本发明专利技术公开了高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法及快速测量装置，所述方法包括：1)偏压条件分析，对于受到偏压土体的滑移侧隧道洞口处堆积反压挡土坡；2)埋设快速测量装置用于测量反压挡土坡的变形数据；3)设计预期钢管桩支挡线路；4)对反压挡土坡及钢管桩进行位移观测；5)根据观测结果计算边坡下土的固结度，确定预压时间，形成稳定支护。本发明专利技术解决了急倾斜土质边坡隧道偏压问题，在浅埋侧设置反压边坡对于隧道偏压作用有分散作用，且对浅埋侧土体有反向压力作用，操作简单，便于后期维护且支护效果显著。护且支护效果显著。护且支护效果显著。
【技术实现步骤摘要】
高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法及快速测量装置
[0001]本专利技术涉及高陡边坡的变形监测
，具体地指一种高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法及快速测量装置。
技术背景
[0002]由于与地形地貌、地质关系等客观原因会导致隧道开挖过程中围岩压力出现明显的不均匀性，在偏压荷载作用下对隧道支护和施工产生不利影响。当隧道边坡设计与实际施工情况存在出入时，均应按照“动态设计、动态施工”的原则，做出合理调整。为解决此类问题，目前场常使用的支护手段有地表注浆法、削坡排水法、采取减压或反压措施，支挡措施可采用抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚索、钢管桩、锚索桩、格构锚固等支挡构造物。
[0003]当边坡高度大于20m时，需进行位移观测，一般每间距200m设一处观测标，每一段内不得少于1处，边桩可采用打入埋设或开挖埋设，桩周上部0.3m用混凝土灌注固定，边桩埋置深度在地表以下不小于1.0m，桩顶露出地面不应大于10cm。并在桩顶预埋Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线。完成埋设后采用全站仪测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。边坡位移监测是依靠精密的监测仪器和适宜的技术手段对路堤填筑过程中的水平位移进行周密监测，判断填筑土体的压缩固结规律、边坡的变形滑动范围及发展趋势，评价边坡工后沉降及边坡稳定趋势、实现边坡的动态设计与施工的重要手段。在应用与实际工程中时，对于急倾斜高陡土质边坡，以上支护方法仍未能有效解决隧道偏压问题，且由于施工现场混乱，常有位移观测桩被破坏或被晃动的情况，给测量带来很大误差。
技术实现思路
<br/>[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提出一种高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法及快速测量装置，能够有效的提高高陡边坡的变形监测准确性，预防滑坡及偏压引起的隧道塌方，且具有高效性、降低成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所设计的高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法及快速测量装置，其特殊之处在于，所述方法包括如下步骤：
[0006]1)根据隧道开挖过程中洞顶地形横向坡度与隧道埋深进行产生偏压条件分析，对于受到偏压土体的滑移侧隧道洞口处堆积反压挡土坡；
[0007]2)在主体边坡的间隔阶边坡上钻孔，埋设快速测量装置用于测量反压挡土坡的变形数据；
[0008]3)根据隧道线路以左洞进口为起点，右洞出口为终点，设计预期钢管桩支挡线路；
[0009]4)对反压挡土坡的间隔阶设置位移观测测点，对所述钢管桩桩顶安装快速测量装置，对反压挡土坡及钢管桩进行位移观测；
[0010]5)根据观测结果计算边坡下土的固结度，确定预压时间，形成稳定支护。
[0011]优选地，所述步骤3)中预期钢管桩支挡线路的设置方法为：在左右洞中间以上部分的土坡沿预期线路间隔均匀水平布置、倾斜打入钢管桩，钢管桩桩身带有均匀注浆孔，对
钢管桩周围及底部土体进行注浆。
[0012]优选地，所述钢管桩打入深度不超过围岩锚杆最大深度，与隧洞围岩锚杆支护相错开，路径沿隧道轴线方向，管口高出坡面0.5～2米。
[0013]优选地，所述步骤1)中反压挡土坡坡顶高度高于隧道拱顶且坡面为阶梯型。
[0014]优选地，所述步骤4)中在隧道外无扰动处浇筑混凝土桩，桩顶预埋钢筋，所述钢筋顶部磨圆刻十字丝作为测量后视点，测量人员在后视点处使用GPS放样，记录后视点绝对坐标。
[0015]优选地，所述步骤5)在位移观测完成后，根据位移观测数据绘制地面位移曲线图：荷载—时间—水平位移过程线，用沉降时间的变化曲线计算最终沉降量以及边坡下土的固结度，确定预压时间，待单位时间内的沉降降到允许范围内时继续开挖，形成稳定支护。
[0016]优选地，所述钢管桩倾斜角度为65
°
～75
°
。
[0017]本专利技术还提出一种快速测量装置，用于实现上述高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法，其特征在于：所述装置包括支撑钢管，所述支撑钢管的顶部设置有支座铁球，所述支座铁球通过底部焊接的连接链条与定位铁球固定连接，所述支座铁球的顶部焊接支座，所述支座上设置有棱镜，所述定位铁球位于支撑钢管的内腔中，所述支座铁球搁置于支撑钢管顶部，所述支撑钢管随边坡变形发生位移时，所述定位铁球受重力影响保持垂直于地面，所述支座铁球在连接链条的带动下沿支撑钢管内腔边缘滑动，从而带动支座和棱镜产生角度变化。
[0018]进一步地，所述定位铁球的质量不小于500g。
[0019]更进一步地，所述棱镜中心位置设置有用于全站仪采集坐标的标记。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0021]1)本专利技术解决了急倾斜土质边坡隧道偏压问题，在浅埋侧设置反压边坡对于隧道偏压作用有分散作用，且对浅埋侧土体有反向压力作用，操作简单，便于后期维护且支护效果显著。
[0022]2)本专利技术进一步解决了小净距隧道偏压问题，在左右线中间上部土体内打入钢管桩，且通过钢管桩桩身注浆孔向土体内部注浆，使土体与浆液形成注浆结合体，在左右洞中间形成混凝土挡土墙，减小上部土体的偏压作用，边坡内部稳定性提高。
[0023]3)本专利技术针对于土质边坡结构疏松，凝聚力低，透水性大的问题，测点设置于斜坡，采用长钢管打入土层，测点位置变化主要受土体内部变形滑移的影响，地面扰动作用、施工活动影响小，可确保测点的稳定性，避免简易观测墩受表层土涨缩变形的影响。避免在使用以往的观测方法时，地表观测墩十字丝与棱镜对中产生的误差，一定程度上加快对中及观测速度，提高工作效率。该快速测量装置通过上部球体实现对中和测量，设备加工简单，费用低廉，减少了以往测量方法中测点破坏重装造成的不必要的浪费，该装置材料为不锈钢，可保证上部球体及钢管不被锈蚀，接触面光滑，可持续回收利用。
[0024]4)本专利技术将钢管位置固定，有效解决了雨雪天气及高陡边坡对测量人员爬坡造成的困难，测量人员无需携带支架爬坡，对于仪器和人员的安全都得到一定程度的改善。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的隧道偏压情况及钢管桩正面示意图；
[0026]图2为本专利技术钢管桩压入坡内路线示意图；
[0027]图3为本专利技术观测装置示意图；
[0028]图4为本专利技术注浆钢管桩示意图；
[0029]图5为反压挡土坡示意图。
[0030]图中：1
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棱镜、2
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支座、3
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支座铁球、4
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连接链条、5
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定位铁球、 6
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钢管、7
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观测装置、8
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注浆孔、9
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钢管桩、10
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钢管桩桩顶、11
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原山体边坡、12
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反压挡土坡、13
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观测点1、14
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观测点2、15
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钢管桩桩底、 16
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钢管桩桩本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)根据隧道开挖过程中洞顶地形横向坡度与隧道埋深进行产生偏压条件分析，对于受到偏压土体的滑移侧隧道洞口处堆积反压挡土坡；2)在主体边坡的间隔阶边坡上钻孔，埋设快速测量装置用于测量反压挡土坡的变形数据；3)根据隧道线路以左洞进口为起点，右洞出口为终点，设计预期钢管桩支挡线路；4)对反压挡土坡的间隔阶设置位移观测测点，对所述钢管桩桩顶安装快速测量装置，对反压挡土坡及钢管桩进行位移观测；5)根据观测结果计算边坡下土的固结度，确定预压时间，形成稳定支护。2.根据权利要求1所述的高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法，其特征在于：所述步骤3)中预期钢管桩支挡线路的设置方法为：在左右洞中间以上部分的土坡沿预期线路间隔均匀水平布置、倾斜打入钢管桩，钢管桩桩身带有均匀注浆孔，对钢管桩周围及底部土体进行注浆。3.根据权利要求2所述的高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法，其特征在于：所述钢管桩打入深度不超过围岩锚杆最大深度，与隧洞围岩锚杆支护相错开，路径沿隧道轴线方向，管口高出坡面0.5～2米。4.根据权利要求1所述的高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法，其特征在于：所述步骤1)中反压挡土坡坡顶高度高于隧道拱顶且坡面为阶梯型。5.根据权利要求1所述的高陡土质边坡下穿并行隧道偏压治理方法，其特征在于：所述步骤4)中在隧道外无扰动处浇筑混凝土桩，桩顶预埋钢筋，所述钢筋顶部磨圆刻十字丝作为测量后视点，测量人员在后视点处使用GPS放样，记...
【专利技术属性】
技术研发人员：李新平，王婧，甘鑫，郭运华，龚航里，裴晨浩，黄文旭，沙剑鸣，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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