发明创造名称：一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法
外观设计名称：
决定号：193710
决定日：2019-09-26
委内编号：1F272314
优先权日：
申请（专利）号：201610172611.3
申请日：2016-03-24
复审请求人：杭州江润科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：赵洁
合议组组长：裴京礼
参审员：李娟
国际分类号：E21D9/14(2006.01);E21D11/10(2006.01);E21D20/00(2006.01);;E21F16/02(2006.01);E02D29/02(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，该区别技术特征中部分为本领域的常用技术手段，但其余部分区别技术特征在现有技术中不存在相关技术启示，且该部分区别技术特征能够为该项权利要求的技术方案带来有益的技术效果，则该项权利要求相对于该对比文件具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610172611.3，名称为“一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为杭州江润科技有限公司。本申请的申请日为2016年03月24日，公开日为2016年08月10日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月02日驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年03月24日提交的说明书摘要、说明书第1-61段（第1-5页）、摘要附图、说明书附图图1-3（第1-3页）；2018年06月26日提交的权利要求第1-3项。驳回决定引用了如下对比文件：
对比文件1：“公路隧道穿越浅埋偏压大范围松散堆积体进洞施工技术”，宋志荣，铁道建筑技术，2015年第2期，第38-41，69页，公开日为2015年02月20日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：
1)隧道底部承载桩施工：根据隧道洞口位置、走向，布设桩基打设孔，自松散堆积体(16)顶面向下打设高压旋喷桩，施工时在隧道外侧浆固层部位加大高压旋喷压力，自底部浆固层(4)顶面标高向下施工形成底部承载桩(11)，所述承载桩(11)平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙(12)底部；
2)浆固层施工：底部承载桩(11)施工完成后，自松散堆积体(16)顶面向下打设压浆孔(10)，在隧道支护结构的外侧分段压浆，形成顶部浆固层(3)、底部浆固层(4)、侧面浆固层(5)；
3)内侧浆固挡土墙(1)和外侧浆固挡土墙(2)施工：在隧道侧面浆固层(5)外侧，自松散堆积体(16)顶面向下打设1～2排高压旋喷桩至下部稳定土层，高压旋喷桩的纵向方向与隧道走向平行，形成内侧浆固挡土墙(1)和外侧浆固挡土墙(2)，使外侧浆固挡土墙(2)部位的松散堆积体(16)厚度小于内侧浆固挡土墙(1)部位的松散堆积体(16)厚度；并在内侧浆固挡土墙(1)和外侧浆固挡土墙(2)的顶部分别设置冠梁(8)；
4)反压挡土墙(12)施工：内侧浆固挡土墙(1)和外侧浆固挡土墙(2)强度满足设计要求后，在外侧浆固挡土墙(2)外部、隧道洞口部位挖设反压挡土墙基础(15)，并根据反压挡土墙类型进行反压挡土墙(12)施工；
5)排水体施工：自反压挡土墙(12)墙面向松散堆积体(16)内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体(14)，所述斜向排水体(14)采用塑料排水管，其伸出端位于反压挡土墙(12)的墙面外侧；
6)斜向锚固筋体施工：沿反压挡土墙(12)墙面向墙后土体内打设斜向锚固筋体(13)；
7)管棚超前导管(7)施工：隧道支护结构外侧的浆固层施工完成后，进行超前导管(7)的布设；
8)斜向加筋体(9)施工：在隧道内部支护结构内设置斜向加筋体(9)，斜向加筋体(9)自隧道支护结构内侧向松散堆积体(16)内打设，所述斜向加筋体(9)通过顶部浆固层(3)插入外侧的松散堆积体(16)内，斜向加筋体(9)采用侧壁开孔的钢管或全粘结锚杆；
9)管棚(6)施工：根据设计尺寸要求以及强度要求选好钢材，使管材、管件的自身温度与施工现场的环境温度相一致，管棚混凝土浇筑前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，再同时采用3～5根注浆管同步向管棚模板内注浆。
2. 根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于：步骤2)所述的顶部浆固层(3)、底部浆固层(4)和侧面浆固层(5)分别位 于隧道的顶部、底部、侧面，其浆固材料相同，采用水泥砂浆、水泥浆或高聚物材料。
3. 根据权利要求1所述的穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法，其特征在于：步骤4)所述的反压挡土墙(12)采用水泥混凝土挡土墙、重力式挡土墙或柔性挡土墙。”
驳回决定指出：独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：（1）本申请的隧道综合进洞结构施工方法用于大跨度隧道；施工底部承载桩时，自松散堆积体顶面向下打设高压旋喷桩；施工时在隧道外侧浆固层部位加大高压旋喷压力，自底部浆固层顶面标高向下施工形成底部承载桩；所述承载桩平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙底部；（2）浆固层施工：底部承载桩施工完成后，自松散堆积体顶面向下打设压浆孔，在隧道支护结构的外侧分段压浆，形成顶部浆固层、底部浆固层、侧面浆固层；（3）在隧道侧面浆固层外侧，自松散堆积体顶面向下打设1～2排高压旋喷桩至下部稳定土层，高压旋喷桩的纵向方向与隧道走向平行，形成内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，使外侧浆固挡土墙部位的松散堆积体厚度小于内侧浆固挡土墙部位的松散堆积体厚度，形成内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，并在内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙的顶部分别设置冠梁；反压挡土墙施工：内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙强度满足设计要求后，在外侧浆固挡土墙外部、隧道洞口部位挖设反压挡土墙基础，并根据反压挡土墙类型进行反压挡土墙施工；排水体施工：自反压挡土墙墙面向松散堆积体内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体；斜向锚固筋体施工：沿反压挡土墙墙面向墙后土体内打设斜向锚固筋体；管棚超前导管施工：隧道支护结构外侧的浆固层施工完成后，进行超前导管的布设；（4）管棚施工时，应根据设计尺寸要求以及强度要求选好钢材，使管材、管件的自身温度与施工现场的环境温度相一致，管棚混凝土浇筑前先进行压水试验，再同时采用3～5根注浆管同步注浆；（5）步骤5)所述斜向排水体采用塑料排水管，其伸出端位于反压挡土墙的墙面外侧；步骤1)所述承载桩平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙底部；步骤8)所述斜向加筋体通过顶部浆固层插入外侧的松散堆积体内，斜向加筋体采用侧壁开孔的钢管或全粘结锚杆。但是，区别技术特征（1）-（5）均为本领域的常用技术手段。由此可知，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2、3的附加技术特征也为本领域的常用技术手段，因此，上述权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对申请人的意见陈述，驳回决定进一步指出：（1）本申请与对比文件1均是用于隧道松散堆积体大跨度进洞施工的方法，由于隧道洞身围岩松散破碎，因此有必要对隧道底部设置桩基，以提高对隧道的承载能力；而在对比文件1公开了设置隧道底部钢管桩的基础上，同样是由于堆积体底部架空严重，出现不规则裂缝，因此为了增强对隧道的支撑，本领域技术人员有动机想到也设置桩基，而对于具体桩基类型的选择上，根据施工现场的工况，本领域技术人员容易选择使用其他类型的桩基，而高压旋喷桩是本领域内十分常规的桩基，因此用它来代替对比文件1的钢管桩，形成桩板一体式承载桩，同样起到的是对隧道的支撑作用，因此这里选用高压旋喷桩并没有起到任何预料不到的技术效果；（2）考虑到隧道外侧为松散堆积体，为了防止堆积体坍塌，导致洞身变形，则有必要增强隧道外侧松散堆积体的整体性，而采用浇筑混凝土的方法，通过混凝土的凝固将松散堆积体凝结起来形成整体，从而增强堆积体的强度，属于本领域常规技术手段；至于挡土墙，对比文件1明确公开了设置混凝土挡墙，至于采用双侧挡土墙加强阻挡作用则是本领域技术人员可以做出的常规设置；（3）对于排水设施，对比文件1中在挡土墙施工前做好地表排水工作，因此可知松散堆积体中由于裂缝的存在，会有渗水现象，因此本领域技术人员容易想到采取排水措施，确保隧道的稳定，而选用排水软管的方式属于本领域常规的排水方法，至于斜向锚固筋体的设置，对比文件1公开了在坡面上打设锚杆，通过锚杆注浆从而对堆积体加固，在此基础上，同样是为了加固堆积体和隧道洞身，在对比文件1的启示下，本领域技术人员容易想到通过反压挡土墙由堆积体向隧道洞身打设斜向加筋体。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月28日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：本申请权利要求1针对穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构，具有压浆孔后注浆包裹式浆固层、同刚度桩板一体式洞底承载体系、双侧浆固挡土墙隔离支挡组合防护体系、内置排水软管和斜向锚固筋体反压挡土墙等区别技术特征，难以从对比文件1述及的传统现浇混凝土挡墙和钢管桩注浆加固等获得有益的技术启示，也并非常规技术手段，与对比文件及现有技术的结构形式及施工方法存在本质区别。
经形式审查合格，专利复审委员会于2017年07月03日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）对比文件1也是采用基底填充混凝土的方式配合钢管桩共同承载，解决了隧道基底土质松散，承载力差，隧道易沉降变形的问题，而具体是选用钢管桩还是高压旋喷桩，则是本领域技术人员根据围岩松散程度等可以做出的常规选择；至于隧道顶部以及两侧浆固层的施工，对比文件1公开了对坡面堆积体进行注浆加固，虽然打孔的方式不同，但其同样是通过注浆的方式加固堆积体的松散围岩，因此本领域技术人员在实际的隧道施工中，根据隧道围岩结构松散程度以及堆积体的分布范围，如果隧道顶部和两侧以及隧道底部均结构松散，则在对比文件1的启示下，本领域技术人员容易想到对于顶部和两侧、底部同样也采用注浆加固，从而构成了包裹式浆固层，达到对隧道洞口围岩和松散堆积体整体加固的作用；（2）对比文件1公开了采用反压混凝土挡墙，对于隧道洞口处存在大面积松散堆积体，且堆积体底部架空严重，容易出现不规则裂缝的问题，与本申请同样都起到了防止堆积体侧向滑移、塌落的效果，在隧道施工中，根据隧道洞口围岩结构，若隧道两侧均存在松散堆积体的情况，则需要降低松散堆积体对隧道的偏压作用，因此在对比文件1的技术启示下，本领域技术人员有动机想到在隧道两侧都施工挡土墙，从而起到双侧支撑遮挡的效果，因此对比文件1挡墙的设置对于本申请在隧道洞口双侧设置挡土墙存在明显的技术启示；至于挡土墙的施工方式，对比文件1采用的是开挖基坑设置挡土墙基础，现浇混凝土形成墙身，与本申请确实不同，然而同样是为了达到对隧道洞口堆积体的支挡作用，若隧道围岩的结构强度差，堆积体不便于开挖，本领域技术人员可灵活选择高压旋喷桩构成挡土墙，同样起到对隧道洞口的支挡作用；（3）对于排水设施和锚固装置，对比文件1中公开了在挡土墙施工前做好地表排水工作，砌筑洞顶截水沟，因此可知由于松散堆积体中裂缝的存在，无论是隧道顶部还是隧道底部都会有渗水现象，因此本领域技术人员并不难想到采取排水措施对于松散堆积体进行排水，确保隧道顶部的稳定，避免隧道底部积水，而向挡土墙打设排水软管的方式属于本领域常规的排水方法；至于斜向锚固筋体的设置，对比文件1公开了在坡面上打设锚杆，通过锚杆注浆从而对堆积体加固，由于本申请中隧道两侧都打设了挡土墙，因此为了对松散堆积体进行加固，在对比文件1的启示下，本领域技术人员容易想到通过挡土墙向堆积体以及隧道洞身打设斜向加筋体，从而达到加固隧道以及洞口松散堆积体的效果。
随后，专利复审委员会成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段没有对申请文件进行修改，本复审请求审查决定所针对的文本是：申请日2016年03月24日提交的说明书摘要、说明书第1-61段（第1-5页）、摘要附图、说明书附图图1-3（第1-3页）；2018年06月26日提交的权利要求第1-3项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
具体到本申请：权利要求1-3具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.1 权利要求1请求保护一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法。对比文件1公开了一种公路隧道穿越浅埋偏压大范围松散堆积体进洞施工技术，为一种穿越浅埋偏压松散堆积体隧道综合进洞结构施工方法，并具体公开了（参见第38-41，69页）：首先沿岩土分界面自上而下开挖洞口边仰坡，按照设计图纸要求范围进行边仰坡锚喷网防护，然后砌筑洞顶截水沟，随后施工套拱，作为管棚施工的导向墙；管棚施工过程中，隧道洞顶交叉施工?32自进式锚杆，加固区域面积240m2；同时洞口左侧山体坡脚处增加C20砼仰斜式挡墙，施作完毕后对洞身采用三台阶法开挖，达到3-4m后施作仰拱及填充，同时预留钢管桩孔位，进入洞身20m后对位于堆积体范围内的基础进行钢管桩加固，施工中通过围岩量测指导施工；其中，包括步骤：
管棚施工：为加固稳定隧道开挖轮廓外围岩，在隧道开挖断面拱部施作超前大管棚，大管棚设计参数见表1，其中，包括钢管的外径、壁厚，也即，根据设计尺寸要求以及强度要求选好钢材；管棚注浆，也即需检查机械设备是否正常，再采用注浆管向管棚模板内注浆；
反压挡土墙施工：在洞口左侧坡脚处设置40m长仰斜式混凝土挡土墙，挡墙基坑开挖深度1.0m，基坑跳槽开挖，每次开挖10m长，及时浇筑基础C20砼；现浇墙身砼；也即在隧道洞口部位挖设反压挡土墙基础，并根据反压挡土墙类型进行反压挡土墙施工；
高仰坡自进式锚杆施工（相当于斜向加筋体施工）：隧道洞顶原地表范围内施工?32自进式锚杆；也即，斜向加筋体向松散堆积体内打设；
钢管桩施工（相当于隧道底部承载桩施工）：对洞口段基底采用?70钢管桩注浆加固，洞身钢管桩在隧道仰拱及填充砼施工时预埋PVC管，预留钢管桩施工孔位，待填充砼达到设计强度后，施工钢管桩，压注水泥浆；也即，根据隧道洞口位置、走向，布设桩基打设孔，形成底部承载桩，承载桩平面打设范围包括隧道洞口内侧和外侧、反压挡土墙底部（参见图5）。
权利要求1与对比文件1相比，区别在于：
（1）本申请的施工方法用于大跨度隧道；
（2）施工底部承载桩时，自松散堆积体顶面向下打设高压旋喷桩，施工时在隧道外侧浆固层部位加大高压旋喷压力，自底部浆固层顶面标高向下施工形成底部承载桩；浆固层施工：底部承载桩施工完成后，自松散堆积体顶面向下打设压浆孔，在隧道支护结构的外侧分段压浆，形成顶部浆固层、底部浆固层、侧面浆固层；内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙施工：在隧道侧面浆固层外侧，自松散堆积体顶面向下打设1～2排高压旋喷桩至下部稳定土层，高压旋喷桩的纵向方向与隧道走向平行，形成内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，使外侧浆固挡土墙部位的松散堆积体厚度小于内侧浆固挡土墙部位的松散堆积体厚度，形成内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙，并在内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙的顶部分别设置冠梁；反压挡土墙施工时，内侧浆固挡土墙和外侧浆固挡土墙强度满足设计要求后，在外侧浆固挡土墙外部进行挡土墙施工；
（3）排水体施工：自反压挡土墙墙面向松散堆积体内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体；斜向锚固筋体施工：沿反压挡土墙墙面向墙后土体内打设斜向锚固筋体；管棚超前导管施工：隧道支护结构外侧的浆固层施工完成后，进行超前导管的布设；斜向加筋体施工时，在隧道内部支护结构内设置，自隧道支护结构内侧向松散堆积体内打设，通过顶部浆固层插入外侧松散堆积体内，斜向加筋体采用侧壁开孔的钢管或全粘结锚杆；管棚施工时，使管材、管件的自身温度与施工现场的环境温度相一致，管棚混凝土浇筑前先进行压水试验，再同时采用3～5根注浆管同步注浆；
（4）各施工步骤的先后顺序。
基于上述区别可以确定权利要求1实际解决的技术问题为：提高隧道支护强度、降低偏压影响、增强隧道进洞安全性。
对于区别（1），对比文件1已经公开了一种隧道穿越浅埋偏压大范围松散堆积体进洞结构的施工方法，将该方法进行适应性的变化并具体应用于大跨度的隧道为本领域技术人员能够做出的常规设计；
对于区别（3），对比文件1已经公开了需要在套拱、管棚施工前砌筑洞顶截水沟，也即，公开了需要对松散堆积体进行排水，以避免对隧道进洞结构的影响；在此启示下，本领域技术人员容易具体采用本领域常用布置排水软管的方式进行排水，而具体的自反压挡土墙墙面向松散堆积体内打设排水孔，并插入排水软管，形成斜向排水体，为本领域技术人员根据实际需要能够做出的常规设计；在对比文件1已经公开了设置反压挡土墙、管棚等，并需要对松散堆积体进行注浆加固的基础上，为了保证松散堆积体、反压挡土墙的稳定性并提高结构整体强度，具体在反压挡土墙后设置斜向锚固筋体、设置管棚超前导管、在隧道内部支护结构内设置斜向加筋体等，均为本领域常用的技术手段；锚固筋体、超前导管、加筋体、管棚等的具体施工方式也均为本领域技术人员能够根据实际需要作出的常规选择。
对于区别（2）、（4），从整体的隧道进洞结构上来看，对比文件1中主要采用坡面堆积体注浆加固、管棚施工、反压挡墙以及隧道底部钢管桩等来实现隧道穿越浅埋偏压松散堆积体进洞；而本申请的进洞结构中，包括由顶部浆固层、底部浆固层、侧面浆固层以及底部承载桩形成的隧道外侧包裹式浆固层、桩板一体式承载体系，并且，包括双侧浆固挡土墙以隔离支挡组合防护；对比文件1与本申请两者的整体结构存在较大差异。从结构的施工工艺上来看，对比文件1公开了在进洞施工后，由于隧道洞口段处于堆积体范围，基底地质为极为松散的崩坡积块石土，承载力极差；为确保隧道结构施工及运营阶段无沉降，消除质量病害隐患，因此，对洞口段基底采用钢管桩注浆加固，具体为进入洞身20m后对位于堆积体范围内的基础进行钢管桩加固；也就是说，对比文件1中隧道底部承载桩的施工在进洞之后，主要用于确保隧道结构施工及运营阶段的地基稳定性；而本申请中，首先进行隧道底部承载桩施工，并将底部承载桩与浆固层一体设置，形成了包裹式浆固层和桩板一体式承载体系，底部承载桩的施工顺序与对比文件1不同；本申请的承载桩、浆固层、浆固挡土墙等施工均自松散堆积体顶面向下施工，属于原坡不开挖隔离的施工工艺，对比文件1均未涉及，两者的施工工艺也存在不同之处。
本申请针对穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构，具有压浆孔后注浆包裹式浆固层、同刚度桩板一体式洞底承载体系、双侧浆固挡土墙隔离支挡组合防护体系等；与对比文件1的钢管桩注浆加固、反压挡土墙、自进锚杆等形成的支撑结构不同、具体的施工顺序与施工工艺不同；对比文件1未给出采用上述进洞结构及施工方法以降低松散堆积体偏压、减小支护结构承受土压力等的技术启示。基于对现有技术以及本领域公知常识的了解，在没有其他证据予以证明的情况下，不能直接认定上述区别（2）、（4）为公知常识。由于上述区别的存在，本申请的进洞结构可以对挡土墙外侧松散堆积体起到支挡、降低偏压的作用，可以有效增强支护结构周边松散堆积体的整体性、减小支护结构承受的土压力等；也即，上述区别给本申请带来了有益的技术效果。
基于上述理由，对比文件1及本领域公知常识的结合不足以影响本申请权利要求1的创造性，本申请权利要求1具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 从属权利要求2、3直接引用独立权利要求1，在其引用的权利要求1具备创造性的基础上，上述权利要求也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据以上事实和理由，合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年11月02日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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