破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法 |
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| 申请号 | CN201710308900.6 | 申请日 | 2017-05-04 | 公开(公告)号 | CN107152281A | 公开(公告)日 | 2017-09-12 |
| 申请人 | 中铁二院工程集团有限责任公司; | 发明人 | 杨建民; 张涵; 喻渝; 岳磊; 余大龙; 陶伟明; 康芮; 朱麟晨; 马婷婷; 王磊; 舒东利; | ||||
| 摘要 | 破碎 岩石 隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法，以有效控制隧道高桥墩段桥墩的沉降和偏移，加强破碎岩石隧道下穿高桥墩的安全可靠性。包括如下步骤：①于临近桥墩边坡施作地表锚索；②施作远离桥墩侧小导坑超前支护，开挖远离桥墩侧小导坑，并施作该侧导坑内初期支护和临时支护，浇筑该侧矮边墙；③施作纵向第一段范围内超前支护；④施作纵向第一段范围内靠近桥墩侧小导坑超前支护，开靠近桥墩侧小导坑，并施作该侧导坑内初期支护和临时支护，浇筑该侧矮边墙；⑤分上中下三台阶开挖中部核心土，上台阶开挖施作临时仰拱；⑥及时施作纵向第一段范围内拱部二次衬砌；⑦按照步骤③至步骤⑥顺序施作纵向第二段；⑧按照步骤③至步骤⑥顺序施作纵向第三段，完成隧道下穿高桥墩段施工。 | ||||||
| 权利要求 | 1.破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法技术领域[0001] 本发明涉及隧道工程，特别涉及一种破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法。 背景技术[0002] 随着我国铁路建设逐步推进西南部山区，在既有建(构)筑物旁边施工铁路隧道的情况会越来越多。其中，在既有高架桥墩旁修建铁路隧道就是较为普遍的一种情况。破碎岩石隧道浅埋、近距离下穿大型桥墩的安全性越来越受到相关学者、设计人员及施工人员的高度重视。常规隧道下穿桥梁桩基，一般采用群桩基础，桩基荷载较小，常采用注浆加固、桩基托换、改换施工工法等措施，较少有双线铁路大断面隧道施工通过山区复杂陡边坡地形、大型桥墩独桩基础的实例。新建铁路隧道下穿高桥墩，必定会对桥梁的安全运营产生影响，一旦发生事故，经济损失巨大，社会负面影响相当严重。以成昆线垭口隧道下穿西攀高速公路大桥为例，成昆复线垭口双线隧道连续近接下穿京昆高速公路大桥4座独桩基础的百米高墩(最近的桥墩距隧道边缘仅5m，拱顶上18m，连续刚构大桥桥墩高124～138m)，地质为片岩，极为破碎，每个桥墩单桩荷载1.2～1.4万吨，为世界上隧道近接施工方面下穿构筑物最大荷载，如果隧道施工造成桥梁偏移破坏而需改线，将增加上亿元投资。新建铁路隧道下穿复杂陡边坡地形、大型桥墩独桩基础两者相互影响复杂，如何把影响降到最低，既能保证新建隧道的安全施工，又能保证既有桥梁的安全运营，寻求一种安全、经济、合理的施工方法势在必行。 [0003] 目前，对城市地铁盾构隧道下穿城市高层建筑、一般桥梁桩基的沉降、安全控制研究较多，高速铁路隧道断面积比城市地铁断面大1～2倍，山区高桥墩荷载也比城市高层建筑荷载大，因此高速铁路隧道下穿高桥墩的风险较大，然而对破碎岩石隧道下穿山区复杂地形高桥墩方案研究较少，尤其是欠缺对隧道下穿复杂陡边坡地形、大型桥墩独桩基础施工方法的研究。隧道下穿高桥墩施工方法的选择对控制隧道及桥墩沉降，保证隧道施工及大桥运营的安全性至关重要。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法，以有效控制隧道高桥墩段桥墩的沉降和偏移，加强破碎岩石隧道下穿高桥墩的安全可靠性。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下： [0006] 本发明的破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法，包括如下步骤： [0007] ①于临近桥墩边坡施作地表锚索，对地表锚索施加预应力； [0009] ③施作纵向第一段范围内超前支护； [0010] ④施作纵向第一段范围内靠近桥墩侧小导坑超前支护，开靠近桥墩侧小导坑，并施作该侧导坑内初期支护和临时支护，浇筑该侧矮边墙； [0011] ⑤分上中下三台阶开挖中部核心土，上台阶开挖施作临时仰拱，中台阶开挖完成后施作拱部初期支护，其底部立在两侧矮边墙上； [0012] ⑥及时施作纵向第一段范围内拱部二次衬砌； [0013] ⑦按照步骤③至步骤⑥顺序施作纵向第二段； [0014] ⑧按照步骤③至步骤⑥顺序施作纵向第三段，完成隧道下穿高桥墩段施工。 [0015] 本发明的有益效果是，采用地表锚索加固、隧道内导洞超前分段开挖的方法通过隧道下穿高桥墩段，结合精密测量，验证该方法能有效的控制桥墩的变形、沉降、偏移，如按常规方法施工桥墩沉降和偏移都将超过2cm，而采用本发明施工桥墩沉降控制在6mm以内、偏移值控制在4mm以内；为破碎岩石隧道下穿高桥墩的设计提供了科学依据，加强了破碎岩石隧道下穿高桥墩的安全可靠性，最大可能地实现了经济、合理、安全、高效、减少损失。附图说明 [0017] 图1是本发明破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法的立面图； [0018] 图2是本发明破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法的平面图； [0019] 图3是本发明破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法的纵向断面图； [0020] 图中示出部位名称及所对应的标记：桥墩10，地表锚索11，远离桥墩侧小导坑21，靠近桥墩侧小导坑22，中部核心土23，掌子面24，纵向第一段25，纵向第二段26，纵向第三段27，导坑内初期支护及临时支护31，矮边墙32，临时仰拱33，拱部初期支护34，拱部二次衬砌 35，大管棚36 具体实施方式[0021] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0022] 参照图1图2和图3，本发明破碎岩石隧道下穿陡坡高桥墩的施工方法，包括如下步骤： [0023] ①于临近桥墩10边坡施作地表锚索11，对地表锚索11施加预应力； [0024] ②施作远离桥墩侧小导坑21超前支护，开挖远离桥墩侧小导坑21，并施作该侧导坑内初期支护和临时支护31，浇筑该侧矮边墙32，加强监控量测，待变形稳定、围岩应力释放调整稳定后，再进行下一步的开挖； [0025] ③施作纵向第一段25范围内超前支护； [0026] ④施作纵向第一段25范围内靠近桥墩侧小导坑22超前支护，开靠近桥墩侧小导坑22，并施作该侧导坑内初期支护和临时支护31，浇筑该侧矮边墙32； [0027] ⑤分上中下三台阶开挖中部核心土23，上台阶开挖施作临时仰拱33，中台阶开挖完成后施作拱部初期支护34，其底部立在两侧矮边墙32上； [0028] ⑥及时施作纵向第一段25范围内拱部二次衬砌35； [0029] ⑦按照步骤③至步骤⑥顺序施作纵向第二段26； [0030] ⑧按照步骤③至步骤⑥顺序施作纵向第三段27，完成隧道下穿高桥墩段施工。 [0031] 施工过程中通过增加地表锚索11的预应力限制桥墩10偏移。 [0032] 参照图3，所述超前支护包括分为纵向第一段25、纵向第二段26和纵向第三段27分步施作的止浆墙和大管棚36。 [0033] 以成昆复线垭口隧道下穿京昆高速公路城门洞大桥4座高桥墩为例，垭口隧道连续近接下穿京昆高速公路大桥4座独桩基础的百米高墩，其中最近的桥墩距隧道边缘仅5m，桥墩基底位于拱顶上18m，城门洞大桥为连续刚构结构，4座桥墩高124～138m，每个桥墩单桩荷载1.2～1.4万吨，为世界上隧道近接施工方面下穿构筑物最大荷载，地质为片岩，极为破碎。 [0034] 垭口隧道远离桥墩侧导洞先行开挖通过桥墩，靠近桥墩侧小导洞及隧道上半断面纵向分三段开挖。双侧导洞开挖完成后保证隧道边墙先施工，上半断面开挖后初期支护能及时落在边墙上，有效控制初期支护下沉，并结合地表预应力锚索，通过调整锚索预应力来控制桥墩偏移。成功的将桥墩沉降控制在6mm以内、偏移值控制在4mm以内，实现了在保证高速公路正常运营的前提下，隧道下穿高桥墩施工，保证了垭口隧道施工及京昆高速公路城门洞大桥运营安全。 |
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