一种桥隧相接处的隧道基础结构及其施工方法与流程

本发明涉及桥隧接口工程应用，特别是一种桥隧相接处的隧道基础结构及其施工方法。

背景技术：

1、山区高度的桥隧相接处隧道洞口的基底承载力多会受到桥台建设的影响。修建好隧道后，在建设桥台时，桥台位置下挖，隧址处岩土体在该方向的侧限失效，原有力学平衡被打破，岩土体不可避免发生水平及竖向变形直至新的平衡状态，或者直接发生垮塌破坏(此种情形下洞口基底将是回填渣土)，影响隧道洞口基底的承载力。并且，桥台桩基在旋挖钻或冲击钻施工中，不可避免对桩基邻近区域造成较大扰动，影响洞口基底的承载力。故在运营阶段，隧道洞口处路面出现下沉或开裂等病害，影响通车安全，也影响桥梁的耐久性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：解决现有技术存在的桥隧相接处施工时先施工隧道、再在桥台位置下挖、容易导致隧道明洞底土体朝向桥台一侧的侧限失效，进而影响隧道洞口的基底承载力的问题，提供了一种桥隧相接处的隧道基础结构及其施工方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种桥隧相接处的隧道基础结构，包含混凝土基础和支撑桩，所述混凝土基础设置于桥隧相接处的明洞的下方，所述支撑桩两端分别伸进所述混凝土基础和所述明洞下方的岩层，所述混凝土基础的底面所在的高度不超过桥台的桩基顶面所在的高度。

4、通过在隧道明洞的下方设置混凝土基础和支撑桩，且混凝土基础的底面高度不超过桩基顶面的高度，则在后续施工桥台时下挖深度不会超出混凝土基础底面的高度，尽可能避免对混凝土基础造成扰动，避免开挖影响明洞的稳定性。支撑桩两端分别伸进混凝土基础和明洞下方的岩层，则明洞的重量能够通过混凝土基础和支撑桩传递到岩层，在建设桥台时开挖明洞下方的土体，能够尽可能避免对明洞造成扰动。

5、作为本发明的优选方案，所述混凝土基础的厚度从靠近所述桥台一端向靠近暗洞的一端减小。

6、越靠近桥台开挖深度越大，尽可能避免后期修筑桥台时扰动明洞的基础稳定性。且靠近暗洞的开挖深度减小，尽可能减少开挖，尽可能保证暗洞结构和山坡的稳定性。

7、作为本发明的优选方案，所述混凝土基础的底面呈台阶状。

8、混凝土基础的台阶状呈底面，且靠近桥台的一端厚度更大，相较于斜面的混凝土基础更加稳定，利于保证明洞基础的稳定性。

9、作为本发明的优选方案，所述支撑桩伸入岩层的长度大于或等于1m，所述支撑桩伸入所述混凝土基础的长度大于或等于20cm。

10、支撑桩伸入岩层的长度大于或等于1m，则在其相邻的支撑桩钻进岩层时，能够尽可能避免对已经固定的支撑桩产生扰动。支撑桩伸进混凝土基础20cm，二者形成刚性连接，则能够尽可能避免因为支撑桩伸入混凝土基础的长度太短使得混凝土基础对支撑桩伸入岩层区域的弯矩过大。

11、作为本发明的优选方案，当所述明洞所在的山坡和水平面的夹角大于30°时，所述支撑桩直径在80～150mm之间。

12、山坡角度大于30°即为高陡山坡，则隧道的操作平台面积有限，使用直径在80～150mm之间的支撑桩更加便于操作，也能够减少造价。

13、作为本发明的优选方案，所述混凝土基础伸出所述明洞1～1.5m。

14、混凝土基础伸出明洞1～1.5m，用于隧道和桥梁之间的过渡，尽可能避免隧道和桥梁之间的路面出现凸起或凹陷影响后续的运营。

15、作为本发明的优选方案，所述支撑桩为钢筋混凝土灌注桩。

16、采用混凝土灌注桩的形式，且支撑桩伸入岩层，能够对支撑桩周边的土石起到一定的固结作用。

17、一种桥隧相接处的隧道基础结构的施工方法，包含如下步骤：

18、s1、开挖隧道并施作暗洞仰拱；

19、s2、从隧道明洞位置下挖，下挖深度等高或低于桥台桩基顶面的标高；

20、s3、在所述明洞下方间隔设置若干支撑桩，所述支撑桩底端伸进所述明洞下方的岩层，所述支撑桩顶端到所述明洞的仰拱的距离大于0；

21、s4、在所述明洞下方回填混凝土形成混凝土基础，所述混凝土基础的底面和所述桥台桩基的顶面等高，所述混凝土基础的顶面和明洞仰拱的底面等高，所述支撑桩伸进所述混凝土基础；

22、s5、浇筑明洞仰拱、隧道明洞以及隧道暗洞的二次衬砌结构，完成隧道的施工。

23、先进行暗洞仰拱的施工，能够使得暗洞的初期支护完成闭环，利于增强暗洞的结构稳定性，在后续开挖明洞下方土体的时候也能够尽可能保证暗洞的稳定性。隧道明洞底至少开挖到桥台桩基顶面的标高处，则回填混凝土的时候混凝土底面的高度等于或低于桥台桩基顶面的高度，在后续开挖修筑桥台时，下挖深度不会超出混凝土基础底面的高度，尽可能避免对混凝土基础造成扰动，避免开挖影响明洞的稳定性。支撑桩到明洞仰拱的距离大于0，且支撑桩伸入混凝土基础，则明洞的重量通过混凝土基础均匀传递至支撑桩。支撑桩的底端伸入明洞下方的岩层，则明洞的重量直接传递到岩层，在后续建造桥台开挖土体的时候，尽可能避免因为明洞下方土体受到扰动，影响明洞的稳定性的情况。

24、作为本发明的优选方案，步骤s4中回填混凝土的时候分层浇筑，相邻的两层混凝土层之间通过连接钢筋连接。

25、分层浇筑混凝土基础，能够尽可能保证每一层的混凝土都振捣充分，避免影响混凝土基础的强度，影响明洞的结构稳定性。因为混凝土是分层浇筑的，故相邻的混凝土层存在施工缝，影响混凝土基础的强度，故设置连接钢筋连接相邻的混凝土层。

26、作为本发明的优选方案，步骤s1之前还包含在所述桥台的预定位置开挖土体并施工所述桥台的桩基，施工所述桥台的桩基完成后在开挖的区域回填土至原本高度，修整回填土得到隧道的施工平台。

27、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

28、1、一种桥隧相接处的隧道基础结构，隧洞明洞下方设置有混凝土基础和支撑桩，混凝土基础底面的高度等于或低于桩基顶面的高度，支撑桩两端分别伸进混凝土基础和明洞下方的岩层，则在后续建设桥台开挖土体时，不会开挖到混凝土基础的下方，且开挖后对明洞下方的土体产生了扰动从而影响了明洞下方的土体的承载力时，支撑桩能够承托起明洞。解决了现有技术存在的桥隧相接处施工时先施工隧道、再在桥台位置下挖、容易导致隧道明洞底土体朝向桥台一侧的侧限失效，进而影响隧道洞口的基底承载力的问题。

29、2、一种桥隧相接处的隧道基础结构的施工方法，先开挖隧道并施作暗洞的仰拱，使得隧道暗洞的初期支护闭环，避免后续开挖隧道明洞下方土体的时候对暗洞造成过大的干扰；之后开挖隧道明洞下方的土体至顶面高度不超过桥台桩基顶面的高度，之后再在明洞下方设置混凝土基础和若干支撑桩，混凝土基础的顶面和明洞仰拱的底面等高，支撑桩伸进明洞下方的岩层，使得明洞的重量能够通过混凝土基础和支撑桩传递到岩层，在建设桥台时开挖明洞下方的土体，能够尽可能避免对明洞造成扰动，解决了现有技术存在的桥隧相接处施工时先施工隧道、再在桥台位置下挖，容易导致隧道明洞下方土体朝向桥台一侧的侧限失效，进而影响隧道洞口的基底承载力的问题。