CN105298524A - 溶洞隧道初支变形加固方法 - Google Patents

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兰天仕
李勇良
韦庆武
苏小敏
廖柳红
韦露明
蔡文胜
符望春
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China Railway 25th Bureau Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种溶洞隧道初支变形加固方法,涉及溶洞隧道施工技术领域,包括以下操作步骤:A、在溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个锚管;B、分别将两根设有多个通孔的纵梁穿装在多根锚管的锚管端头部上,纵梁底面与拱形钢梁的外端面相抵接;C、将设有中心孔的垫板穿装在锚管的锚管端头部,使垫板与纵梁的外端面相抵接,分别将拱形钢梁与纵梁和纵梁与垫板焊接连接即完成。较之现有技术,本发明可以安全、可靠的加固,防止溶洞隧道初支护的变形。

Description

溶洞隧道初支变形加固方法
技术领域
[0001] 本发明涉及溶洞隧道施工技术领域,尤其是一种用于溶洞隧道初支变形的加固方法。
背景技术
[0002] 隧道施工中,需要对刚完成作业隧道进行隧道初期支护,其主要是迅速封闭围岩,避免围岩因为长时间的裸露受水、空气等的影响发生风化、水化等而发生坍塌;隧道初期支护的作法是在隧道中间隔设置多个工字钢制成的拱形钢梁,在该拱形钢梁上设有多个径向伸入岩层的锚杆,在相邻的拱形钢架间喷射混凝土。由于地质情况的不同,经常会碰到溶洞或充填式溶洞、断层破碎带、软弱夹层等复杂的地形地貌及不良地质情况;由于此类围岩强度低、结构复杂、稳定性差,遇水后易软化向内挤压,易造成隧道初支变形、内挤现象,甚至塌方的现象,存在很大的安全风险;目前对这种隧道初期支护的一种加固方法,是采用径向锚杆注浆支护加固。由于这种加固方法是通过锚杆周围的水泥砂浆与围岩的粘结力来实现的,锚杆的主要作用是通过形成一定厚度的“加固圈”来加固围岩,外层传来的荷载主要由“加固圈”承担,对提高围岩稳定性有一定作用;但锚杆对变形量很大、塑性较大的软岩支护效果无法保证,而且由于锚杆的长度较短,最长的仅为5米,无法穿过一些地质结构为松散状粘土夹块石锚固到稳定的岩层中,无法有效控制隧道围岩的稳定,因此,隧道初期支护被压变形造成加固失败的情况时有发生。
发明内容
[0003] 本发明所解决的问题是提供一种安全、可靠的溶洞隧道初支变形加固方法。
[0004] 为了解决上述问题,本发明采用的技术方案是:一种溶洞隧道初支变形加固方法,隧道初期支护包括多个间隔设置在隧道上的拱形钢梁,包括以下操作步骤:
A、在所述溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管,所述锚管设有露在所述隧道侧壁外的锚管端头部,所述锚管间距为1.8米〜2.2米;
所述锚管的安装方法如下:
a、在所述隧道侧壁钻多个倾斜向下的锚管安装孔,所述锚管安装孔中心线与水平方向的倾斜角a为12°〜18° ;
b、将所述锚管插入所述锚管安装孔内,再将多根钢筋插入所述锚管内;
c、将水泥浆注入所述锚管内;
d、按步骤a〜c依次完成所述溶洞隧道初支变形段的所述隧道两侧侧壁上所述锚管的安装;
B、分别将两根设有多个通孔的纵梁穿装在所述隧道两侧的多根所述锚管的锚管端头部上,所述纵梁底面与所述拱形钢梁的外端面相抵接;
C、将设有中心孔的垫板穿装在所述锚管的锚管端头部,使所述垫板与所述纵梁的外端面相抵接,分别将所述拱形钢梁与所述纵梁和所述纵梁与所述垫板焊接连接即完成。
[0005] 上述溶洞隧道初支变形加固方法技术方案中,更具体的技术方案还可以是:所述隧道两侧壁的多个所述锚管位于同一水平线上。
[0006] 进一步的:所述隧道两侧壁的多个所述锚管锚管端头部的顶端位于同一水平线上。
[0007] 进一步的:所述纵梁为槽钢,所述拱形钢梁为工字钢,所述钢筋为螺纹钢。
[0008] 进一步的:所述锚管安装孔的直径大于所述锚管直径,所述锚管的管壁上分布有注浆通孔。
[0009] 进一步的:所述锚管安装孔穿过所述软弱围岩至少深入坚硬围岩4米〜4.5米。
[0010] 进一步的:所述锚管安装孔伸入所述软弱围岩30米〜32米。
[0011] 由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下有益效果:1、由于先在溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管,并在锚管插装多根钢筋后向内注入水泥浆,水泥浆不仅将多根钢筋固定在锚管内,水泥浆还会从锚管管壁上的注浆通孔渗出使锚管固定在围岩上,再采用纵梁将锚管与拱形钢梁焊接连接固定成整体,形成一个刚性结构,共同承受外层软弱围岩传来的荷载;2、在溶洞隧道初支变形段用本法进行加固安全、可靠,能有效控制隧道围岩的稳定,减少隧道围岩变形。
附图说明
[0012] 图1是本发明实施例1和实施例2的结构示意图。
[0013] 图2是本发明实施例3和实施例4的结构示意图。
[0014] 图3是图1和图2的K向视图。
[0015] 图4是图1和图2的A处的局部放大图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图实例对本发明作进一步详述:
实施例1:
如图1和图3所示的隧道初期支护包括多个间隔设置在隧道上的拱形钢梁2,本实施例的拱形钢梁2为工字钢制成,上述溶洞隧道初支变形加固方法包括以下操作步骤:
A、在溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管1,锚管1设有露在隧道侧壁外的锚管端头部,相邻锚管1间距为1.8米;
锚管1的安装方法如下:
a、在隧道侧壁钻多个倾斜向下的锚管安装孔,本实施例的锚管安装孔的直径为108毫米;多个锚管安装孔的孔口位于同一水平线上,锚管安装孔中心线与水平方向的倾斜角a为12° ;本实施例的锚管安装孔穿过软弱围岩至少深入坚硬围岩的深度L为4米;
b、将直径为89 _米的销管1插入销管安装孔内,再将三根钢筋插入销管1内,本实施例的钢筋为螺纹钢;在该锚管1的管壁上分布有注浆通孔;
c、在锚管1端头焊接注浆闸,将水泥浆通过注浆闸注入锚管1内,注浆压力为1.0MPa,并保持稳定2分钟关闭注浆闸停止注浆;
d、按步骤a〜c依次完成溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上锚管1的安装;
B、分别将两根设有多个通孔的纵梁3穿装在隧道两侧的多根锚管1的锚管端头部上,本实施例的纵梁3为槽钢制成;纵梁3底面与拱形钢梁2的外端面相抵接;
C、将设有中心孔的垫板4穿装在锚管1的锚管端头部,使垫板4与纵梁3的外端面即槽钢的底面相抵接,分别将拱形钢梁2与纵梁3和纵梁3与垫板4焊接连接即完成,如图4所示。
[0017] 实施例2:
如图1和图3所示的隧道初期支护包括多个间隔设置在隧道上的拱形钢梁2,本实施例的拱形钢梁2为工字钢制成,上述溶洞隧道初支变形加固方法包括以下操作步骤:
A、在溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管1,锚管1设有露在隧道侧壁外的锚管端头部,相邻锚管1间距为2.2米;
锚管1的安装方法如下:
a、在隧道侧壁钻多个倾斜向下的锚管安装孔,本实施例的锚管安装孔的直径为108毫米;多个锚管安装孔的孔口位于同一水平线上,锚管安装孔中心线与水平方向的倾斜角a为18° ;本实施例的锚管安装孔穿过软弱围岩至少深入坚硬围岩的深度L为5米;
b、将直径为89 _米的销管1插入销管安装孔内,再将三根钢筋插入销管1内,本实施例的钢筋为螺纹钢;在该锚管1的管壁上分布有注浆通孔;
c、在锚管1端头焊接注浆闸,将水泥浆通过注浆闸注入锚管1内,注浆压力为1.0MPa,并保持稳定2分钟关闭注浆闸停止注浆;
d、按步骤a〜c依次完成溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上锚管1的安装;
B、分别将两根设有多个通孔的纵梁3穿装在隧道两侧的多根锚管1的锚管端头部上,本实施例的纵梁3为槽钢制成;纵梁3底面与拱形钢梁2的外端面相抵接;
C、将设有中心孔的垫板4穿装在锚管1的锚管端头部,使垫板4与纵梁3的外端面即槽钢的底面相抵接,分别将拱形钢梁2与纵梁3和纵梁3与垫板4焊接连接即完成,如图4所示。
[0018] 实施例3:
如图2和图3所示的隧道初期支护包括多个间隔设置在隧道上的拱形钢梁2,本实施例的拱形钢梁2为工字钢制成,上述溶洞隧道初支变形加固方法包括以下操作步骤:
A、在溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管1,锚管1设有露在隧道侧壁外的锚管端头部,相邻锚管1间距为2米;
锚管1的安装方法如下:
a、在隧道侧壁钻多个倾斜向下的锚管安装孔,本实施例的锚管安装孔的直径为108毫米;多个锚管安装孔的孔口位于同一水平线上,锚管安装孔中心线与水平方向的倾斜角a为15° ;本实施例的锚管安装孔伸入软弱围岩的深度L为30米;
b、将直径为89 _米的销管1插入销管安装孔内,再将三根钢筋插入销管1内,本实施例的钢筋为螺纹钢;在该锚管1的管壁上分布有注浆通孔;
c、在锚管1端头焊接注浆闸,将水泥浆通过注浆闸注入锚管1内,注浆压力为1.0MPa,并保持稳定2分钟关闭注浆闸停止注浆;
d、按步骤a〜c依次完成溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上锚管1的安装;
B、分别将两根设有多个通孔的纵梁3穿装在隧道两侧的多根锚管1的锚管端头部上,本实施例的纵梁3为槽钢制成;纵梁3底面与拱形钢梁2的外端面相抵接; c、将设有中心孔的垫板4穿装在锚管1的锚管端头部,使垫板4与纵梁3的外端面即槽钢的底面相抵接,分别将拱形钢梁2与纵梁3和纵梁3与垫板4焊接连接即完成,如图4所示。
[0019] 实施例4:
如图2和图3所示的隧道初期支护包括多个间隔设置在隧道上的拱形钢梁2,本实施例的拱形钢梁2为工字钢制成,上述溶洞隧道初支变形加固方法包括以下操作步骤:
A、在溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管1,锚管1设有露在隧道侧壁外的锚管端头部,相邻锚管1间距为2米;
锚管1的安装方法如下:
a、在隧道侧壁钻多个倾斜向下的锚管安装孔,本实施例的锚管安装孔的直径为108毫米;多个锚管安装孔的孔口位于同一水平线上,锚管安装孔中心线与水平方向的倾斜角a为15° ;本实施例的锚管安装孔伸入软弱围岩的深度L为32米;
b、将直径为89 _米的销管1插入销管安装孔内,再将三根钢筋插入销管1内,本实施例的钢筋为螺纹钢;在该锚管1的管壁上分布有注浆通孔;
c、在锚管1端头焊接注浆闸,将水泥浆通过注浆闸注入锚管1内,注浆压力为1.0MPa,并保持稳定2分钟关闭注浆闸停止注浆;
d、按步骤a〜c依次完成溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上锚管1的安装;
B、分别将两根设有多个通孔的纵梁3穿装在隧道两侧的多根锚管1的锚管端头部上,本实施例的纵梁3为槽钢制成;纵梁3底面与拱形钢梁2的外端面相抵接;
C、将设有中心孔的垫板4穿装在锚管1的锚管端头部,使垫板4与纵梁3的外端面即槽钢的底面相抵接,分别将拱形钢梁2与纵梁3和纵梁3与垫板4焊接连接即完成,如图4所示。

Claims (6)

1.一种溶洞隧道初支变形加固方法,隧道初期支护包括多个间隔设置在隧道上的拱形钢梁(2),其特征在于包括以下操作步骤: A、在所述溶洞隧道初支变形段的隧道两侧侧壁上间隔设置多个伸入软弱围岩的锚管(1 ),所述锚管(1)设有露在所述隧道侧壁外的锚管端头部,所述锚管(1)间距为1.8米〜2.2 米; 所述锚管(1)的安装方法如下: a、在所述隧道侧壁钻多个倾斜向下的锚管安装孔,所述锚管安装孔中心线与水平方向的倾斜角a为12°〜18° ; b、将所述锚管(1)插入所述锚管安装孔内,再将多根钢筋插入所述锚管(1)内; c、将水泥浆注入所述锚管(1)内; d、按步骤a〜c依次完成所述溶洞隧道初支变形段的所述隧道两侧侧壁上所述锚管(1)的安装; B、分别将两根设有多个通孔的纵梁(3)穿装在所述隧道两侧的多根所述锚管(1)的锚管端头部上,所述纵梁(3)底面与所述拱形钢梁(2)的外端面相抵接; C、将设有中心孔的垫板(4)穿装在所述锚管(1)的锚管端头部,使所述垫板(4)与所述纵梁(3 )的外端面相抵接,分别将所述拱形钢梁(2 )与所述纵梁(3 )和所述纵梁(3 )与所述垫板(4)焊接连接即完成。
2.根据权利要求1所述的溶洞隧道初支变形加固方法,其特征在于:所述隧道两侧壁的多个所述锚管(1)锚管端头部的顶端位于同一水平线上。
3.根据权利要求1所述的溶洞隧道初支变形加固方法,其特征在于:所述纵梁(3)为槽钢,所述拱形钢梁(2)为工字钢,所述钢筋为螺纹钢。
4.根据权利要求1所述的溶洞隧道初支变形加固方法,其特征在于:所述锚管安装孔的直径大于所述锚管直径,在所述锚管的管壁上分布有注浆通孔。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的溶洞隧道初支变形加固方法,其特征在于:所述锚管安装孔穿过所述软弱围岩至少深入坚硬围岩4米〜4.5米。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的溶洞隧道初支变形加固方法,其特征在于:所述锚管安装孔伸入所述软弱围岩30米〜32米。
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