CN104196546B - 一种隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,包括步骤:步骤1对塌方段相邻围岩进行拱架加固;步骤2清理塌方体;清理完成后在塌方掌子面上喷射混凝土将其封闭;步骤3将千斤顶作用在模板的台架底部四角;各个模板间留出钢拱架宽度的间隔,并及时进行立架;模板与钢拱架共同形成一道支护层;步骤4透过模板预先留存的孔,采用高压注浆的方式,形成拱顶混凝土层;在钢拱架拱脚及侧壁处打入注浆小导管;步骤5在以模板与钢拱架为底模的前端采用小导管注浆加固,进行塌方段的下一施工循环阶段操作,具体步骤重复1~4;步骤6当完成第二循环时,通过步骤2预埋的输送口,形成护拱层混凝土的支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法。
背景技术
在隧道建设过程中,塌方灾害频繁发生。当隧道施工至断层破碎带时,由于围岩等级发生骤降,加上断层破碎带往往富含地下水,原初期支护设计难以维持围岩稳定性,遂发生大范围塌方。隧道塌方会造成工期延误、机械设备损坏、投资费用增加,同时对现场施工人员的生命安全构成巨大威胁。
目前,治理塌方的主要技术手段有超前小导管法、管棚超前支护法。由于断层破碎带处塌方具有塌方规模大,塌腔空洞高度高,塌方体内时常伴随渗涌水、容易牵引相邻段发生连续塌方的特点。在小导管注浆固结塌方体后,施工管棚超前支护过程中,经常出现钻孔困难、塌孔、卡钻、围岩沉降变形严重、管棚无法安装。
针对以上断层破碎带塌方治理过程中出现的问题,亟需一种全新合理的塌方治理方法,快速治理断层破碎带塌方,降低施工费用,减少工期延误,避免在治理过程中发生二次塌方。
发明内容
本发明的目的针对传统塌方处理方法在断层破碎带塌方治理中的缺陷,提供一种适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,从而丰富隧道塌方治理技术,降低塌方灾害带来的损失。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,包括如下步骤:
步骤1对塌方段相邻围岩进行拱架加固,且对被加固的围岩的拱墙采用小导管注浆加固,确保施工安全;
步骤2清理塌方体;清理完成后在塌方掌子面上喷射混凝土将其封闭;观测确认安全后,在塌方部位后方开始支护模板,并预埋泵管在拱架上部作为将来进一步处理时混凝土的输送口;
步骤3将千斤顶作用在模板的台架底部四角,起到提升高度与防止支护大变形发生的作用;各个模板间留出拱架宽度的间隔,并进行立架;模板与拱架共同形成一道支护层;
步骤4透过模板预先留存的孔,采用高压注浆的方式,以模板与拱架为底模,形成拱顶混凝土层;在拱架拱脚及侧壁处打入注浆小导管,从而保证拱脚安全;
步骤5在以模板与拱架为底模的前端采用小导管注浆加固,清理剩余塌方体,进行塌方段的下一施工循环阶段操作,具体步骤重复1~4;
步骤6当完成第二循环时,通过步骤2预埋的输送口,采用泵送加强混凝土,注入到拱顶混凝土层上部,形成护拱层混凝土的支撑,并转入下一施工循环。
所述模板为内半径为5.5m,厚度为0.9cm,长度为1.8m的半圆状钢板;在每块模板上沿圆周方向设有三列间隔排列预留孔,所述的预留孔半径为2.5cm。
所述预留孔为倾斜孔,倾斜孔的轴线与隧道开挖方向轴线夹角为30~35度,且倾斜孔的轴线与围岩岩层地质构造发育方向垂直。预留孔为倾斜孔,方便小导管的斜向施工同时防止注浆液体渗出。
所述拱架为I20b工字拱架。
所述模板台架支撑高度为8.5m,宽度为11m。
所述的模板台架支撑高度与宽度接近隧道断面高度与宽度。
本发明的有益效果是:
(1)克服了超前小导管在松散堆积体内注浆固结效果不好的问题。
(2)液压千斤顶的采用降低了在治理过程中二次塌方的危险。
(3)模板与支撑台架均可循环利用,降低了塌方灾害治理的经费投入。
(4)采用分段模板注浆支护方法(即按照支护模板的尺寸进行分段治理,同时采用注浆方式建立隧道拱顶的护拱混凝土层及拱顶混凝土层),解决了管棚超前支护由于塌孔、卡钻以及钻孔距离有限等原因造成的难以解决的大规模塌方的问题。
(5)该方法不受塌方体内含水量多少的影响,适应面广。
(6)避免了施工中大量的钻孔工作,工序得以减少,确保了塌方治理的安全性与永久性。
附图说明
图1拱形钢模板示意图;
图2模板台架支撑示意图;
图3小导管平面布设示意图;
图4塌方治理后断面示意图;
其中:1拱形钢模板,2预留孔,3模板台架支撑,4超前小导管,5护拱混凝土层,6拱顶混凝土层。
具体实施方式
下面结合附图1-4,以某隧道突发性断层破碎带塌方治理为例,详细说明隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法及其施工步骤。
施工准备阶段:
根据设计加工5块隧道支护模板,模板尺寸为内半径为5.5m,厚度为0.9cm,孔与孔间距为1.5m,孔的半径为2.5cm,模板长度为1.8m。焊接5个模板支护台架,钢架模板支撑高度为8.5m,宽度为11m。针对施工方法对工人进行提前培训,并进行安全操作演练。准备好所需要的钢骨架、千斤顶、注浆材料、混凝土以及保证所需机械设备的性能完好。
施工过程阶段:
①首先对塌方段相邻6m范围内围岩进行拱架加固,且在此段范围内拱墙采用小导管注浆加固,确保施工安全。
②迅速清理塌方体,每次清理距离保持在1.5m~2.0m。清理完成后立即在塌方掌子面上喷射C20混凝土将其封闭。观测确认安全后,在塌方部位4m范围开始支护模板,并预埋3根Φ150mm,长度为250cm泵管在拱架上部作为将来进一步处理时混凝土输送口。
③将千斤顶作用在支撑模板的台架底部四角,起到提升高度与防止支护大变形发生的作用。模板与模板间留出拱架宽度的间隔,及时进行立架。模板与拱架共同形成一道支护层。
④透过模板预先留存的孔,采用高压注浆的方式,以模板与拱架为底模,形成一定厚度的拱顶混凝土层。在拱架拱脚及侧壁处打入Φ42注浆小导管,纵环向间距为45cm×90cm,从而保证拱脚安全。
⑤在第一个循环端部采用小导管注浆加固,清理剩余塌方体,进行第二循环阶段操作,具体步骤重复①~④。
⑥当完成第二循环时,通过步骤②预埋的输送口,采用泵送C25加强混凝土,注入到拱顶混凝土层上部,形成护拱层混凝土的支撑,并转入下一施工循环。
⑦每一施工循环结束后,均布设监控量测点,进行监控量测。
Claims (5)
1.一种适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1对塌方段相邻围岩进行拱架加固,且对被加固的围岩的拱墙采用小导管注浆加固;
步骤2清理塌方体;清理完成后在塌方掌子面上喷射混凝土将其封闭;观测确认安全后,在塌方部位后方开始支护模板,并预埋泵管在拱架上部作为将来进一步处理时混凝土输送口;
步骤3将千斤顶作用在模板的台架底部四角;各个模板间留出拱架宽度的间隔,并及时进行立架;模板与拱架共同形成一道支护层;
步骤4透过模板预先留存的孔,采用高压注浆的方式,以模板与拱架为底模,形成拱顶混凝土层;在拱架拱脚及侧壁处打入注浆小导管;
步骤5在以模板与拱架为底模的前端采用小导管注浆加固,清理剩余塌方体,进行塌方段的下一施工循环阶段操作,具体步骤重复1~4;
步骤6当完成第二循环时,通过步骤2预埋的输送口,采用泵送加强混凝土,注入到拱顶混凝土层上部,形成护拱层混凝土的支撑,并转入下一施工循环。
2.如权利要求1所述的适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,其特征在于,所述模板为内半径为5.5m,厚度为0.9cm,长度为1.8m的半圆状钢板;在每块模板上沿圆周方向设有三列间隔排列预留孔,所述的预留孔半径为2.5cm。
3.如权利要求2所述的适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,其特征在于,所述预留孔为倾斜孔,倾斜孔的轴线与隧道开挖方向轴线夹角为30~35度,且倾斜孔的轴线与围岩岩层地质构造发育方向垂直。
4.如权利要求1所述的适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,其特征在于,所述拱架为I20b工字钢拱架。
5.如权利要求2所述的适应于在隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法,其特征在于,所述模板台架支撑高度为8.5m,宽度为11m。
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