CN106545351A - 一种隧道工作面塌方应急处理方法 - Google Patents

一种隧道工作面塌方应急处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隧道工作面塌方应急处理方法，通过在安全段用单体液压支柱连续支护两个拱梁，在拱梁上安置工字钢楔形梁，顶入塌方区工作面；在塌方段的工字钢楔形梁上部放置承载体，使承载体的高度略高于初期支护的格栅钢架；在承载体上方水平放置防水型金属格栅承载体，通过混凝土泵送管泵送混凝土；撤除混凝土泵送管、混凝土高度检测管、排气管；待混凝土固结完成后，拆除和切割靠近安全段的承载体，迅速对塌方段进行初期支护；快速有效的支撑塌方段，弥补了目前常用隧道塌方应急处理器材的缺陷，更好的满足隧道塌方应急处理要求，为后续隧道塌方处理提供施工条件。

Description

一种隧道工作面塌方应急处理方法
技术领域
本发明涉及隧道工程施工领域，尤其涉及一种特别适用于台阶法施工浅埋暗挖隧道工作面塌方应急处理方法。
背景技术
目前国内隧道工程在处理隧道塌方事故时，常用的方法有管棚法、小导管注浆法、二次衬砌加强法等。在塌方事故处理中，这些方法运用已经比较成熟。但是存在一定局限性，例如采用注浆形式加固使得处理周期长，机械施工复杂、作业环境要求高等因素，不能对塌方段及时有效的支护。另外塌方周围岩体破碎，严重失稳，若不能及时支护或者支护过程对岩体造成扰动，容易发生二次塌方，威胁施工人员安全，造成经济损失。
例如专利申请号：201410382380.X，公开的一项名为“一种隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法”的专利技术。该项发明专利主要是对塌方段相邻围岩进行拱架加固，在塌方掌子面上喷射混凝土将其封闭；模板与钢拱架共同形成一道支护层；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；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。该项专利施工工序繁琐、周期长，不能及时有效的对塌方段进行支护。
因此，针对以上问题，亟需一种全新合理的处理方法快速有效的解决塌方问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种隧道工作面塌方应急处理方法，安全快速有效的支撑塌方段。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种隧道工作面塌方应急处理方法，其包括：
A、在安全段1用单体液压支柱3连续支护两个拱梁4；
B、在拱梁4上安置工字钢楔形梁9，顶入塌方区工作面10；
C、在塌方段11的工字钢楔形梁9上部放置承载体13，使承载体13的高度略高于初期支护的格栅钢架19；
D、在承载体13上方水平放置防水型金属格栅承载体14；
E、通过混凝土泵送管17泵送混凝土18，撤除混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15；
F、待混凝土18固结完成后，拆除和切割靠近安全段1的承载体13，迅速对塌方段11进行初期支护。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述拱梁4是由拱钢架5、钢板6、螺纹钢筋7和承载槽8焊接组成的装置；上述防水型金属格栅承载体14是由钢筋和金属网片以及防水板加工而成的；上述工字钢楔形梁9是由矿用工字钢钢轨或其他工型钢加工而成，且工字钢的一端加工成楔形；上述承载体13是枕木。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述步骤A具体的包括：
A1、在安全段1用单体液压支柱3间隔一定距离撑紧两个拱梁4，使拱梁4顶部紧贴初期支护轮廓线2。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述步骤B具体的包括：
B1、利用机械设备将五根工字钢楔形梁9穿过拱梁4顶入塌方区工作面10，使工字钢楔形梁9能够稳定；
B2、将塌方段11的塌体12处理平整，在处理平整的塌体上固定单体液压支柱3并使单体液压支柱3撑紧工字钢楔形梁9。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述步骤C具体的包括：
C1、在塌方段11的工字钢楔形梁9上部垂直放置第一层承载体13-1，并为放置第二层承载体13-2预留空间；
C2、利用第一层承载体13-1的预留空间再放置与第一层承载体13-1相垂直的第二层承载体13-2，并为放置第三层承载体13-3预留空间；
C3、利用第一层承载体13-1和第二层承载体13-2的预留空间放置与第二层承载体13-2相垂直的第三层承载体13-3；
C4、按步骤C1、C2与C3的方式，依次利用对应层的相应承载体13-1、13-2、13-3……、13-n-1的预留空间放置与第n-1层相垂直的第n层承载体13-n；并为放置防水型金属格栅承载体14预留空间，第n层承载体的高度略高于初期支护的格栅钢架19，其中n≥2。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述步骤D具体的包括：
D1、利用第一、二、三、……、n层承载体预留的空间，在第n层承载体13-n上方水平放置防水型金属格栅承载体14，靠近岩体的防水型金属格栅承载体14紧贴岩体，相邻的防水型金属格栅承载体14之间紧密排列，并为布置混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15预留一定的作业空间。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述步骤E具体的包括：
E1、利用预留的作业空间固定布置混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15；
E2、通过混凝土泵送管17泵送混凝土18，通过混凝土高度检测管16控制混凝土灌注高度，通过排气管15进行排气；混凝土18泵送完成后撤除混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15。
所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其中，上述步骤F具体的包括：
F1、待混凝土18固结完成后，拆除和切割靠近安全段1的承载体13，连立几榀格栅钢架，喷射混凝土，完成塌方段11前部的初期支护；待塌方段11前部的初期支护稳定之后，继续拆除承载体13，完成塌方段的初期支护，直至塌方区工作面10；
F2、收起塌方段11的所有单体液压支柱3，利用机械设备撤除工字钢楔形梁9，再撤除安全段1的所有单体液压支柱3与拱梁4。
本发明提供的一种隧道工作面塌方应急处理方法，通过在安全段用单体液压支柱连续支护两个拱梁，在拱梁上安置工字钢楔形梁，顶入塌方区工作面；在塌方段的工字钢楔形梁上部放置承载体，在承载体上方水平放置防水型金属格栅承载体，通过混凝土泵送管泵送混凝土；撤除混凝土泵送管、混凝土高度检测管、排气管；待混凝土固结完成后，拆除和切割靠近安全段的承载体，迅速对塌方段进行初期支护；以快速有效的支撑塌方段，解决了目前常用隧道塌方应急处理器材的缺陷，更好的满足隧道塌方应急处理要求，为后续隧道塌方处理提供施工条件；其具体的优点和技术效果是：
1、本发明采用的拱梁、单体液压支柱等塌方应急处理器材可提前储放，使用方便；
2、本发明塌方段采用工字钢楔形梁与枕木组合，为应急抢险人员提供安全的作业空间，保证作业安全性；
3、本发明塌方段单体液压支柱与枕木共同作用，降低了工作面二次塌方的危险；
4、本发明的工作面塌方应急处理方法机械施工速度快，人员配备及工序简单，减少了施工周期；
5、本发明使用的拱梁、单体液压支柱、枕木等支护结构加工简单，减少了施工成本。
附图说明
图1为本发明台阶法施工浅埋暗挖隧道工作面塌方应急处理的布局结构示意图；
图2为图1中A-A线的剖面结构示意图；
图3为本发明中拱梁的结构示意图。
图中：1-安全段；2-初期支护轮廓线；3-单体液压支柱；4-拱梁；5-拱钢架；6-横向钢板；7-螺纹钢筋；8-承载槽；9-工字钢楔形梁；10-塌方区工作面；11-塌方段；12-塌体；13-承载体；14-防水型金属格栅承载体；15-排气管；16-混凝土高度检测管；17-混凝土泵送管；18-混凝土；19-格栅钢架。
具体实施方式
本发明提供了一种隧道工作面塌方应急处理方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种隧道工作面塌方应急处理方法，如图1与图2所示的，其包括以下步骤：
A、在安全段1用单体液压支柱3连续支护两个拱梁4；
B、在拱梁4上安置工字钢楔形梁9，顶入塌方区工作面10；
C、在塌方段11的工字钢楔形梁9上部放置承载体13，使承载体13的高度略高于初期支护的格栅钢架19；
D、在承载体13上方水平放置防水型金属格栅承载体14；
E、通过混凝土泵送管17泵送混凝土18，撤除混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15；
F、待混凝土18固结完成后，拆除和切割靠近安全段1的承载体13，迅速对塌方段11进行初期支护。
其中，上述拱梁4是由拱钢架5、钢板6、螺纹钢筋7和承载槽8焊接组成的装置；上述防水型金属格栅承载体14是由钢筋和金属网片以及防水板加工而成的；上述工字钢楔形梁9是由矿用工字钢钢轨或其他工型钢加工而成，且工字钢的一端加工成楔形；上述承载体13是枕木。
为了更进一步描述本发明的隧道工作面塌方应急处理方法，以下列举在矿山法施工工程中，特别是应急处理台阶法施工的浅埋暗挖隧道的塌方，其具体如下：
第一步、在安全段1用DW22-300/100单体液压支柱3间隔3m撑紧两个拱梁4，使拱梁4顶部紧贴初期支护轮廓线2；
第二步、利用挖掘机等机械设备将5根7m长的11#矿用工字钢楔形梁9穿过拱梁4顶入塌方区工作面10，使工字钢楔形梁9能够稳定；
第三步、将塌方段11的塌体12中的碎石用铁锨等处理平整，在处理平整的塌体12上固定带有柱鞋的DW22-300/100单体液压支柱3并使单体液压支柱3撑紧工字钢楔形梁9；
第四步、在塌方段11的工字钢楔形梁9上部垂直放置第一层承载体13-1枕木，并为放置第二层承载体13-2枕木预留空间；
第五步、利用第一层承载体13-1枕木的预留空间再放置与第一层承载体13-1枕木相垂直的第二层承载体13-2枕木，并为放置第三层承载体13-3枕木预留空间；
第六步、利用第一层承载体13-1枕木和第二层承载体13-2枕木的预留空间放置与第二层承载体13-2枕木相垂直的第三层承载体13-3枕木；第三层承载体的高度略高于安全段1初期支护的格栅钢架19；
第七步、利用第一、二、三层承载体枕木预留的空间，在第三层承载体13-3枕木上方水平放置防水型金属格栅承载体14，靠近岩体的防水型金属格栅承载体14紧贴岩体，相邻的防水型金属格栅承载体14之间紧密排列，并为布置混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15预留一定的作业空间；
第八步、利用预留的作业空间固定布置混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15；
第九步、通过泵送管17泵送混凝土18，通过混凝土高度检测管16控制混凝土灌注高度，通过排气管15进行排气；混凝土18泵送完成后撤除混凝土泵送管17、混凝土高度检测管16、排气管15；
第十步、待混凝土18固结完成后，拆除和切割靠近安全段1的承载体13，连立几榀格栅钢架，喷射混凝土，完成塌方段11前部的初期支护；待塌方段11前部的初期支护稳定之后，继续拆除承载体13，完成塌方段的初期支护，直至塌方区工作面10；
第十一步、收起塌方段11的单体液压支柱，利用机械设备撤除工字钢楔形梁9，之后撤除安全段1的所有单体液压支柱3与拱梁4。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (8)

1.一种隧道工作面塌方应急处理方法，其包括：
A、在安全段(1)用单体液压支柱(3)连续支护两个拱梁(4)；
B、在拱梁(4)上安置工字钢楔形梁(9)，顶入塌方区工作面(10)；
C、在塌方段(11)的工字钢楔形梁(9)上部放置承载体(13)，使承载体(13)的高度略高于初期支护的格栅钢架(19)；
D、在承载体(13)上方水平放置防水型金属格栅承载体(14)；
E、通过混凝土泵送管(17)泵送混凝土(18)，撤除混凝土泵送管(17)、混凝土高度检测管(16)、排气管(15)；
F、待混凝土(18)固结完成后，拆除和切割靠近安全段(1)的承载体(13)，迅速对塌方段(11)进行初期支护。
2.根据权利要求1所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述拱梁(4)是由拱钢架(5)、钢板(6)、螺纹钢筋(7)和承载槽(8)焊接组成的装置；上述防水型金属格栅承载体(14)是由钢筋和金属网片以及防水板加工而成的；上述工字钢楔形梁(9)是由矿用工字钢钢轨或其他工型钢加工而成，且工字钢的一端加工成楔形；上述承载体(13)是枕木。
3.根据权利要求1所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述步骤A具体的包括：
A1、在安全段(1)用单体液压支柱(3)间隔一定距离撑紧两个拱梁(4)，使拱梁(4)顶部紧贴初期支护轮廓线(2)。
4.根据权利要求1所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述步骤B具体的包括：
B1、利用机械设备将五根工字钢楔形梁(9)穿过拱梁(4)顶入塌方区工作面(10)，使工字钢楔形梁(9)能够稳定；
B2、将塌方段(11)的塌体(12)处理平整，在处理平整的塌体上固定单体液压支柱(3)并使单体液压支柱(3)撑紧工字钢楔形梁(9)。
5.根据权利要求1所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述步骤C具体的包括：
C1、在塌方段(11)的工字钢楔形梁(9)上部垂直放置第一层承载体(13-1)，并为放置第二层承载体(13-2)预留空间；
C2、利用第一层承载体(13-1)的预留空间再放置与第一层承载体(13-1)相垂直的第二层承载体(13-2)，并为放置第三层承载体(13-3)预留空间；
C3、利用第一层承载体(13-1)和第二层承载体(13-2)的预留空间放置与第二层承载体(13-2)相垂直的第三层承载体(13-3)；
C4、按步骤C1、C2与C3的方式，依次利用对应层的相应承载体(13-1)、(13-2)、(13-3)……、(13-n-1)的预留空间放置与第n-1层相垂直的第n层承载体(13-n)；并为放置防水型金属格栅承载体(14)预留空间，第n层承载体的高度略高于初期支护的格栅钢架(19)，其中n≥2。
6.根据权利要求5所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述步骤D具体的包括：
D1、利用第一、二、三、……、n层承载体预留的空间，在第n层承载体(13-n)上方水平放置防水型金属格栅承载体(14)，靠近岩体的防水型金属格栅承载体(14)紧贴岩体，相邻的防水型金属格栅承载体(14)之间紧密排列，并为布置混凝土泵送管(17)、混凝土高度检测管(16)、排气管(15)预留一定的作业空间。
7.根据权利要求6所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述步骤E具体的包括：
E1、利用预留的作业空间固定布置混凝土泵送管(17)、混凝土高度检测管(16)、排气管(15)；
E2、通过混凝土泵送管(17)泵送混凝土(18)，通过混凝土高度检测管(16)控制混凝土灌注高度，通过排气管(15)进行排气；混凝土(18)泵送完成后撤除混凝土泵送管(17)、混凝土高度检测管(16)、排气管(15)。
8.根据权利要求7所述的隧道工作面塌方应急处理方法，其特征在于，上述步骤F具体的包括：
F1、待混凝土(18)固结完成后，拆除和切割靠近安全段(1)的承载体(13)，连立几榀格栅钢架，喷射混凝土，完成塌方段(11)前部的初期支护；待塌方段(11)前部的初期支护稳定之后，继续拆除承载体(13)，完成塌方段的初期支护，直至塌方区工作面(10)；
F2、收起塌方段(11)的所有单体液压支柱(3)，利用机械设备撤除工字钢楔形梁(9)，再撤除安全段(1)的所有单体液压支柱(3)与拱梁(4)。
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