專利名稱：一種隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道-滑坡體系的預(yù)加固工程，特別是在隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固工程方面，提出了一種隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法，該組合結(jié)構(gòu)能有效地加固隧道-滑坡體系，提高滑坡的穩(wěn)定性和隧道圍巖的自承載力，確保隧道的安全運(yùn)營。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國迎來了新一輪大規(guī)模工程建設(shè)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(qū)。這些地區(qū)地形和地質(zhì)復(fù)雜，公路、鐵路和水工隧道往往要穿過地質(zhì)不良地段，不可避免地要受到滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的影響，這給工程順利建設(shè)和正常運(yùn)營造成了嚴(yán)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、錨桿)和支擋工程(如抗滑樁、擋土墻等)。在隧道加固方面，主要的措施有提高隧道圍巖自穩(wěn)能力(如錨桿錨固)；增強(qiáng)襯砌強(qiáng)度(如增加襯砌厚度、嵌軌套拱、抽換邊墻、襯砌內(nèi)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(shè)及后續(xù)作業(yè)的進(jìn)行，開挖時(shí)應(yīng)重點(diǎn)控制圍巖的變形和避免誘發(fā)滑坡災(zāi)害，采用強(qiáng)度較高和剛度較大的初期支護(hù)和預(yù)加固措施，避免圍巖和坡體結(jié)構(gòu)破壞。本發(fā)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(yù)加固組合結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法，確保隧道-滑坡體系的安全，使預(yù)加固工程更為合理、有效和經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)包括地表注漿、地表錨索框架、隧道襯砌、洞內(nèi)注漿和襯砌錨索。所述的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)的實(shí)施方法，按照以下步驟依次進(jìn)行(a)組織隧道工程所在區(qū)域的調(diào)查、測繪和工程地質(zhì)勘察，特別是對隧道工程有影響的滑坡工程地質(zhì)特征(包括地質(zhì)條件、滑坡性質(zhì)及其穩(wěn)定性、隧道埋深及其與滑坡的關(guān)系、隧道走向和滑坡滑動(dòng)方向等情況)應(yīng)進(jìn)行詳盡調(diào)研；(b)以勘察結(jié)果為依據(jù)，從“坡體結(jié)構(gòu)、災(zāi)變誘發(fā)因素和隧道與滑坡的空間組合關(guān)系”幾方面綜合考慮，確認(rèn)隧道-滑坡體系的力學(xué)模型，制定針對性的預(yù)加固防治方案；(C)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行各種工況下的荷載計(jì)算，確認(rèn)最不利工況，進(jìn)行注漿和錨固工程的空間布設(shè)，并進(jìn)行工程細(xì)部設(shè)計(jì)與優(yōu)化；(d)先進(jìn)行地表注漿和地表錨索框架施工，并建立地表和深孔位移監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)反饋坡體的變形情況，嚴(yán)格按照動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工的思路組織實(shí)施；(e)待地表預(yù)加工程實(shí)施后再進(jìn)行隧道開挖與襯砌施工，注意按照設(shè)計(jì)要求在襯砌內(nèi)增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，充分利用隧道開挖后的工作空間進(jìn)行洞內(nèi)注漿和襯砌上錨索的施工，注漿深度應(yīng)穿越滑動(dòng)帶，錨索穿越滑動(dòng)帶錨固于穩(wěn)定、堅(jiān)硬地層中，以達(dá)到加固隧道圍巖和穩(wěn)定滑坡的作用。本發(fā)明的有益效果是(a)提出的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)是安全有效、經(jīng)濟(jì)合理的，能實(shí)現(xiàn)對隧道-滑坡體系的科學(xué)防治。該組合結(jié)構(gòu)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(xué)性能，提高滑坡穩(wěn)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(jī)構(gòu)，在襯砌內(nèi)增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，隧道充分發(fā)揮出作為交通設(shè)施和抗滑錨固工程反力結(jié)構(gòu)的雙重作用，提高了隧道-滑坡體系預(yù)加固工程的安全經(jīng)濟(jì)性。(b)預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)的實(shí)施方法是切實(shí)可行的。該組合結(jié)構(gòu)的施工主要包括地表注漿、洞內(nèi)注漿、襯砌施工和預(yù)應(yīng)力錨索施工等， 這些施工技術(shù)都是比較成熟的常規(guī)技術(shù)，且隧道的開挖為洞內(nèi)注漿和襯砌上錨索的施工提供了充足的工作空間。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的隧道-滑坡體系的預(yù)加固工程平面示意2是本發(fā)明的隧道-滑坡體系的預(yù)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(nèi)注漿，5.襯砌錨索，6.滑坡，7.隧道。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是依據(jù)工程地質(zhì)勘察成果和隧道-滑坡體系的地質(zhì)力學(xué)模式識別，確定預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)的空間布設(shè)形式，在隧道-滑坡體系的地表優(yōu)先設(shè)置地表注漿和地表錨索框架，并根據(jù)需要在隧道內(nèi)部設(shè)置洞內(nèi)注漿，在隧道襯砌上增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，設(shè)置襯砌錨索。所述預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法是在充分研究“隧道-滑坡體系”災(zāi)害控制理論和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出的基于預(yù)加固思想的工程結(jié)構(gòu)及其實(shí)施方法。本發(fā)明的突出特點(diǎn)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(xué)性能，提高滑坡穩(wěn)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(jié)構(gòu)，在襯砌內(nèi)增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，隧道充分發(fā)揮出作為交通設(shè)施和抗滑錨固工程反力結(jié)構(gòu)的雙重作用。
權(quán)利要求
1.一種隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)，其特征是所述的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)包括地表注漿(1)、地表錨索框架O)、隧道襯砌(3)、洞內(nèi)注漿(4)和襯砌錨索( 五個(gè)部分； 所述的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)是依據(jù)工程地質(zhì)勘察成果和地質(zhì)力學(xué)模式識別，確定該組合結(jié)構(gòu)的空間布設(shè)形式，在隧道-滑坡體系的地表優(yōu)先設(shè)置地表注漿(1)和地表錨索框架O)，并根據(jù)需要在隧道內(nèi)部設(shè)置洞內(nèi)注漿G)，在隧道襯砌(3)上增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，設(shè)置襯砌錨索(5)。
2.一種隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)的實(shí)施方法，其特征是按照以下步驟依次進(jìn)行(a)組織隧道工程所在區(qū)域的調(diào)查、測繪和工程地質(zhì)勘察，特別是對隧道工程有影響的滑坡工程地質(zhì)特征(包括地質(zhì)條件、滑坡性質(zhì)及其穩(wěn)定性、隧道埋深及其與滑坡的關(guān)系、隧道走向和滑坡滑動(dòng)方向等情況)應(yīng)進(jìn)行詳盡調(diào)研；(b)以勘察結(jié)果為依據(jù)，從“坡體結(jié)構(gòu)、災(zāi)變誘發(fā)因素和隧道與滑坡的空間組合關(guān)系”幾方面綜合考慮，識別隧道-滑坡體系的地質(zhì)力學(xué)模型，制定針對性的預(yù)加固防治方案；(c)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行各種工況下的荷載計(jì)算，確認(rèn)最不利工況，進(jìn)行注漿和錨固工程的空間布設(shè)，并進(jìn)行工程細(xì)部設(shè)計(jì)與優(yōu)化；(d)先進(jìn)行地表注漿(1)和地表錨索框架( 施工，并建立地表和深孔位移監(jiān)測系統(tǒng)， 實(shí)時(shí)反饋坡體的變形情況，嚴(yán)格進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)施工；(e)待地表預(yù)加工程實(shí)施后再進(jìn)行隧道開挖與襯砌施工，注意按照設(shè)計(jì)要求在隧道襯砌⑶內(nèi)增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，充分利用隧道開挖后的工作空間進(jìn)行洞內(nèi)注漿⑷ 和襯砌錨索(5)的施工，洞內(nèi)注漿(4)深度應(yīng)穿越滑動(dòng)帶，襯砌錨索( 穿越滑動(dòng)帶錨固于穩(wěn)定、堅(jiān)硬地層中，以達(dá)到加固隧道圍巖和穩(wěn)定滑坡的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隧道-滑坡體系的預(yù)加固工程，提出了一種隧道縱向穿越滑坡的預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法。預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)包括地表注漿、地表錨索框架、隧道襯砌、洞內(nèi)注漿和襯砌錨索。預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)的實(shí)施方法是依據(jù)工程地質(zhì)勘察成果和隧道-滑坡體系的地質(zhì)力學(xué)模式識別，確定預(yù)加固組合結(jié)構(gòu)的空間布設(shè)形式，在隧道-滑坡體系的地表優(yōu)先設(shè)置地表注漿和地表錨索框架，并根據(jù)需要在隧道內(nèi)部設(shè)置洞內(nèi)注漿，在隧道襯砌上增設(shè)受力鋼筋并預(yù)留錨索孔，設(shè)置襯砌錨索。本發(fā)明的實(shí)施能有效地加固隧道-滑坡體系，提高滑坡的穩(wěn)定性和隧道圍巖的自承載力，確保隧道的安全運(yùn)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(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)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(xué)研究院有限公司勘察設(shè)計(jì)分公司