過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構的製作方法

2023-12-02 07:09:16 1

本實用新型屬於隧道施工技術領域，尤其是涉及一種過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構。

背景技術：

地裂縫是地面裂縫的簡稱，是地表巖層、土體在自然因素（地殼活動、水的作用等）或人為因素（抽水、灌溉、開挖等）作用下，產生開裂，並在地面形成一定長度和寬度的裂縫的一種宏觀地表破壞現象。破碎帶指的是由無定向的裂口和裂隙破壞的巖石帶；裂隙可能由礦物充填，呈網狀脈絡，也可能大致相當於斷裂帶。地裂縫破碎帶指的是帶地裂縫（即地面存在裂縫）的破碎帶。

地鐵隧道採用淺埋暗挖法施工相對於明挖法而言，具有拆遷成本低、交通影響小等優點，相對於盾構法施工，對地層有較強的適應性，適用於各種斷面型式，具有造價低、投入小等優點。隨著我國大規模進行城市軌道交通建設，淺埋暗挖施工在城市地下工程施工中的地位將愈加重要，尤其是暗挖隧道穿越建築物、構築物的施工技術，需控制好成洞隧道的穩定性指標和地表沉降量指標。地裂縫破碎帶的地質情況較差且不能形成自然拱，開挖時容易發生坍塌、冒頂情況，加上地裂縫部位地下水豐富，開挖及初支施工風險非常大，初支完成後由於地基承載力不足，可能造成初期支護的開裂，二襯防水層被破壞，混凝土結構由於垂直位移、水平張拉及扭動，使成型的襯砌結構破壞。如何保證隧道開挖初支順利通過地裂縫，確保二襯結構的穩定和防水效果是工程的難點。但現如今，過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道施工方面可供借鑑施工資料非常少，尤其是對過地裂縫破碎帶的的淺埋暗挖隧道開挖過程中進行隧道支護時，沒有一套標準、規範的施工方案可供遵循。因而，需設計一種結構簡單、設計合理且施工方便、使用效果好的過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，能對開挖完成的隧道洞進行快速、有效支護。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其結構簡單、設計合理且施工方便、使用效果好，能對開挖完成的隧道洞進行快速、有效支護，支護結構穩固、可靠。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：一種過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵在於：包括對所施工淺埋暗挖隧道的隧道洞進行初期支護的隧道初期支護結構和布設在隧道初期支護結構內側的隧道二次襯砌，隧道洞的拱部上方設置有超前小導管注漿加固結構；所述隧道初期支護結構和隧道二次襯砌均為對隧道洞進行全斷面支護的隧道支護結構；所述隧道初期支護結構包括噴射在隧道洞內壁上的初噴混凝土噴射層、多榀由後向前對隧道洞進行支撐的格柵鋼架、一層掛裝在隧道洞內壁上的鋼筋網和噴射在所述初噴混凝土噴射層上的後噴混凝土噴射層，所述鋼筋網位於多榀所述格柵鋼架內側，多榀所述格柵鋼架和所述鋼筋網均固定於所述初噴混凝土噴射層與所述後噴混凝土噴射層之間；多榀所述格柵鋼架的結構均相同且其沿所施工淺埋暗挖隧道的縱向延伸方向由後向前布設，每榀所述格柵鋼架均沿隧道洞的橫向寬度方向進行布設；每榀所述格柵鋼架均包括對隧道洞的拱牆進行支撐的拱牆支撐架和對隧道洞底部進行支撐的隧道底部支撐架，所述隧道底部支撐架位於所述拱牆支撐架的正下方，所述隧道底部支撐架的兩端與所述拱牆支撐架的左右兩側下端緊固連接為一體；所述隧道二次襯砌為混凝土襯砌且其包括對隧道洞的拱牆進行支撐的拱牆襯砌和對隧道洞底部進行支撐的隧道仰拱，所述隧道仰拱位於所述拱牆襯砌的正下方且二者澆築為一體；所述隧道仰拱與所述隧道初期支護結構之間布設有一層混凝土保護層。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：所述隧道初期支護結構與隧道二次襯砌之間鋪設有防水層，所述防水層位於混凝土保護層內側。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：相鄰兩榀所述格柵鋼架之間通過多道沿所施工淺埋暗挖隧道的縱向延伸方向布設的縱向連接鋼筋緊固連接為一體。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：所述超前小導管注漿加固結構沿隧道洞的縱向延伸方向由後向前分為多個加固節段，前後相鄰兩個所述加固節段之間的搭接長度不小於1m；每個所述加固節段均包括上下兩排超前小導管，每排所述超前小導管均包括多根由左至右布設在隧道洞拱部上方的超前小導管，所述超前小導管的長度為2m～3m且其直徑為Φ40mm～Φ45mm。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：每排所述超前小導管中的多根所述超前小導管均呈均勻布設，每排所述超前小導管中相鄰兩根所述超前小導管的環向間距為0.25m～0.35m。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：兩排所述超前小導管分別為上排小導管且位於所述上排小導管下方的下排小導管，所述上排小導管中超前小導管的外插角為30°，所述上排小導管中超前小導管的外插角為10°。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：所述混凝土保護層為細石混凝土保護層且其層厚為60mm～80mm。

上述過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道支護結構，其特徵是：所述隧道初期支護結構還包括多個由後向前對隧道洞拱部進行支護的錨杆支護結構，每個所述錨杆支護結構均包括多根由左至右布設在隧道洞拱部的錨杆。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、結構簡單、設計合理且施工方便，投入施工成本較低。

2、結構設計合理、使用效果好且支護狀態安全、可靠，能確保淺埋暗挖隧道開挖施工過程快速、順利進行，包括隧道初期支護結構和隧道二次襯砌，隧道洞的拱部上方設置有超前小導管注漿加固結構，隧道初期支護結構和隧道二次襯砌均為對隧道洞進行全斷面支護的隧道支護結構；隧道初期支護結構包括初噴混凝土噴射層、多榀格柵鋼架、一層鋼筋網和後噴混凝土噴射層，隧道二次襯砌為混凝土襯砌且其包括拱牆襯砌和隧道仰拱，隧道仰拱與隧道初期支護結構之間布設有一層混凝土保護層，所採用的隧道初期支護結構設計合理，且隧道初期支護完成後地基承載力便能有效增強，同時隧道初期支護結構下方與隧道仰拱之間布設混凝土保護層，隧道初期支護結構不易出現開裂，從而能有效保證防水效果。

3、適用面廣，適用於在古土壤、粉質粘土地層中修建城市地鐵隧道時通過地裂縫破碎帶的淺埋暗挖隧道施工過程。

綜上所述，本實用新型結構簡單、設計合理且施工方便、使用效果好，能對開挖完成的隧道洞進行快速、有效支護，支護結構穩固、可靠。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

附圖標記說明:

1—隧道初期支護結構； 2—隧道二次襯砌； 3—隧道洞；

4—防水層； 5—混凝土保護層； 6—超前小導管。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括對所施工淺埋暗挖隧道的隧道洞3進行初期支護的隧道初期支護結構1和布設在隧道初期支護結構1內側的隧道二次襯砌2，隧道洞3的拱部上方設置有超前小導管注漿加固結構；所述隧道初期支護結構1和隧道二次襯砌2均為對隧道洞3進行全斷面支護的隧道支護結構；所述隧道初期支護結構1包括噴射在隧道洞3內壁上的初噴混凝土噴射層、多榀由後向前對隧道洞3進行支撐的格柵鋼架、一層掛裝在隧道洞3內壁上的鋼筋網和噴射在所述初噴混凝土噴射層上的後噴混凝土噴射層，所述鋼筋網位於多榀所述格柵鋼架內側，多榀所述格柵鋼架和所述鋼筋網均固定於所述初噴混凝土噴射層與所述後噴混凝土噴射層之間；多榀所述格柵鋼架的結構均相同且其沿所施工淺埋暗挖隧道的縱向延伸方向由後向前布設，每榀所述格柵鋼架均沿隧道洞3的橫向寬度方向進行布設；每榀所述格柵鋼架均包括對隧道洞3的拱牆進行支撐的拱牆支撐架和對隧道洞3底部進行支撐的隧道底部支撐架，所述隧道底部支撐架位於所述拱牆支撐架的正下方，所述隧道底部支撐架的兩端與所述拱牆支撐架的左右兩側下端緊固連接為一體；所述隧道二次襯砌2為混凝土襯砌且其包括對隧道洞3的拱牆進行支撐的拱牆襯砌和對隧道洞3底部進行支撐的隧道仰拱，所述隧道仰拱位於所述拱牆襯砌的正下方且二者澆築為一體；所述隧道仰拱與所述隧道初期支護結構1之間布設有一層混凝土保護層5。

本實施例中，所述隧道初期支護結構1與隧道二次襯砌2之間鋪設有防水層4，所述防水層4位於混凝土保護層5內側。

本實施例中，所述防水層4為1.5mm厚的EVA防水板。

實際使用時，所述防水層4也可以為其它類型的防水板。

本實施例中，相鄰兩榀所述格柵鋼架之間通過多道沿所施工淺埋暗挖隧道的縱向延伸方向布設的縱向連接鋼筋緊固連接為一體。

如圖1所示，所述超前小導管注漿加固結構沿隧道洞3的縱向延伸方向由後向前分為多個加固節段，前後相鄰兩個所述加固節段之間的搭接長度不小於1m；每個所述加固節段均包括上下兩排超前小導管6，每排所述超前小導管6均包括多根由左至右布設在隧道洞3拱部上方的超前小導管6，所述超前小導管6的長度為2m～3m且其直徑為Φ40mm～Φ45mm。

本實施例中，每排所述超前小導管6中的多根所述超前小導管6均呈均勻布設，每排所述超前小導管6中相鄰兩根所述超前小導管6的環向間距為0.25m～0.35m。

兩排所述超前小導管6分別為上排小導管且位於所述上排小導管下方的下排小導管，所述上排小導管中超前小導管6的外插角為30°，所述上排小導管中超前小導管6的外插角為10°。

實際施工時，所述混凝土保護層5為細石混凝土保護層且其層厚為60mm～80mm。

本實施例中，所述混凝土保護層5的層厚為70mm。實際施工過程中，可根據具體需要，對混凝土保護層5的層厚進行相應調整。

本實施例中，所述隧道初期支護結構1還包括多個由後向前對隧道洞3拱部進行支護的錨杆支護結構，每個所述錨杆支護結構均包括多根由左至右布設在隧道洞3拱部的錨杆。位於隧道洞3拱部下方的所述鋼筋網固定在所述錨杆上。

實際施工時，由後向前對所施工淺埋暗挖隧道的隧道洞3進行開挖，開挖過程中同步由後向前在已開挖成型的隧道洞3內壁上噴射一層混凝土，並獲得隧道初期支護結構1；之後，由後向前安裝所述格柵鋼架，並對所述鋼筋網進行掛裝；隨後，在所述初噴混凝土噴射層上再噴射一層混凝土，獲得所述後噴混凝土噴射層，完成隧道初期支護過程，獲得隧道初期支護結構1。然後，在隧道初期支護結構1底部施工混凝土保護層5，並對防水層4進行施工。

對隧道洞3進行初期支護過程中，採用隧道襯砌臺車由後向前在已施工完成的隧道初期支護結構1內側施工隧道二次襯砌2。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。