本發(fā)明涉及隧道工程，特別涉及一種破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法。

背景技術(shù)：

隨著我國鐵路建設(shè)逐步推進(jìn)西南部山區(qū)，在既有建(構(gòu))筑物旁邊施工鐵路隧道的情況會越來越多。其中，在既有高架橋墩旁修建鐵路隧道就是較為普遍的一種情況。破碎巖石隧道淺埋、近距離下穿大型橋墩的安全性越來越受到相關(guān)學(xué)者、設(shè)計(jì)人員及施工人員的高度重視。常規(guī)隧道下穿橋梁樁基，一般采用群樁基礎(chǔ)，樁基荷載較小，常采用注漿加固、樁基托換、改換施工工法等措施，較少有雙線鐵路大斷面隧道施工通過山區(qū)復(fù)雜陡邊坡地形、大型橋墩獨(dú)樁基礎(chǔ)的實(shí)例。新建鐵路隧道下穿高橋墩，必定會對橋梁的安全運(yùn)營產(chǎn)生影響，一旦發(fā)生事故，經(jīng)濟(jì)損失巨大，社會負(fù)面影響相當(dāng)嚴(yán)重。以成昆線埡口隧道下穿西攀高速公路大橋?yàn)槔衫?fù)線埡口雙線隧道連續(xù)近接下穿京昆高速公路大橋4座獨(dú)樁基礎(chǔ)的百米高墩(最近的橋墩距隧道邊緣僅5m，拱頂上18m，連續(xù)剛構(gòu)大橋橋墩高124～138m)，地質(zhì)為片巖，極為破碎，每個(gè)橋墩單樁荷載1.2～1.4萬噸，為世界上隧道近接施工方面下穿構(gòu)筑物最大荷載，如果隧道施工造成橋梁偏移破壞而需改線，將增加上億元投資。新建鐵路隧道下穿復(fù)雜陡邊坡地形、大型橋墩獨(dú)樁基礎(chǔ)兩者相互影響復(fù)雜，如何把影響降到最低，既能保證新建隧道的安全施工，又能保證既有橋梁的安全運(yùn)營，尋求一種安全、經(jīng)濟(jì)、合理的施工方法勢在必行。

目前，對城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿城市高層建筑、一般橋梁樁基的沉降、安全控制研究較多，高速鐵路隧道斷面積比城市地鐵斷面大1～2倍，山區(qū)高橋墩荷載也比城市高層建筑荷載大，因此高速鐵路隧道下穿高橋墩的風(fēng)險(xiǎn)較大，然而對破碎巖石隧道下穿山區(qū)復(fù)雜地形高橋墩方案研究較少，尤其是欠缺對隧道下穿復(fù)雜陡邊坡地形、大型橋墩獨(dú)樁基礎(chǔ)施工方法的研究。隧道下穿高橋墩施工方法的選擇對控制隧道及橋墩沉降，保證隧道施工及大橋運(yùn)營的安全性至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法，以有效控制隧道高橋墩段橋墩的沉降和偏移，加強(qiáng)破碎巖石隧道下穿高橋墩的安全可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法，包括如下步驟：

①于臨近橋墩邊坡施作地表錨索，對地表錨索施加預(yù)應(yīng)力；

②施作遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑超前支護(hù)，開挖遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑，并施作該側(cè)導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，澆筑該側(cè)矮邊墻，加強(qiáng)監(jiān)控量測，待變形穩(wěn)定、圍巖應(yīng)力釋放調(diào)整穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一步的開挖；

③施作縱向第一段范圍內(nèi)超前支護(hù)；

④施作縱向第一段范圍內(nèi)靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑超前支護(hù)，開靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑，并施作該側(cè)導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，澆筑該側(cè)矮邊墻；

⑤分上中下三臺階開挖中部核心土，上臺階開挖施作臨時(shí)仰拱，中臺階開挖完成后施作拱部初期支護(hù)，其底部立在兩側(cè)矮邊墻上；

⑥及時(shí)施作縱向第一段范圍內(nèi)拱部二次襯砌；

⑦按照步驟③至步驟⑥順序施作縱向第二段；

⑧按照步驟③至步驟⑥順序施作縱向第三段，完成隧道下穿高橋墩段施工。

本發(fā)明的有益效果是，采用地表錨索加固、隧道內(nèi)導(dǎo)洞超前分段開挖的方法通過隧道下穿高橋墩段，結(jié)合精密測量，驗(yàn)證該方法能有效的控制橋墩的變形、沉降、偏移，如按常規(guī)方法施工橋墩沉降和偏移都將超過2cm，而采用本發(fā)明施工橋墩沉降控制在6mm以內(nèi)、偏移值控制在4mm以內(nèi)；為破碎巖石隧道下穿高橋墩的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)，加強(qiáng)了破碎巖石隧道下穿高橋墩的安全可靠性，最大可能地實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、合理、安全、高效、減少損失。

附圖說明

本說明書包括如下三幅附圖：

圖1是本發(fā)明破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法的立面圖；

圖2是本發(fā)明破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法的平面圖；

圖3是本發(fā)明破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法的縱向斷面圖；

圖中示出部位名稱及所對應(yīng)的標(biāo)記：橋墩10，地表錨索11，遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑21，靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑22，中部核心土23，掌子面24，縱向第一段25，縱向第二段26，縱向第三段27，導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)31，矮邊墻32，臨時(shí)仰拱33，拱部初期支護(hù)34，拱部二次襯砌35，大管棚36

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

參照圖1圖2和圖3，本發(fā)明破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法，包括如下步驟：

①于臨近橋墩10邊坡施作地表錨索11，對地表錨索11施加預(yù)應(yīng)力；

②施作遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑21超前支護(hù)，開挖遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑21，并施作該側(cè)導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)31，澆筑該側(cè)矮邊墻32，加強(qiáng)監(jiān)控量測，待變形穩(wěn)定、圍巖應(yīng)力釋放調(diào)整穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一步的開挖；

③施作縱向第一段25范圍內(nèi)超前支護(hù)；

④施作縱向第一段25范圍內(nèi)靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑22超前支護(hù)，開靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑22，并施作該側(cè)導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)31，澆筑該側(cè)矮邊墻32；

⑤分上中下三臺階開挖中部核心土23，上臺階開挖施作臨時(shí)仰拱33，中臺階開挖完成后施作拱部初期支護(hù)34，其底部立在兩側(cè)矮邊墻32上；

⑥及時(shí)施作縱向第一段25范圍內(nèi)拱部二次襯砌35；

⑦按照步驟③至步驟⑥順序施作縱向第二段26；

⑧按照步驟③至步驟⑥順序施作縱向第三段27，完成隧道下穿高橋墩段施工。

施工過程中通過增加地表錨索11的預(yù)應(yīng)力限制橋墩10偏移。

參照圖3，所述超前支護(hù)包括分為縱向第一段25、縱向第二段26和縱向第三段27分步施作的止?jié){墻和大管棚36。

以成昆復(fù)線埡口隧道下穿京昆高速公路城門洞大橋4座高橋墩為例，埡口隧道連續(xù)近接下穿京昆高速公路大橋4座獨(dú)樁基礎(chǔ)的百米高墩，其中最近的橋墩距隧道邊緣僅5m，橋墩基底位于拱頂上18m，城門洞大橋?yàn)檫B續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，4座橋墩高124～138m，每個(gè)橋墩單樁荷載1.2～1.4萬噸，為世界上隧道近接施工方面下穿構(gòu)筑物最大荷載，地質(zhì)為片巖，極為破碎。

埡口隧道遠(yuǎn)離橋墩側(cè)導(dǎo)洞先行開挖通過橋墩，靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)洞及隧道上半斷面縱向分三段開挖。雙側(cè)導(dǎo)洞開挖完成后保證隧道邊墻先施工，上半斷面開挖后初期支護(hù)能及時(shí)落在邊墻上，有效控制初期支護(hù)下沉，并結(jié)合地表預(yù)應(yīng)力錨索，通過調(diào)整錨索預(yù)應(yīng)力來控制橋墩偏移。成功的將橋墩沉降控制在6mm以內(nèi)、偏移值控制在4mm以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了在保證高速公路正常運(yùn)營的前提下，隧道下穿高橋墩施工，保證了埡口隧道施工及京昆高速公路城門洞大橋運(yùn)營安全。

以上所述只是用圖解說明本發(fā)明破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
破碎巖石隧道下穿陡坡高橋墩的施工方法，以有效控制隧道高橋墩段橋墩的沉降和偏移，加強(qiáng)破碎巖石隧道下穿高橋墩的安全可靠性。包括如下步驟：①于臨近橋墩邊坡施作地表錨索；②施作遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑超前支護(hù)，開挖遠(yuǎn)離橋墩側(cè)小導(dǎo)坑，并施作該側(cè)導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，澆筑該側(cè)矮邊墻；③施作縱向第一段范圍內(nèi)超前支護(hù)；④施作縱向第一段范圍內(nèi)靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑超前支護(hù)，開靠近橋墩側(cè)小導(dǎo)坑，并施作該側(cè)導(dǎo)坑內(nèi)初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，澆筑該側(cè)矮邊墻；⑤分上中下三臺階開挖中部核心土，上臺階開挖施作臨時(shí)仰拱；⑥及時(shí)施作縱向第一段范圍內(nèi)拱部二次襯砌；⑦按照步驟③至步驟⑥順序施作縱向第二段；⑧按照步驟③至步驟⑥順序施作縱向第三段，完成隧道下穿高橋墩段施工。

技術(shù)研發(fā)人員：楊建民;張涵;喻渝;岳磊;余大龍;陶偉明;康芮;朱麟晨;馬婷婷;王磊;舒東利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.04
技術(shù)公布日：2017.09.12