【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道工程，特别地，涉及一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台、设计方法及施工方法。
技术介绍
1、公路工程、铁路工程、水利水电工程以及矿业工程中普遍涉及隧道工程施工。在山区工程中，隧道洞口经常位于山谷冲沟，地形陡峻，自然坡度大的高陡边坡，对于这类隧道进洞施工，常见的创造施工作业平台的方法有土石回填及钢平台等。
2、土石回填平台稳定性好，便于施工，常用的洞口回填平台适用于地形相对较缓或洞口距谷底竖直高度较低的洞口，回填坡脚无防护或通过矮挡墙防护。例如专利号：202220356347x公开的一种隧道洞口陡坡作业平台结构，采用仰斜式拉筋挡土墙+钢管桩基础+扩大连系梁+品字型钢筋束进行支护，并设置钢筋砼应力分散层和钢筋砼顶层，增加挡墙的抗倾覆能力，以适应复杂陡坡隧道洞口作业平台的搭建。但常规的土石回填平台的方法只适用于洞口地形平缓，回填高度不大的隧道洞口作业平台的搭建，当隧道洞口地形较为复杂或边坡坡度大、洞口竖直高度较高时，回填高度也会较高，形成高填方，平台稳定性会降低。若采用放坡回填，平台回填工程量会大幅增加，增加施工难度。若采用挡墙，高填区域挡墙体量也相应较大，施工难度高，施工周期长，将影响主体工程的施工进度，另外挡墙所需混凝土量较大，增加施工成本。
3、目前常见的钢平台都是通过桩基立柱上部设置贝雷架或其他钢结构来搭建的，例如专利号：202020616097x公开的用于受限空间的隧道洞口施工平台，在高陡边坡设置多根立柱，立柱上方设置相互平行的主横梁，主横梁上方设置贝雷架，贝雷架上方设置组合钢面板的一
4、综上，现有技术至少存在以下问题：土石回填平台适用于地形较缓，高度较低的洞口平台，地形复杂时不再适用；常见的挡墙搭建施工平台的方式，基本都存在施工难度大，施工缓慢以及成本高昂等问题；土石回填品平台必然存在填方沉降的问题，导致上部硬化层开裂、塌陷，影响施工；钢平台普遍性的存在施工困难、成本高的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台、设计方法及施工方法，以解决现有技术中土石回填平台复杂地形施工难度大、填方沉降以及钢平台施工困难、成本高的技术问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，工作平台包括锚杆拉索结构、作为平台基础的支挡结构、分别与支挡结构和原状土硬化平台连接的叠合板以及设置于所述支挡结构的顶部和所述叠合板的底面之间的顶托结构，锚杆拉索结构包括斜拉索，所述设计方法包括：
3、a1.设计准备，包括根据图纸确定隧道洞口位置，勘察平台搭建位置地形并绘制地形图，统计洞口距谷底竖直高度、便道情况，确定平台宽度；
4、a2.支挡结构设计，根据平台尺寸及地形因素确定支挡结构位置，并计算支挡结构高度及埋深；根据地形因素及平台尺寸，计算土石回填所需土石方量；
5、a3.斜拉索计算，根据平台尺寸、索塔支架尺寸、锚固位置及承载能力极限状态下斜拉索承担的荷载计算斜拉索的斜拉力；
6、a4.索塔支架验算以及叠合板验算，根据确定的斜拉索力及索塔支架尺寸等对索塔支架的地基承载力进行验算；根据确定的受力体系明确叠合板的荷载。
7、作为上述技术方案的进一步改进，步骤a2还包括：荷载分配，结合承载能力极限状态下支挡结构承担的荷载对支挡结构进行设计，以确定支挡结构尺寸，并结合地形因素对支挡结构的施工便利性进行校核，以调整承载能力极限状态下支挡结构承担的荷载大小。
8、作为上述技术方案的进一步改进，步骤a2还包括：根据地形因素、回填材料、夯实标准以及上部荷载，验算回填土稳定性，包括抗滑移以及抗倾覆验算。
9、作为上述技术方案的进一步改进，所述设计方法还包括：调节荷载分配比例，重复步骤a2和a3，直至满足环境条件情况下实现施工便利性和成本的最优化，根据分配比例确定支挡结构与斜拉结构的参数与尺寸。
10、作为上述技术方案的进一步改进，所述设计方法还包括：
11、a5.设计监测与加固程序，以设计工况以及未发生脱空时叠合板空载情况下的拉索轴力为基准，分别以二者之间10％～30％的插值选取多档预警阈值，当空载时的监测轴力达到预警阈值时采取加固措施。
12、另一方面，还提供一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台，应用有以上任一所述的设计方法，包括：
13、支挡结构，作为平台基础，包括用于设置于隧道洞口的边坡的支护桩，所述支护桩和所述边坡之间设置土石回填体；
14、叠合板，包括位于上层的混凝土层和位于下层的钢板层，叠合板分别与支挡结构以及原状土硬化平台连接；
15、顶托结构，包括设置于所述土石回填体的顶部和所述叠合板的底面之间的注浆囊，用于在所述土石回填体沉降时进行注浆以对所述叠合板进行顶托；
16、锚杆斜拉结构，包括斜拉索、设置于边坡的防护锚杆以及设置于隧道的通风机支架的索塔支架，所述斜拉索穿设于所述索塔支架的顶部并分别连接所述叠合板以及所述防护锚杆。
17、另一方面，还提供一种施工方法，应用于上述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台，所述施工方法包括：
18、b1.施工准备；
19、b2.隧道洞口边坡开挖防护；
20、b3.支挡结构施工；
21、b4.土石回填及夯实；
22、b5.索塔支架施工；
23、b6.原状土平台硬化以及面板结构安装；
24、b7.锚杆斜拉结构安装；
25、b8.沉降脱空处理。
26、作为上述技术方案的进一步改进，步骤b4包括：根据施工环境条件选择开挖台阶回填，或在回填至预设高度时，以回填面作为贯入控制线向原状土中贯入抗滑结构。
27、作为上述技术方案的进一步改进，步骤b7还包括：分别固定、调整拉紧斜拉索，于斜拉索安装应变片，记录斜拉索应力情况；
28、作为上述技术方案的进一步改进，步骤b8还包括：观测斜拉索应力情况，判断土石回填体是否发生沉降，若发生沉降，对沉降脱空内的注浆囊进行注浆。
29、作为上述技术方案的进一步改进，步骤b7还包括：于索塔支架安装静力水准仪并与计算机电连接，由计算机对索塔支架及所在原状土平台的沉降进行自动化监测。
30、本专利技术具有以下有益效果：
31、本设计方法设计了一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台，设计易于施工的支挡结构并同时作为临时工作平台的下部支撑，取代了挡墙等大体积混凝土结构，在支挡结构后以回填土石作为平台基础，利用土石回填的稳定性为钢平台做支撑，通过确定的平台尺寸及地形因素等几何条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，工作平台包括锚杆拉索结构、作为平台基础的支挡结构、分别与支挡结构和原状土硬化平台连接的叠合板以及设置于所述支挡结构的顶部和所述叠合板的底面之间的顶托结构，锚杆拉索结构包括斜拉索，所述设计方法包括：
2.根据权利要求1所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，步骤A2还包括：荷载分配，结合承载能力极限状态下支挡结构承担的荷载对支挡结构进行设计，以确定支挡结构尺寸，并结合地形因素对支挡结构的施工便利性进行校核，以调整承载能力极限状态下支挡结构承担的荷载大小。
3.根据权利要求2所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，步骤A2还包括：根据地形因素、回填材料、夯实标准以及上部荷载，验算回填土稳定性，包括抗滑移以及抗倾覆验算。
4.根据权利要求2所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：调节荷载分配比例，重复步骤A2和A3，直至满足环境条件情况下实现施工便利性和成本的最优化，根据分配比例确定支挡结构与斜拉结构的参数与尺
5.根据权利要求1所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：
6.一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台，其特征在于，应用有权利要求1-5任一项所述的设计方法，包括：
7.一种施工方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台，所述施工方法包括：
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤B4包括：根据施工环境条件选择开挖台阶回填，或在回填至预设高度时，以回填面作为贯入控制线向原状土中贯入抗滑结构。
9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤B7还包括：于索塔支架安装静力水准仪并与计算机电连接，由计算机对索塔支架及所在原状土平台的沉降进行自动化监测。
...【技术特征摘要】
1.一种用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，工作平台包括锚杆拉索结构、作为平台基础的支挡结构、分别与支挡结构和原状土硬化平台连接的叠合板以及设置于所述支挡结构的顶部和所述叠合板的底面之间的顶托结构，锚杆拉索结构包括斜拉索，所述设计方法包括：
2.根据权利要求1所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，步骤a2还包括：荷载分配，结合承载能力极限状态下支挡结构承担的荷载对支挡结构进行设计，以确定支挡结构尺寸，并结合地形因素对支挡结构的施工便利性进行校核，以调整承载能力极限状态下支挡结构承担的荷载大小。
3.根据权利要求2所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，步骤a2还包括：根据地形因素、回填材料、夯实标准以及上部荷载，验算回填土稳定性，包括抗滑移以及抗倾覆验算。
4.根据权利要求2所述的用于高陡边坡隧道洞口的工作平台的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：调节荷载分配比例...
【专利技术属性】
技术研发人员：粟思橙，杨春云，赵宸，张文忠，谢正权，鲁正雄，杨彪，余家雪，向云港，窦培文，
申请(专利权)人：中建五局土木工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。