本实用新型涉及地层加固技术，具体涉及一种新建暗挖大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构。

背景技术：

近些年来，随着我国基础建设的持续深入发展，既有工程越来越多，因此，在新建工程中不可避免会遇到越来越多的下穿跨越既有线路工程的问题。例如，新建铁路或公路工程跨越既有铁路或公路工程的案例就越来越多，下穿跨越既有工程会受到场地条件的限制，对于新建工程所采用的施工方法也会随之发生改变，在这种施工环境下，往往许多常规的施工方法不再实用，必须根据新建工程实际环境条件而采取相应的应对措施，确保新建工程安全通过，而又不对周围环境、工程等造成影响。

当新建隧道近距离下穿下伏松散地层的高填土路堤高速公路时，显然采用常用的明挖进洞施工方法不可行，暗挖法成为可供选择的唯一施工方法。在这种情况下，面对地层松散的地质情况时，事先对地层加固处理很有必要，且其措施的得当与否直接影响既有线路工程的安全。因此，如何处理好隧道上覆松散地层是新建下穿隧道工程建设必须要解决的关键问之一。

松散土层围岩稳定性差，隧道施工下穿时，如果只在隧道内部采用管棚、围岩注加固浆等措施，很难保证施工过程中隧道上方覆盖地层稳定性，会给施工安全及上覆道的正常安全运营带来极大风险，从地表对地层进行加固，既可以保证下穿隧道安全跨越既有工程，又可以保证上覆道路正常运营。基于此，提出了一种适合用于大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构，通过注浆钢管和其管内及管周填充的混凝土对施工隧道上方和左右两侧松散地层的加固作用，可有效防止下穿大断面隧道施工过程中由于土层松散造成的坍塌事故发生，为施工时近距离跨越大断面隧道的松散高填土路堤提供安全保障。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构，包括多个钢管注浆加固结构，所述钢管注浆加固结构沿隧道开挖轮廓面的纵向延伸方向由前至后布设，所述钢管注浆加固结构位于隧道开挖轮廓面外侧；

所述钢管注浆加固结构包括第一注浆钢管、第二注浆钢管和混凝土加固层，所述第一注浆钢管和第二注浆钢管竖直均匀布设在同一个隧道横断面上，且第一注浆钢管和第二注浆钢管的上端口与地表面齐平，所述第一注浆钢管位于隧道开挖轮廓面左右两侧且其下端口穿入隧道底部基岩线下方，所述第二注浆钢管位于隧道开挖轮廓面上方，所述第一注浆钢管和第二注浆钢管的管内及管周均填充混凝土，所述第一注浆钢管和第二注浆钢管与隧道开挖轮廓面之间均填充混凝土。

本方案中，所述第一注浆钢管及其管内及管周填充的混凝土是对施工隧道开挖轮廓面左右两侧的松散地层进行注浆加固作用，所述第二注浆钢管及其管内及管周填充的混凝土是对施工隧道开挖轮廓面上方的松散地层进行注浆加固作用；通过注浆钢管和混凝土，在施工隧道开挖轮廓面周围形成一个加固拱，并与基岩一起形成一个强度足够高的环状保护结构；对注浆钢管进行注浆时，注浆压力不小于2MPa。

作为优选的技术方案，多个所述钢管注浆加固结构均匀布设，且相邻两个所述钢管注浆加固结构的间距为80～120cm。

作为优选的技术方案，相邻两个所述注浆钢管的间距为80～120cm。

作为优选的技术方案，所述注浆钢管的外径均相同，其外径为40～45mm。

作为优选的技术方案，左右两侧靠近开挖轮廓面的所述第一注浆钢管分别与开挖轮廓面左右两侧弧线的间距为100～110cm。

作为优选的技术方案，所述第一注浆钢管下端口穿入隧道底部基岩线以下90～ 110cm。

作为优选的技术方案，所述第一注浆钢管形成的左右两侧的注浆加固结构宽度相同，左右两侧宽度分别为200～220cm。

作为优选的技术方案，所述第二注浆钢管下端口与开挖轮廓面上弧线的间距为100～ 110cm。

作为优选的技术方案，位于隧道开挖轮廓面1左右两侧的所述混凝土2由高强无收缩灌浆料与水按质量比0.3～0.5:1混匀而得。

作为优选的技术方案，位于隧道开挖轮廓面1上方的所述混凝土2由普通硅酸盐水泥与水按质量比0.9～1.1:1混匀而得。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过钢管注浆和其管内及管周填充的混凝土对施工隧道上方和左右两侧的松散土层的加固作用，在隧道开挖轮廓面周围形成一个加固拱，并与基岩一起形成一个强度足够高的环状结构，可有效防止下穿大断面隧道施工过程中由于土层松散造成的坍塌事故发生，为施工时近距离跨越大断面隧道的松散高填土路堤提供安全保障；

2、本实用新型操作简单，加快施工进度。

附图说明

图1为本实用新型大断面隧道下穿松散高填土路堤加固结构剖面图；

图2为本实用新型大断面隧道下穿松散高填土路堤加固结构俯视图；

图3为本实用新型注浆加固施工流程图；

图中：1、隧道开挖轮廓面；2、混凝土；3、第一注浆钢管；4、第二注浆钢管；5、地表面；6、基岩线；7、钢管注浆加固结构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

在本实施例中，如图1～2所示，一种大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构，包括多个钢管注浆加固结构7，所述钢管注浆加固结构7沿隧道开挖轮廓面1的纵向延伸方向由前至后布设，所述钢管注浆加固结构7位于隧道开挖轮廓面1外侧；

所述钢管注浆加固结构7包括第一注浆钢管3、第二注浆钢管4和混凝土加固层，所述第一注浆钢管3和第二注浆钢管4竖直均匀布设在同一个隧道横断面上，且第一注浆钢管3和第二注浆钢管4的上端口与地表面5齐平，所述第一注浆钢管3位于隧道开挖轮廓面1左右两侧且其下端口穿入隧道底部基岩线6下方，所述第二注浆钢管4位于隧道开挖轮廓面1上方，所述第一注浆钢管3和第二注浆钢管4的管内及管周均填充混凝土2，所述第一注浆钢管3和第二注浆钢管4与隧道开挖轮廓面1之间均填充混凝土2。

其中，多个所述钢管注浆加固结构7均匀布设，且相邻两个所述钢管注浆加固结构7 的间距为80～120cm。

相邻两个所述注浆钢管的间距为80～120cm。

所述注浆钢管的外径均相同，其外径为40～45mm。

左右两侧靠近开挖轮廓面的所述第一注浆钢管3分别与开挖轮廓面左右两侧弧线的间距为100～110cm。

所述第一注浆钢管3下端口穿入隧道底部基岩线6以下90～110cm。

所述第一注浆钢管3形成的左右两侧的注浆加固结构宽度相同，左右两侧宽度分别为200～220cm。

所述第二注浆钢管4下端口与开挖轮廓面上弧线的间距为100～110cm。

位于隧道开挖轮廓面1左右两侧的所述混凝土2由高强无收缩灌浆料与水按质量比 0.3～0.5:1混匀而得。

位于隧道开挖轮廓面1上方的所述混凝土2由普通硅酸盐水泥与水按质量比0.9～ 1.1:1混匀而得。

一种大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构的实施步骤如图3所示，具体实施步骤如下：

(1)前期准备工作

根据工程场地条件、地质条件等，确定地层注浆液浆种类、水灰比及注浆孔深度等参数，根据施工要求确定需要注浆加固的范围，根据基岩深度确定两侧注浆加固孔的深度。

(2)测量放线

确定注浆孔位置和范围。

(3)注浆施工

为控制浆液扩散范围，减少浆液浪费，达到预期加固目的，采用跳孔注浆，先外后内；先注左右侧两排，间隔孔进行注浆，形成注浆帷幕后再施做中心位置注浆孔，注浆钢管3采用高强无收缩灌浆料，注浆钢管4使用普通硅酸盐水泥，孔内采用后退式注浆方式，成孔后分段注浆，实现在同一孔内不同地层的针对性注浆，有效地填补地层的空隙，达到设计加固要求保证了工程质量，注浆时注浆压力不小于2MPa，注浆结束时，为保证钢管有足够的刚硬度，钢管内应注浆回填密实。

(4)注浆效果评定

注浆结束后，结合注浆过程中P-Q-t曲线、堵水率、等级区域分析及反算注浆后地层的浆液填充率判断注浆效果，确定是否需要采取补孔等加强措施，最终通过加固使隧道轮廓线外侧形成一个稳定的加固体，形成适用于大断面隧道下穿松散高填土路堤的加固结构，保证隧道安全施工。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。