一种巨型松散岩堆隧道进口堆载反压加固结构

摘要

一种巨型松散岩堆隧道进口堆载反压加固结构，从防护高程处向下设置有多级呈阶梯状副堤，多级副堤采用块石土填料填筑；多级副堤的平台以下坡面均采用双层干砌片石防护，双层干砌片石防护下面设有碎石垫层；坡脚处设有混凝土挡墙；上游侧护坡与副堤多级平台相接采用上游侧锥体坡面，上游侧椎体坡面采用浆砌片石护坡防护，护坡下设有碎石垫层，基础采用C35混凝土勺型基础；下游侧护坡与副堤多级平台相接采用下游侧椎体坡面，下游侧锥体坡面采用双层干砌片石护坡防护，护坡下设有碎石垫层，基础采用混凝土条型基础；在二级、三级平台大里程侧设有混凝土抗滑桩，桩顶设置系梁。本结构防护强度大，防护范围和防护效果全面，避免岩堆地段出现坍塌，从而保证线路运行的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道领域，特别涉及一种巨型松散岩堆隧道进口堆载反压加固结构。

背景技术

大前石岭隧道进口岩堆的规模极大，岩堆范围包括了隧道进口的几乎整个山体，自然坡度26°～38°，岩堆厚度为26.3～48.4米，岩堆体下部依山体延伸到河中。岩堆主要由大小不一的块石组成，岩质为早震旦系钓鱼台组(Z1d)石英砂岩，块石直径多在0.5m～1.5m之间，大者2～3m，块径总体较为均一，呈松散架空结构，基本无粘接，无碎块石及细粒土充填，无分选，岩堆的空隙率达40％-50％。大前石岭隧道从巨型岩堆中上部穿过，隧道顶部岩堆最大厚度50米，隧道底部离岩堆底基岩高度达32米以上。

地方政府在该段范围内同时有水库规划，水库蓄水后，对周围边岸会产生不同程度影响，尤其是岩堆地段，最易产生水库坍岸问题，进而影响到线路的运营安全，为此，在铁路工程实施的同时，对可能影响线路安全的范围需要采取坍岸防护措施。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种防护强度大，防护范围和防护效果全面，避免岩堆地段出现坍塌，从而保证线路运行的安全性的巨型松散岩堆隧道进口堆载反压加固结构。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种巨型松散岩堆隧道进口堆载反压加固结构，其特征在于：

从防护高程处向下设置有多级呈阶梯状副堤，多级副堤采用块石土填料填筑；多级副堤的平台以下坡面均采用双层干砌片石防护，双层干砌片石防护下面设置有碎石垫层；坡脚处设置有混凝土挡墙；

上游侧护坡与副堤多级平台相接采用锥体坡面，该椎体坡面为上游侧椎体坡面,上游侧椎体坡面采用浆砌片石护坡防护，护坡下设有碎石垫层，基础采用C35混凝土勺型基础；

下游侧护坡与副堤多级平台相接采用椎体坡面，该椎体坡面为下游侧椎体坡面,下游侧锥体坡面采用双层干砌片石护坡防护，护坡下设有碎石垫层，基础采用混凝土条型基础；

在二级、三级平台大里程侧设置有混凝土抗滑桩，每处多根，按间距设置，桩顶设置系梁。

进一步的：阶梯状副堤为三级，三级副堤的平台以下坡面采用的双层干砌片石防护的每层厚度为0.3m，双层干砌片石防护下面设置的碎石垫层厚度为0.15m；坡脚处设置的混凝土挡墙的墙高为4m。

进一步的：上游侧锥体坡面的坡率不陡1:2.0，该椎体坡面采用M7.5浆砌片石护坡防护，护坡厚度为0.6m，且护坡下设置的碎石垫层的厚为0.15m。

进一步的：下游侧锥体坡面坡率不陡1:2.0，下游侧锥体坡面采用的双层干砌片石护坡防护的每层护坡厚度为0.3m，且护坡下设置的碎石垫层的厚为0.15m。

进一步的：混凝土抗滑桩采用直径为2.0m的C45混凝土抗滑桩，原地面以下每处5根，桩间距2.2m；地面以上每处3根，桩间距4.4m。

进一步的：块石土填料中选用不易风化，尖棱状为主的石块，填料粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50％，填料的最大粒径小于300mm或摊铺厚度的2/3；填料的压实标准采用地基系数作为控制指标，地基系数K/30不小于130MPa/m。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明采用大规模块石土反压碾压密实，较混凝土或其他防护设施耐久性更好，防护强度更大，防护范围和防护效果更全面。

2、本发明相较于现有较困难的防护措施或防护方案，施工工艺比较简单，工效高，施工机械设备配置要求低，施工质量容易控制，施工安全风险小，总的施工管理成本较低。

3、本发明可以充分利用隧道弃碴，具有很好的环保性，能满足当地政府较高要求的环保政策。

4、本发明在今后铁路投入运营以后，维修保养工作较少，维修风险也更小，管理成本更低。

5、本发明从技术、经济、安全、环保等多方位比选，属互斥型方案，效果较优。

附图说明

图1是本发明岩堆加固平面示意图；

图2是本发明岩堆加固剖面示意图；

图3是本发明抗滑桩布置示意图；

图4是本发明勺形基础示意图；

图5是本发明条形基础示意图；

图6是本发明混凝土挡土墙示意图。

图中：1、一级平台；2、二级平台；3、三级平台；4、一级坡面；5、二级坡面；6、三级坡面；7、混凝土挡墙；7-1、泄水孔；8、上游侧椎体坡面；9、C35混凝土勺型基础；10、下游侧椎体坡面；11、C35混凝土条型基础；12、抗滑桩；13、系梁。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并结合附图详细说明如下：

如图1和2，坡面防护宽度为165m(不含锥体护坡)，即：33#墩至37#台段设置副堤对既有岩堆进行加固，顶面高程为431.1m。

防护高程处向下设置阶梯状副堤，附图中为三级阶梯状副堤，但不限于三级，对既有岩堆进行加固，副堤采用块石土填料填筑，副堤平台以下坡面采用双层干砌片石护坡防护，每层护坡厚度进一步优选为0.3m，双层干砌片石护坡防护下面设置有碎石垫层，碎石垫层的厚度进一步优选取0.15m。对于上述三级阶梯状副堤而言，副堤平台由高位到低位依次为一级平台1、二级平台2和三级平台3，该三级平台以下坡面分别为一级坡面4、二级坡面5和三级坡面6。坡脚处设置有混凝土挡墙7。

块石土填料选材及压实标准优选满足如下要求：

①块石土填料中宜选用不易风化，尖棱状为主的石块，填料粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50％。

②填料的最大粒径不宜大于300mm或摊铺厚度的2/3。

③高程小于425.5m边坡最外侧5m范围内填料选取大粒径填料，并填筑整齐。

④填料的压实标准采用地基系数作为控制指标，地基系数K/30不小于130MPa/m。

如图2和6，混凝土挡墙进一步优选为4m高C35混凝土挡墙。挡土墙墙高4m，墙高在附图中用H标注。顶宽1.8m，墙胸、背坡均为1:0.25。沿墙长每隔10～20m设一道伸缩缝，缝宽0.02m，缝内沿内、外、顶三边填塞沥青麻筋，深0.2m。墙身露出地面部分，距墙顶1m处设置一排泄水孔7-1，间距3.0m，泄水孔采用φ10cmPVC管。墙前基坑以原土回填夯实，墙后基坑以原土回填，压实标准应满足Evd≥30Mpa。挡墙基底水平，基底埋置深度不小于一般冲刷线深度以下1m，并置于稳定地层中。

如图1，上游侧护坡与副堤三级平台相接时采用锥体坡面，该椎体坡面为上游侧椎体坡面8，坡率进一步优选不陡于1:2.0，锥体坡面采用M7.5浆砌片石护坡防护，护坡厚度进一步优选为0.6m，其下设碎石垫层，碎石垫层厚度进一步优选为0.15m。护坡沿线路方向每隔15～20m设伸缩缝一道，缝宽0.02m，缝内填塞沥青麻筋(或沥青木板)，深0.2m。护坡坡面每隔2～3m上、下、左、右交错设置泄水孔，泄水孔采用PVC管，管径为0.1m，坡度为4％，PVC管进水侧采用透水土工布包裹。基础采用C35混凝土勺型基础9，如图1和4所示。

如图1，下游侧护坡与副堤多级平台相接采用椎体坡面，该椎体坡面为下游侧椎体坡面10，下游侧锥体坡面采用双层干砌片石护坡防护，每层护坡厚度进一步优选为0.3m，锥体坡面坡率进一步优选为不陡于1:2.0。护坡下设有碎石垫层，碎石垫层厚度进一步优选为0.15m。基础采用C35混凝土条型基础11，如图1和5所示。

如图2和3，在二级、三级平台端设置混凝土抗滑桩12，每处多根，按间距设置，桩顶设置系梁13。在本发明中，抗滑桩进一步优选为直径为2.0m的C45混凝土抗滑桩，具体布置为：原地面以下每处5根，桩间距2.2m；地面以上每处3根，桩间距4.4m；地面处设置系梁，系梁尺寸为长11.8m、宽3m、高1m。抗滑桩可以起到支挡滑体，稳定边坡，保护桥墩的作用。

如图2，副堤与33#桥墩交叉处沿剖面方向设置7m宽、垂直剖面方向8m宽平台，平台三周坡面坡率1:1.25,平台及坡面采用M7.5浆砌片石砌筑，厚0.4m。

本堆载反压加固结构除适用于大前石岭外，其他的隧道从类似的巨型松散岩堆穿过的地貌情况，也适用于本发明。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，均属于本发明的保护内容。