一种隧道进口仰坡加固方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道进口仰坡加固方法。


背景技术：

2.隧道在施工时，隧道进口端的边仰坡需要进行清方和加固，以避免后期使用时有危岩掉落造成安全隐患，但由于边坡内部应力复杂，边仰坡的开挖本身就具有稳定性风险，开挖过程中一旦处理不好，扰动较大很容易出现仰坡局部坍塌的问题，而且有些地方的隧道进口端地形陡峭，坡度达60
°
～75
°
，且局部倒悬，削坡高度较高，不仅施工难度大、施工风险高，而且施工效率不足。因此当遇到大角度边仰坡时，如何改进设计理念，如何进行合理有效支护，如何安全高效施工，成为亟需解决的技术问题。
3.为此专利号为“202011269626.4”，专利名称为“一种巨跨隧道洞口内外交互式开挖及支护方法”公开了一种仰坡清方加固方法，包括以下步骤：s1，由上至下开挖上层仰坡及下层仰坡，并爆破各级仰坡面至设计标高，爆破各级仰坡平台至设计标宽；s2，在上层仰坡开挖过程中，对各级仰坡面进行锚喷支护；s3，开挖至下层仰坡时，在下层仰坡的各级仰坡面上打设水平锚索支护，并在相应的各级仰坡平台上设置对拉锚索地梁；s4，在隧道洞口开辟工作面向洞内推进时，预留中岩柱作为洞口临时支撑结构；s5，在隧道另一侧同步开辟洞内工作面向洞外开挖时，及时在隧道拱顶打设系统锚索支护以及系统锚杆支护，当隧道开挖至下层仰坡的正下方时，在设置于下层仰坡各级仰坡平台上的对拉锚索地梁上打设贯穿隧道拱顶的对拉锚索支护；s6，待洞口围岩稳定后，拆除预留的中岩柱。通过将边仰坡分成层，分级的进行开挖，并在各级开挖过程中配合各类支护结构及时支护，能够显著改善仰坡岩体破碎性，提高仰坡整体性，同时降低开挖过程中对仰坡的扰动。但上述专利中仰坡的开挖设计方案仍不够合理，且支护时需要各种锚护交互配合，锚护过程十分繁琐、复杂，难以提高施工效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种隧道进口仰坡加固方法，采用了由上到下分层、分段、分级的方式进行开挖，能够尽可能的减小对边仰坡的扰动，同时在开挖过程中，通过采用逐级锚护的方式与开挖过程相匹配，能够降低因开挖扰动而导致的边仰坡出现坍塌的问题，并在锚护后提高边仰坡的整体性和稳定性，避免后期出现塌落问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明公开了一种隧道进口仰坡加固方法，包括以下步骤：
6.s1、将隧道进口端上方的隧道边仰坡由上至下划分成上层仰坡和下层仰坡并依次开挖，开挖时在所述上层仰坡和所述下层仰坡之间开挖出仰坡平台；
7.s2、将所述上层仰坡由上到下划分成多段施工区并依次开挖，开挖时在各段施工区之间开挖出仰坡平台，且开挖各段施工区时，将各段施工区由上到下划分成多级区域进行开挖，并逐级进行锚护；
8.s3、清顺所述下层仰坡，在所述下层仰坡的仰坡面上进行锚护。
9.优选地，每级区域内由上到下均划分成两级台阶段进行施工。
10.优选地，步骤s2中逐级锚护时，对每段施工区进行锚杆框架梁的施工，然后在所述锚杆框架梁内喷锚网护坡。
11.优选地，步骤s3中对所述下层仰坡的仰坡面上进行锚护时，采用分段间隔施工锚杆框架梁和锚索框架梁方式，并在所述锚杆锚杆框架梁和所述锚索框架梁内喷锚网护坡。
12.优选地，施工所述锚索框架梁时，在所述锚索框架梁上施工锚杆进行加固。
13.优选地，所述下层仰坡以及各段施工区的坡率均为1:0.75，开挖所述下层仰坡以及各段施工区时断面之间需平顺过渡，开挖的范围左、右两侧需与自然坡面渐变顺接，横向顺接坡率不陡于1：1.25，顺接处不应留有突变陡坎。
14.优选地，开挖所述下层仰坡以及各段施工区时，在坡面上间距设置泄水孔，且所述泄水孔上下错开布置，所述泄水孔内设置pvc花管。
15.优选地，所述下层仰坡的中部设有深层仰斜排水孔。
16.优选地，包括以下步骤：s0、施工作业前，对所述上层仰坡上方的仰坡危石进行清除、嵌补以及支顶，并在所述上层仰坡上方的仰坡面设置一道被动防护网。
17.优选地，步骤s0中还包括，在所述下层仰坡的坡脚的外侧设置天沟。
18.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
19.1.本发明中在进行隧道边仰坡开挖时，采用了由上至下分层、分段、分级的方式进行开挖，能够尽可能的减小对边仰坡的扰动，同时在开挖过程中与开挖过程相匹配进行逐级锚护，能够提高边仰坡的稳定性、整体性，尽可能降低因扰动导致边仰坡出现坍塌的问题。
20.2.本发明中在进行隧道边仰坡开挖时，在分级开挖时，将每一级区域进一步细分，将每级区域内由上到下均划分成两级台阶段进行施工，进一步降低对边仰坡扰动，保证施工过程中的安全。
21.3.本发明中在对上层仰坡锚护时，采用了锚杆框架梁和喷锚网护坡结合的方式，对边仰坡进行锚护，不仅锚护方式简单，而且锚护效果好。
22.4.本发明中在对下层仰坡锚护时，采用了锚杆框架梁和锚索框架梁分段间隔施工方式，锚杆锚固以及锚索张拉锚护方式相互配合，锚护方式简单，且能够提高边坡的整体防护强度。
23.5.本发明中在施工作业前，对上层仰坡上方的仰坡危石进行清除、嵌补以及支顶，并在上层仰坡上方的仰坡面设置一道被动防护网，避免落石砸伤工人保证施工时的安全。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为隧道进口仰坡处理纵断面图；
26.图2为上层仰坡施工区域划分图；
27.图3为锚索框架梁的示意图；
28.图4为锚索框架梁架设锚杆后的示意图。
29.附图标记说明：1、上层仰坡；2、下层仰坡；3、仰坡平台；4、第一施工区；5、第二施工区；6、第三施工区；7、锚杆框架梁；8、喷锚网护坡；9、锚索框架梁；10、框架梁；11、锚杆；12、锚索；13、深层仰斜排水孔；14、被动防护网；15、天沟；16、第一级区域；17、第二级区域；18、第三级区域；19、第四级区域；20、一级台阶；21、二级台阶；22、三级台阶；23、四级台阶；24、五级台阶；25、六级台阶；26、七级台阶；27、八级台阶。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本实施例提供了一种隧道进口仰坡加固方法，如图1至图4所示，包括以下步骤：
32.s1、将隧道进口端上方的隧道边仰坡划分成上层仰坡1和下层仰坡2，然后由上至下依次进行开挖，开挖时在上层仰坡1和下层仰坡2之间开挖出仰坡平台3；
33.s2、开挖上层仰坡1时，将上层仰坡1由上到下划分成多段施工区，并由上至下依次开挖，开挖时要在各段施工区之间开挖出仰坡平台3，且开挖各段施工区时，将各段施工区由上到下划分成多级区段进行开挖，并逐级进行锚护；
34.s3、清顺下层仰坡2，在下层仰坡2的仰坡面上进行锚护，等锚护完成后，便可施工隧道洞门和桥台。
35.具体的以高度在100m以上的仰坡为例：
36.对隧道进口端左中线左15m及右中线右25m范围内边仰坡进行清方，上层仰坡1高度为60m，下层仰坡2的高度为85m。并将上层仰坡1分成三段施工区，由上至下依次为第一施工区4、第二施工区5和第三施工区6，每段高度均为20m。第一施工区4、第二施工区5和第三施工区6又各自划分成四级区域，由上至下依次为第一级区域16、第二级区域17、第三级区域18、第四级区域19，每级区域高度均为5m。仰坡平台3的宽度均为2m。清方时采用采用机械开挖方式，逐级、逐段、逐层的进行开挖，具体施工时，土方由挖掘机开挖，岩石采用风动凿岩机、潜孔钻配合着力特达裂石棒和破碎锤进行开挖。
37.本实施例中，如图1至图4所示，将每级区域在进行划分，具体的由上到下划分成两级台阶段，然后由上至下依次开挖，能够最大限度上的减小对边仰坡自身的扰动，避免应力紊乱，出现塌落的情况。具体的还是以高度在100m以上的仰坡为例，参考图2所示：第一级区域16划分成一级台阶20和二级台阶21，第二级区域17划分为三级台阶22和四级台阶23，第三级区域18划分为五级台阶24和六级台阶25、第四级区域19划分为七级台阶26和八级台阶27。
38.本实施例中，如图1至图4所示，在步骤s2中逐级锚护时，对每段施工区进行锚杆框架梁7的施工，然后在锚杆框架梁7内喷锚网护坡8。即挖完一段区域后，便可搭设钢管脚手架工作平台，进行绑扎钢筋骨架，立模浇筑锚杆框架梁7。然后该段区域完成后转入下一段区域施工，直至所有施工区域边坡防护加固施工完成。锚杆框架梁7参考图1和图4所示，主
要包括正方形的框架梁10和锚杆11，锚杆11设置在框架梁10的节点上，锚杆11锚固在边仰坡内。
39.具体的以高度在100m以上的仰坡为例：框架梁10上的节点间距为4m，锚杆11与水平方向成20
°
施作，钻孔直径为110mm，孔内灌注m35水泥砂浆，注浆压力不小于0.4mpa。锚杆11采用单根ф32hrb400螺纹钢筋制作，锚杆11总长为12m。喷锚网护坡8时，分两次机械喷射，喷射c25混凝土厚10cm，中间铺设一层镀锌机编钢丝网，锚孔采用ф49钻孔，锚网采用ф20mmhrb400钢筋制作而成的锚杆11进行固定，长3.5m，间距2m。
40.本实施例中，如图1至图4所示，步骤s3中对下层仰坡2的仰坡面上进行锚护时，采用分段间隔施工锚杆框架梁7和锚索框架梁9方式，并在锚杆锚杆框架梁7和锚索框架梁9内喷锚网护坡8。锚索框架梁9与锚杆框架梁7类似，主要包括方形的框架梁10和锚索12，锚索12锚固在边仰坡的基岩中。
41.具体的以高度在100m以上的仰坡为例，参考图1：
42.下层仰坡2的由上至下，依次为锚杆框架梁7段、锚索框架梁9段、锚杆框架梁7段、锚索框架梁9段、锚杆框架梁7段。锚索框架梁9的框架梁10的节点间距为4m。锚索12设置在框架梁10的节点上。锚索12均为单孔4束，锚索12钻孔采用ф115mm钻孔，与水平面下倾角呈20
°
，每孔锚索12设计锚固段长10m，且全部锚入基岩中，自由段长15m，设计锁定张拉力400kn，每束锚索均采用7根ф15.2mm高强度、低松弛钢绞线制作，其抗拉强度不得低于1860mpa，自由段采用塑料套管隔离防护，裸露部分需作防腐处理，全孔范围内采用不低于m35水泥砂浆灌注，注浆压力0.6～0.8mpa，锚头采用c35砼封闭。喷锚网护坡8时，分两次机械喷射，喷射c25混凝土厚10cm，中间铺设一层镀锌机编钢丝网，锚孔采用ф49钻孔，锚网采用ф20mmhrb400钢筋制作而成的锚杆11进行固定，长3.5m，间距2m。
43.进一步，本实施例中，如图1至图4所示，施工锚索框架梁9时，在锚索框架梁9的框架梁10的节点上施工锚杆11进行加固，从而显著提高锚护效果。
44.本实施例中，如图1至图4所示，下层仰坡2以及各段施工区的坡率均为1:0.75，开挖下层仰坡2以及各段施工区时断面之间需平顺过渡，开挖的范围左、右两侧需与自然坡面渐变顺接，横向顺接坡率不陡于1：1.25，顺接处不应留有突变陡坎。
45.本实施例中，如图1至图4所示，开挖下层仰坡2以及各段施工区时，在坡面上间距设置泄水孔，且泄水孔上下错开布置，泄水孔内设置pvc花管。具体的以高度在100m以上的仰坡为例：坡面每3m间距设一泄水孔，泄水孔上下错开布置，泄水孔加深至3.0m，内设长3.0mф42pvc花管。
46.进一步，本实施例中，如图1至图4所示，在下层仰坡2的中部设有深层仰斜排水孔13，以进行排水。具体的以高度在100m以上的仰坡为例：下层仰坡2的中部总共设置两排深层仰斜排水孔13，深层仰斜排水孔13横向间距4m，深层仰斜排水孔13孔深30m，仰角为6
°
。
47.本实施例中，如图1至图4所示，包括以下步骤：s0、施工作业前，先对上层仰坡1上方的仰坡危石进行清除、嵌补以及支顶，并在上层仰坡1上方的仰坡面设置一道被动防护网14，以确保施工安全，可采用柔性防护网。具体的以高度在100m以上的仰坡为例：在坡顶处坡面危石来源侧设置一道被动防护网14，被动防护网14的高为6m，长约为70m。
48.进一步，本实施例中，如图1至图4所示，施工作业前，在隧道洞口左侧修建施工设备及人员进场道路，在临近施工便道处设置一座拦渣墙，上部设置防护排架，作为开挖后弃
渣、滚石消能坑，内部设置废旧轮胎缓冲层，同时满足下步机械车辆出渣要求。安装缆索吊，运输边坡防护所需的钢材、混凝土、小型机械设备以及卷扬机等。在洞口压风站和配电柜接风管及电线上山，保证施工高压供风、供电。
49.本实施例中，如图1至图4所示，在下层仰坡2的坡脚的外侧设置天沟15进行排水。
50.发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。