【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于隧道工程施工與邊坡防護，具體涉及一種明挖隧道邊坡防護施工方法。
技術介紹
1、在明挖隧道工程中，邊坡穩定性控制是施工安全的核心問題。傳統邊坡防護方法常采用點式位移監測結合靜態錨桿支護，但實際應用中存在顯著缺陷：首先，常規監測手段（如測斜管、土壓力盒）布設密度低、覆蓋范圍有限，難以捕捉軟弱夾層區域的局部變形與滲流異常，導致滑移風險預警滯后；其次，錨桿支護多采用固定預應力設計，無法根據開挖過程中動態變化的應力場與滲流場進行實時調整，易出現支護剛度不足或過度約束現象，引發邊坡二次變形；此外，注漿加固工藝常因漿液滲透距離不足、與滲流通道匹配性差而形成加固盲區，而排水盲溝的級配設計與通水能力維護不足，易因濾層淤堵導致排水效率快速衰減。
2、上述問題的根源在于：1）監測系統空間分辨率不足，難以精準定位潛在滑移面與滲流路徑；2）支護參數與地質響應缺乏動態耦合機制，導致力學控制與變形發展脫節；3）注漿材料性能與滲流場演化規律未形成協同調控，排水結構抗淤堵能力與長期服役性能缺乏保障。特別是在富水砂層或軟弱夾層發育區域，滲流潛蝕作用會加速土體結構弱化，而傳統注漿材料難以在動水條件下有效滲透固結，進一步加劇了邊坡失穩風險?，F有技術嘗試通過加密監測點或提升注漿壓力進行改進，但前者顯著增加施工成本，后者可能破壞巖土體原生結構，均未能從根本上解決多物理場耦合作用下的邊坡穩定性控制難題。
技術實現思路
1、針對傳統邊坡防護方法存在監測覆蓋不足、支護參數靜態化、注漿與排水協同性差的問題，
2、為了實現本專利技術的這些目的和其它優點，本專利技術提供的一種明挖隧道邊坡防護施工方法，包括以下步驟：
3、1）在邊坡開挖前，沿隧道軸線兩側坡面預埋分布式光纖傳感器，分布式光纖傳感器的布設深度為邊坡設計高度的0.6-0.7倍，相鄰傳感器的水平間距為2.5-3.5m，垂直間距為1.8-2.2m，傳感器通過線路連接至地面數據采集終端，響應延遲≤3?秒；
4、2）當分布式光纖傳感器監測到邊坡應變增量達到0.04-0.06%（基于歷史滑坡數據統計）且滲流速率達到4-6mm/h（動水壓力臨界值）時，啟動液壓伺服錨桿支護系統，液壓伺服錨桿的安裝角度為15°-25°，錨桿長度為開挖深度的1.1-1.4倍，錨桿間距為1.8-2.2m×1.8-2.2m網格布置，初始預應力設定為45-55kn，并根據實時監測的應變速率為0.01-0.03%/h動態調整步長，步長為5-15kn；
5、3）在每級邊坡開挖至設計標高后，采用高壓注漿機對坡面進行封閉注漿，注漿壓力根據滲流速率動態調節：當滲流速率為4-6mm/h時壓力為0.8-1.0mpa，當滲流速率＞6mm/h時提升至1.2-1.4mpa，注漿孔的孔距為1.3-1.7m，注漿材料為摻入2-8%納米二氧化硅的硅酸鹽水泥漿液；
6、4）沿坡腳處鋪設縱向排水盲溝，溝底鋪設三級配礫石濾層，濾層上方安裝hdpe穿孔排水管，管外包裹雙層土工布；
7、5）通過分布式光纖傳感器持續監測邊坡變形數據，當連續3天位移速率＜0.5mm/d且滲流速率＜2mm/h時，分階段終止液壓伺服錨桿預應力調整：第一階段縮減步長至5kn并維持24小時，第二階段完全停止調整并持續監測48小時。
8、優選的，所述的明挖隧道邊坡防護施工方法：
9、1）在軟弱夾層區域，分布式光纖傳感器的布設深度增加至邊坡設計高度的0.8-0.9倍，水平間距縮減至2.0-3.0m，垂直間距縮減至1.5-2.0m；
10、2）預埋分布式光纖傳感器時，沿傳感器軸向每隔0.5m設置不銹鋼固定卡扣，卡扣與坡面巖土體之間填充厚度10-15mm的環氧樹脂粘結層；
11、3）地面數據采集終端對分布式光纖傳感器的監測數據進行滑動平均濾波處理，濾波窗口時間為10-15分鐘，并剔除±3σ范圍外的異常值；
12、4）當同一監測剖面上相鄰3個分布式光纖傳感器同時檢測到應變增量≥0.04%且滲流速率≥4mm/h時，觸發液壓伺服錨桿支護系統的啟動條件。
13、優選的，所述的明挖隧道邊坡防護施工方法：
14、1）所述液壓伺服錨桿的預應力調整過程中，當分布式光纖傳感器監測到邊坡應變速率超過0.03%/h時，調整步長提升至12-15kn；當應變速率低于0.01%/h時，調整步長降低至5-8kn；
15、2）所述液壓伺服錨桿的錨固段設置雙液壓缸協同控制系統，主液壓缸施加軸向拉力，副液壓缸施加與巖層走向呈30°-45°夾角的側向壓力，主副液壓缸的壓力比通過實時計算的巖層應變梯度動態控制，范圍為1:0.3-0.5；
16、3）錨桿桿體表面加工連續螺紋結構，螺紋螺距為15-20mm，螺紋深度為2-3mm，螺紋區覆蓋注漿段全長，并在螺紋根部開設直徑3-5mm的漿液滲透孔，孔間距為50-80mm；
17、4）當錨桿頭部壓力傳感器檢測到接觸應力波動幅度超過初始值的20%時，自動觸發錨桿間距加密機制，將網格布置間距縮減至1.5-1.8m×1.5-1.8m。
18、優選的，所述的明挖隧道邊坡防護施工方法：
19、1）地面數據采集終端將分布式光纖傳感器監測的應變增量、滲流速率及錨桿頭部接觸應力波動標準差，輸入基于歷史邊坡工程數據訓練的貝葉斯網絡模型，模型輸入節點定義為：應變增量→滲流速率→接觸應力波動→失穩概率，輸出失穩概率值的均方誤差≤0.005；
20、2）當貝葉斯網絡輸出的失穩概率≥85%或實時應變速率＜0.05%/h時，同步觸發以下操作：
21、?a.?液壓伺服錨桿的調整步長提升至12-15kn（每次調整≤5kn，間隔≥10分鐘）；
22、?b.?高壓注漿機的注漿壓力提升至1.2-1.4mpa；
23、?c.?hdpe穿孔排水管的開孔率增加至6-8%，孔眼直徑調整為8-10mm；
24、3）貝葉斯網絡模型基于歷史邊坡工程數據訓練，輸入參數包括應變增量、滲流速率、接觸應力波動標準差，輸出為失穩概率值；
25、4）當失穩概率＜60%且連續3天位移速率＜0.5mm/d時，恢復錨桿步長至8-12kn，注漿壓力降至0.8-1.0mpa，排水管開孔率回調至3-5%。
26、優選的，當貝葉斯網絡模型失穩概率≥95%或通信中斷時，自動切換至預設靜態支護模式（錨桿步長固定為10kn，注漿壓力1.0mpa，排水管開孔率5%）。
27、優選的，所述的明挖隧道邊坡防護施工方法：
28、1）所述硅酸鹽水泥漿液的制備過程中，分兩階段摻入納米二氧化硅：
29、?a.?第一階段將1-2%質量比的納米二氧化硅與減水劑共同加入拌合水中，超聲分散；
30、?b.?第二階段加入剩余1-2%本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
4.根據權利要求1~3任一項所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
6.根據權利要求5所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
4.根據權利要求1~3任一項所述的明挖隧道邊坡防護施工方法，其特征在于：
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳書華，王學峰，廖望，龐彪，程志鵬，
申請(專利權)人：中國路橋工程有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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