在中西部山區。這些地區地形和地質複雜，公路、鐵路和水工隧道往往要穿過地質不良地段，不可避免地要受到滑坡等地質災害的影響，這給工程順利建設和正常運營造成了嚴重威脅。目前滑坡地段隧道加固措施主要有滑坡治理措施和隧道加固措施兩方面。在滑坡治理措施方面，最常用的是削方減載、截排水(包括地表和地下截排水)、錨固(如錨索、錨杆)和支擋工程(如抗滑樁、擋土牆等)。在隧道加固方面，主要的措施有提高隧道圍巖自穩能力(如錨杆錨固)；增強襯砌強度(如增加襯砌厚度、嵌軌套拱、抽換邊牆、襯砌內配筋等)。通常隧道-滑坡體系的圍巖自承載能力比較弱，有的甚至沒有自承載能力。因此， 為了確保隧道建設及後續作業的進行，開挖時應重點控制圍巖的變形和避免誘發滑坡災害，採用強度較高和剛度較大的初期支護和預加固措施，避免圍巖和坡體結構破壞。本發明旨在解決隧道縱向穿越滑坡的體系安全性問題，提出了一種預加固組合結構和實施方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構和實施方法，確保隧道-滑坡體系的安全，使預加固工程更為合理、有效和經濟。本發明的目的是這樣實現的所述的預加固組合結構包括地表注漿、地表錨索框架、隧道襯砌、洞內注漿和襯砌錨索。所述的預加固組合結構的實施方法，按照以下步驟依次進行(a)組織隧道工程所在區域的調查、測繪和工程地質勘察，特別是對隧道工程有影響的滑坡工程地質特徵(包括地質條件、滑坡性質及其穩定性、隧道埋深及其與滑坡的關係、隧道走向和滑坡滑動方向等情況)應進行詳盡調研；(b)以勘察結果為依據，從「坡體結構、災變誘發因素和隧道與滑坡的空間組合關係」幾方面綜合考慮，確認隧道-滑坡體系的力學模型，制定針對性的預加固防治方案；(C)根據設計要求，進行各種工況下的荷載計算，確認最不利工況，進行注漿和錨固工程的空間布設，並進行工程細部設計與優化；(d)先進行地表注漿和地表錨索框架施工，並建立地表和深孔位移監測系統，實時反饋坡體的變形情況，嚴格按照動態設計、動態施工的思路組織實施；(e)待地表預加工程實施後再進行隧道開挖與襯砌施工，注意按照設計要求在襯砌內增設受力鋼筋並預留錨索孔，充分利用隧道開挖後的工作空間進行洞內注漿和襯砌上錨索的施工，注漿深度應穿越滑動帶，錨索穿越滑動帶錨固於穩定、堅硬地層中，以達到加固隧道圍巖和穩定滑坡的作用。本發明的有益效果是(a)提出的預加固組合結構是安全有效、經濟合理的，能實現對隧道-滑坡體系的科學防治。該組合結構能夠充分利用注漿來有效改善隧道圍巖和滑坡滑帶土的物理力學性能，提高滑坡穩定性和隧道圍巖的自承載能力；以隧道襯砌作為部分抗滑錨固工程的反力機構，在襯砌內增設受力鋼筋並預留錨索孔，隧道充分發揮出作為交通設施和抗滑錨固工程反力結構的雙重作用，提高了隧道-滑坡體系預加固工程的安全經濟性。(b)預加固組合結構的實施方法是切實可行的。該組合結構的施工主要包括地表注漿、洞內注漿、襯砌施工和預應力錨索施工等， 這些施工技術都是比較成熟的常規技術，且隧道的開挖為洞內注漿和襯砌上錨索的施工提供了充足的工作空間。
下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1是本發明的隧道-滑坡體系的預加固工程平面示意2是本發明的隧道-滑坡體系的預加固工程斷面示意中1.地表注漿，2.地表錨索框架，3.隧道襯砌，4.洞內注漿，5.襯砌錨索，6.滑坡，7.隧道。
具體實施例方式本發明是依據工程地質勘察成果和隧道-滑坡體系的地質力學模式識別，確定預加固組合結構的空間布設形式，在隧道-滑坡體系的地表優先設置地表注漿和地表錨索框架，並根據需要在隧道內部設置洞內注漿，在隧道襯砌上增設受力鋼筋並預留錨索孔，設置襯砌錨索。所述預加固組合結構和實施方法是在充分研究「隧道-滑坡體系」災害控制理論和關鍵技術的基礎上，提出的基於預加固思想的工程結構及其實施方法。本發明的突出特點是一方面能夠充分利用注漿來有效改善隧道圍巖和滑坡滑帶土的物理力學性能，提高滑坡穩定性和隧道圍巖的自承載能力；另一方面以隧道襯砌作為部分抗滑錨固工程的反力結構，在襯砌內增設受力鋼筋並預留錨索孔，隧道充分發揮出作為交通設施和抗滑錨固工程反力結構的雙重作用。
權利要求
1.一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構，其特徵是所述的預加固組合結構包括地表注漿(1)、地表錨索框架O)、隧道襯砌(3)、洞內注漿(4)和襯砌錨索( 五個部分； 所述的預加固組合結構是依據工程地質勘察成果和地質力學模式識別，確定該組合結構的空間布設形式，在隧道-滑坡體系的地表優先設置地表注漿(1)和地表錨索框架O)，並根據需要在隧道內部設置洞內注漿G)，在隧道襯砌(3)上增設受力鋼筋並預留錨索孔，設置襯砌錨索(5)。
2.一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構的實施方法，其特徵是按照以下步驟依次進行(a)組織隧道工程所在區域的調查、測繪和工程地質勘察，特別是對隧道工程有影響的滑坡工程地質特徵(包括地質條件、滑坡性質及其穩定性、隧道埋深及其與滑坡的關係、隧道走向和滑坡滑動方向等情況)應進行詳盡調研；(b)以勘察結果為依據，從「坡體結構、災變誘發因素和隧道與滑坡的空間組合關係」幾方面綜合考慮，識別隧道-滑坡體系的地質力學模型，制定針對性的預加固防治方案；(c)根據設計要求，進行各種工況下的荷載計算，確認最不利工況，進行注漿和錨固工程的空間布設，並進行工程細部設計與優化；(d)先進行地表注漿(1)和地表錨索框架( 施工，並建立地表和深孔位移監測系統， 實時反饋坡體的變形情況，嚴格進行動態設計和動態施工；(e)待地表預加工程實施後再進行隧道開挖與襯砌施工，注意按照設計要求在隧道襯砌⑶內增設受力鋼筋並預留錨索孔，充分利用隧道開挖後的工作空間進行洞內注漿⑷ 和襯砌錨索(5)的施工，洞內注漿(4)深度應穿越滑動帶，襯砌錨索( 穿越滑動帶錨固於穩定、堅硬地層中，以達到加固隧道圍巖和穩定滑坡的作用。
全文摘要
本發明涉及一種隧道-滑坡體系的預加固工程，提出了一種隧道縱向穿越滑坡的預加固組合結構和實施方法。預加固組合結構包括地表注漿、地表錨索框架、隧道襯砌、洞內注漿和襯砌錨索。預加固組合結構的實施方法是依據工程地質勘察成果和隧道-滑坡體系的地質力學模式識別，確定預加固組合結構的空間布設形式，在隧道-滑坡體系的地表優先設置地表注漿和地表錨索框架，並根據需要在隧道內部設置洞內注漿，在隧道襯砌上增設受力鋼筋並預留錨索孔，設置襯砌錨索。本發明的實施能有效地加固隧道-滑坡體系，提高滑坡的穩定性和隧道圍巖的自承載力，確保隧道的安全運營。
文檔編號E21D9/00GK102392649SQ20111031697
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者吳紅剛, 宋響軍, 張俊德, 張紅利, 馬惠民 申請人:中鐵西北科學研究院有限公司勘察設計分公司