一种隧道洞口明洞加固施工方法技术

本发明专利技术属于隧道洞口加固技术领域，公开了一种隧道洞口明洞加固施工方法，包括：锚索、框架梁施工；抗滑桩施工；偏压挡墙施工；衬砌模板：台车定位，衬砌钢筋，混凝土施工，拆模及养护；隧道结构防排水：隧道防排水，止水带施工，止水条施工，施工缝、变形缝施工；水沟及电缆槽施工：沟槽采用架立定型钢模板立模，人工灌注混凝土，插入式振捣器捣固密实，水沟、电缆槽及侧沟使用整幅移动模架施工。本发明专利技术提供的隧道洞口明洞加固施工方法洞口开挖量小，加固效果好，成本低，能够保证隧道洞口施工的安全稳定性；有效的解决了隧道洞口进洞的难题，最大可能地实现了经济、合理、安全、高效，为隧道洞口明洞加固方法的设计提供了科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道洞口明洞加固施工方法
本专利技术属于隧道洞口加固
，尤其涉及一种隧道洞口明洞加固施工方法。
技术介绍
目前，在隧道施工过程中，洞口施工尤为重要。雨水对洞口的冲刷，容易导致边坡落石、失稳坍塌。随着洞口坡面的风化，容易引起水土流失。同时，隧道洞口遇易滑地层山体，洞口施工更加困难，既要保证易滑地层体的稳定性，又要保证隧道洞口施工的安全稳定性。根据目前的研究，洞口节理裂隙发育时，在洞口开挖线以外打超前锚杆或管棚，然后边开挖边进行支护；若洞口段岩石较破碎、裂隙发育或因地质构造稳定性差时，采取预锚固、预注浆、设预应力锚索等方法加固，然后采取先导洞后扩大、分部开挖、先墙后拱等方法施工。但是，传统的洞口加固施工方法洞口开挖量大，增加施工投资，同时对环境破坏严重，也不能有效的保证易滑地层的稳定性，成本较高，加固效果不明显。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的洞口加固施工方法洞口开挖量大，增加施工投资，同时对环境破坏严重，也不能有效的保证易滑地层的稳定性，成本较高，加固效果不明显。解决以上问题及缺陷的难度：洞口工程多为V级围岩，力学性能复杂，而且受偏压等影响，地应力分布不均，这就使得浅埋隧道的稳定性分析很困难，使得隧道在施工中很难实现施工质量，安全控制。解决以上问题及缺陷的意义为：综合造价因素、后期运营安全性及方案实施难易程度，多种方案对比分析选择最佳方案。成功解决了洞口工程出现的施工难题，确保了施工节点工期，为今后同类地质水文条件洞口工程施工积累了宝贵的经验。专利技术内容针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种隧道洞口明洞加固施工方法。本专利技术是这样实现的，一种隧道洞口明洞加固施工方法，所述隧道洞口明洞加固施工方法包括：步骤一，通过施工放样定位，钻孔，根据设计图锚索体制作及安装，锚固注浆，框架梁施工，锚具，锚索张拉及锁定，封锚实现锚索、框架梁施工；步骤二，通过抗滑桩桩孔开挖，钢筋砼护壁，桩体钢筋笼的制作安装，桩芯砼灌注实现抗滑桩施工；步骤三，仰拱钢筋内外层采用30×30mm等边角钢定位，并在钢筋下部梅花形布置4.95cm高的砂浆垫块实现隧道仰供；步骤四，采用挖掘机及人工配合进行挖基槽土方开挖，挡墙基础，现浇砼基础，现浇墙身砼实现偏压挡墙施工；步骤五，通过台车定位，衬砌钢筋，混凝土施工，拆模及养护实现衬砌模板；步骤六，通过止水带施工，止水条施工，施工缝、变形缝施工实现防裂隧道结构防排水；步骤七，沟槽采用架立定型钢模板立模，人工灌注混凝土，插入式振捣器捣固密实，水沟、电缆槽及侧沟使用整幅移动模架实现施工水沟及电缆槽施工。进一步，所述步骤一中锚索、框架梁施工包括：(1)布置地表截、排水设施，边坡自上而下分层开挖，开挖一级防护一级；(2)每一层开挖完毕后，开始坡面锚索施工，进行下一分层石方开挖施工；坡面锚索施工包括：定位、造孔、锚索安装、灌浆、张拉；(3)每一级坡面开挖完毕后，绑扎制作钢筋笼，现浇框架梁；(4)锚索框架梁加固时，对锚索进行张拉；(5)每一级全部施工完毕后，进入下一分级循环。进一步，所述步骤一中锚索、框架梁施工方法包括：(1)施工放样，按设计将锚孔位置准确测放在坡面上；(2)岩层中采用潜孔钻机成孔；在岩层破碎或松软饱水采用跟管钻进；钻机就位锚孔钻进施工，搭设脚手架，根据坡面测放孔位，安装固定钻机；钻孔采用干钻，对每个孔的地层变化、钻进状态的情况作好施工记录；使用钻头直径不得小于设计孔径；孔位误差不得超过±100mm，孔径允许偏差0～10mm；孔深不小于设计孔深，锚索长度允许偏差0～100mm，锚索的钻孔斜度允许偏差±1°；钻进达到设计深度后稳钻1～2分钟；在钻孔完成后，使用高压空气，风压0.2～0.4MPa，将孔内岩粉及水体全部清除出孔外；锚孔钻造结束进行下道工序；(3)锚索体制作及安装，锚索在锚固段，锚索束进行清污、除污处理，包裹导向帽；每隔1.5m设置一个对中支架，使锚索居中；自由段锚索束应涂专用防腐油脂，外套Φ22mm的聚乙烯塑料管，套管两端10～20cm长度范围内用黄油充填，外绕工程胶布固定；张拉段锚索束应涂防腐剂；锚头顶面与锚索轴线垂直；将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度，误差控制在50mm范围内；(4)锚固注浆，将自由段涂满防锈油，套上波纹管，管内注满环氧树脂，封闭两端，一次将锚索的锚固段和张拉段注满；放入锚索束后灌注M40水泥浆，注浆采用孔底注浆法，注浆压力不小于1.0Mpa；第一次注浆完毕，水泥砂浆凝固收缩后，孔口应进行补浆，注浆材料宜选用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆；(5)框架梁施工，使用C30混凝土现场立模现浇施工；框架梁截面采用纵梁、横梁矩形截面400*400mm；每隔20m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内填塞沥青麻筋；框架梁在节点中心预埋PVC管，直径由锚索钻孔直径确定；当钢筋与预留位置冲突时，调整钢筋间距保证锚索预留孔位的准确；(6)锚具工作台采用C30混凝土浇筑，与横梁同时浇筑成整体；锚具工作台台面以下3cm处增设一层20×20cm的ф6钢筋网，并设3根ф6.5钢筋垂直工作面布置加强平台与框架的联结，长10～30cm；锚具底座顶与钻孔轴线应垂直；在锚孔周围钢筋较密集；(7)锚索张拉及锁定、封锚，锚索张拉在孔内砂浆及外锚头等达到设计强度后进行；每孔由5束直径15.2mm的高强度低松弛、抗拉强度不低于1860MPa的钢绞线组成；首先通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺；锚索的张拉及锁定分级进行；从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，用机械切割，严禁电弧烧割；最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用C30砼进行封锚；张拉时控制在设计预应力值的0.1/min；卸荷速率控制在设计预应力值的0.2/min；张拉到位后锁定；锚索在张拉锁定后即进行张拉段灌浆；灌浆压力不宜于小于1.0MPa；锚索在张拉锁定，并完成封孔灌浆后，钢绞线和工作锚进行清洗，将锚索外露钢绞线预留5cm长度，其余采用手持砂轮切割机切去，留≥10cm以防滑脱；锚索框架梁施工完成后，形成整体受力结构，边坡变形检测合格后，垫座混凝土凿毛处理，再切割锚具外超长部分钢绞线，最后用C30砼封锚保护锚头；预应力锚索应设置测力计，测力计设置数量不少于该工点锚索孔数的5％，每工点不少于2孔。进一步，所述步骤二中抗滑桩施工方法包括：(1)抗滑桩桩孔开挖分二步依次进行开挖；当井口土石方开挖1.6-1.7米后，根据设计的锁口尺寸在原地面下挖10cm；然后进行护壁和锁口钢筋的制作并及时进行模板安装，在井口模板的支护过程中用全站仪对其位置及桩口进行校核；井口浇注完毕后，将桩心十字轴线及标高投测到锁口护壁砼上；同时要在井口四周挖好排水沟，设置地表截、排水及防渗设施；雨季施工期间，应搭设雨棚；备好井下排水、通风、照明设备；采用井字双排脚架配合固定卷扬机提升装置，待井口混凝土强度达到70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道洞口明洞加固施工方法，其特征在于，所述隧道洞口明洞加固施工方法包括：/n步骤一，通过施工放样，钻孔，锚索体制作及安装，锚固注浆，框架梁施工，锚具，锚索张拉及锁定，封锚实现锚索、框架梁施工；/n步骤二，通过抗滑桩桩孔开挖，钢筋砼护壁，桩体钢筋笼的制作安装，桩芯砼灌注实现抗滑桩施工；/n步骤三，仰拱钢筋内外层采用等边角钢定位，并在钢筋下部梅花形布置砂浆垫块实现隧道仰供；/n步骤四，采用挖掘机及人工配合进行挖基槽土方开挖，挡墙基础，现浇砼基础，现浇墙身砼实现偏压挡墙施工；/n步骤五，通过台车定位，衬砌钢筋，混凝土施工，拆模及养护实现衬砌模板；/n步骤六，通过止水带施工，止水条施工，施工缝、变形缝施工实现防裂隧道结构防排水；/n步骤七，沟槽采用架立定型钢模板立模，人工灌注混凝土，插入式振捣器捣固密实，水沟、电缆槽及侧沟使用整幅移动模架实现施工水沟及电缆槽施工。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道洞口明洞加固施工方法，其特征在于，所述隧道洞口明洞加固施工方法包括：
步骤一，通过施工放样，钻孔，锚索体制作及安装，锚固注浆，框架梁施工，锚具，锚索张拉及锁定，封锚实现锚索、框架梁施工；
步骤二，通过抗滑桩桩孔开挖，钢筋砼护壁，桩体钢筋笼的制作安装，桩芯砼灌注实现抗滑桩施工；
步骤三，仰拱钢筋内外层采用等边角钢定位，并在钢筋下部梅花形布置砂浆垫块实现隧道仰供；
步骤四，采用挖掘机及人工配合进行挖基槽土方开挖，挡墙基础，现浇砼基础，现浇墙身砼实现偏压挡墙施工；
步骤五，通过台车定位，衬砌钢筋，混凝土施工，拆模及养护实现衬砌模板；
步骤六，通过止水带施工，止水条施工，施工缝、变形缝施工实现防裂隧道结构防排水；
步骤七，沟槽采用架立定型钢模板立模，人工灌注混凝土，插入式振捣器捣固密实，水沟、电缆槽及侧沟使用整幅移动模架实现施工水沟及电缆槽施工。


2.如权利要求1所述的隧道洞口明洞加固施工方法，其特征在于，所述步骤一中锚索、框架梁施工包括：
(1)布置地表截、排水设施，边坡自上而下分层开挖，开挖一级防护一级；
(2)每一层开挖完毕后，开始坡面锚索施工，进行下一分层石方开挖施工；坡面锚索施工包括：定位、造孔、锚索安装、灌浆、张拉；
(3)每一级坡面开挖完毕后，绑扎制作钢筋笼，现浇框架梁；
(4)锚索框架梁加固时，对锚索进行张拉；
(5)每一级全部施工完毕后，进入下一分级循环。


3.如权利要求1所述的隧道洞口明洞加固施工方法，其特征在于，所述步骤一中锚索、框架梁施工方法包括：
(1)施工放样，按设计将锚孔位置准确测放在坡面上；
(2)岩层中采用潜孔钻机成孔；在岩层破碎或松软饱水采用跟管钻进；
钻机就位锚孔钻进施工，搭设脚手架，根据坡面测放孔位，安装固定钻机；钻孔采用干钻，对每个孔的地层变化、钻进状态的情况作好施工记录；使用钻头直径不得小于设计孔径；孔位误差不得超过±100mm，孔径允许偏差0～10mm；孔深不小于设计孔深，锚索长度允许偏差0～100mm，锚索的钻孔斜度允许偏差±1°；钻进达到设计深度后稳钻1～2分钟；在钻孔完成后，使用高压空气，风压0.2～0.4MPa，将孔内岩粉及水体全部清除出孔外；锚孔钻造结束进行下道工序；
(3)锚索体制作及安装，锚索在锚固段，锚索束进行清污、除污处理，包裹导向帽；每隔1.5m设置一个对中支架，使锚索居中；自由段锚索束应涂专用防腐油脂，外套Φ22mm的聚乙烯塑料管，套管两端10～20cm长度范围内用黄油充填，外绕工程胶布固定；张拉段锚索束应涂防腐剂；锚头顶面与锚索轴线垂直；将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度，误差控制在50mm范围内；
(4)锚固注浆，将自由段涂满防锈油，套上波纹管，管内注满环氧树脂，封闭两端，一次将锚索的锚固段和张拉段注满；放入锚索束后灌注M40水泥浆，注浆采用孔底注浆法，注浆压力不小于1.0Mpa；第一次注浆完毕，水泥砂浆凝固收缩后，孔口应进行补浆，注浆材料宜选用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆；
(5)框架梁施工，使用C30混凝土现场立模现浇施工；框架梁截面采用纵梁、横梁矩形截面400*400mm；每隔20m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内填塞沥青麻筋；框架梁在节点中心预埋PVC管，直径由锚索钻孔直径确定；当钢筋与预留位置冲突时，调整钢筋间距保证锚索预留孔位的准确；
(6)锚具工作台采用C30混凝土浇筑，与横梁同时浇筑成整体；锚具工作台台面以下3cm处增设一层20×20cm的ф6钢筋网，并设3根ф6.5钢筋垂直工作面布置加强平台与框架的联结，长10～30cm；锚具底座顶与钻孔轴线应垂直；在锚孔周围钢筋较密集；
(7)锚索张拉及锁定、封锚，锚索张拉在孔内砂浆及外锚头等达到设计强度后进行；每孔由5束直径15.2mm的高强度低松弛、抗拉强度不低于1860MPa的钢绞线组成；首先通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺；锚索的张拉及锁定分级进行；从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，用机械切割，严禁电弧烧割；最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用C30砼进行封锚；张拉时控制在设计预应力值的0.1/min；卸荷速率控制在设计预应力值的0.2/min；张拉到位后锁定；锚索在张拉锁定后即进行张拉段灌浆；灌浆压力不小于1.0MPa；锚索在张拉锁定，并完成封孔灌浆后，钢绞线和工作锚进行清洗，将锚索外露钢绞线预留5cm长度，其余采用手持砂轮切割机切去，留≥10cm以防滑脱；锚索框架梁施工完成后，形成整体受力结构，边坡变形检测合格后，垫座混凝土凿毛处理，再切割锚具外超长部分钢绞线，最后用C30砼封锚保护锚头；预应力锚索应设置测力计，测力计设置数量不少于该工点锚索孔数的5％，每工点不少于2孔。


4.如权利要求1所述的隧道洞口明洞加固施工方法，其特征在于，所述步骤二中抗滑桩施工方法包括：
(1)抗滑桩桩孔开挖分二步依次进行开挖；当井口土石方开挖1.6-1.7米后，根据设计的锁口尺寸在原地面下挖10cm；然后进行护壁和锁口钢筋的制作并及时进行模板安装，在井口模板的支护过程中用全站仪对其位置及桩口进行校核；井口浇注完毕后，将桩心十字轴线及标高投测到锁口护壁砼上；同时要在井口四周挖好排水沟，设置地表截、排水及防渗设施；雨季施工期间，应搭设雨棚；备好井下排水、通风、照明设备；采用井字双排脚架配合固定卷扬机提升装置，待井口混凝土强度达到70％后，进行提升设施及脚手架的安装；
(2)挖孔过程先挖桩芯部位，后挖四周护壁部位，挖孔护壁采用C25钢筋砼结构，每掘进1.0米，若遇软弱层易塌方部位可根据模板规格减短进尺，进行护壁处理，施工护壁包括：首先按照设计要求安设护壁钢筋，经检查验收后安装护壁模板，然后根据桩孔中心点校正模板，保证护壁厚度、桩孔尺寸和垂直度，然后浇注护壁砼，上下护壁间应搭接50mm，且用小型振动棒进行振捣以保证护壁砼的密实度，浇筑护壁砼要四周同时均匀浇注；当砼达到一定强度后拆模，拆模后进行校正，对不合格部分进行修正，直至合格；依次循环类推进行挖孔施工；护壁混凝土的灌注，上下节连成整体；钢筋混凝土护壁应当连续设置，护壁钢筋应当连续，下送混凝土时做到对称和四周均匀捣固；施工中，随时检查护壁受力情况；
(3)桩体钢筋笼的制作安装，对端部不直的钢筋要预先调直或用无齿锯切割，端面切口应与轴线垂直；加工的钢筋直螺纹丝头的牙形、螺距与连接套的牙形、螺距一致，丝头一端戴上保护帽，另一端拧紧连接套；将已拧套筒的上层钢筋拧到被连接的钢筋上，而后转动连接钢筋或反拧套筒到预定位置，最后用扭力扳手按规定的扭矩值把接头拧紧，锁定连接套筒；钢筋吊装与安装采用井上加工、井内安装的形式进行施工，在井内安装钢筋笼时每隔2米的高度在护壁砼上预埋一定数量的钢筋插筋，与钢筋笼进行连接固定；待钢筋笼安装完成之后进行声测管的安装，每根抗滑桩安装4根声测管，声测管安装在抗滑桩长边侧，距中轴线1m长；
(4)当钢筋验收合格后，进行桩芯砼浇注；采用自拌砼浇注桩芯，通过汽车泵送砼至现场；串筒下料，砼还未下料前，对孔底水再次处理，将积水装入吊桶，并在不关闭电源情况下，将潜水泵提出到井面，每桩内准备好一包干水泥迅速撒在孔底扫匀，此时等候在井面砼下料；桩内砼应使用插入式振动器分层振捣，除孔底800mm为第一振捣层外，其它均以500mm为一振捣高度层，边灌注边分层振捣密实，直至桩顶；当砼桩浇至设计桩顶标高时，根据浮浆厚度确定砼浇注后标高；当砼表面无浮浆时，砼灌注最终标高为设计桩顶标高加100，当砼表面有浮浆时，应扣除浮浆厚度，桩顶砼在初凝前抹压平整，表面如有浮浆层要凿除以保证...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴青华，梁映锋，朱清利，邹杨，朱朋刚，米仕鹏，吕增寅，王维军，熊捃翔，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50