CN110318774A - 近接叠层隧道中夹岩的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近接叠层隧道中夹岩的加固方法，包括步骤如下：对待施工的下层隧道和上层隧道进行超前支护，开挖待施工的下层隧道并对应施工初衬；提供模板，在下层隧道初衬对应下层隧道和上层隧道之间夹岩的位置安装模板，通过模板向夹岩注浆并形成第一加固结构；开挖待施工的上层隧道并对应施工初衬；在上层隧道初衬对应夹岩的位置安装模板，通过模板向夹岩注浆并形成第二加固结构。本发明有效地解决了小净距叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以增强夹岩的承载能力，降低安全隐患。

Description

近接叠层隧道中夹岩的加固方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特指一种近接叠层隧道中夹岩的加固方法。

背景技术

随着我国基础设施行业投入的不断增加，近年来隧道工程建设迎来了高速发展，出现了一批叠层隧道工程，并向小净距、多洞室、大断面方向发展，给隧道设计施工带来了新的挑战。

在叠层隧道建设中目前大多采用“先下后上”的整体施工顺序，即先施工下层隧道，再施工上层隧道，从而降低洞群整体施工风险，受上下隧道施工多次扰动影响，上下隧道间夹岩部分往往受力最为复杂，是影响叠层隧道群整体稳定性的关键部位，以倒“品”字的三洞式叠层隧道群为例，当上层隧道开挖后，由于夹岩部位变形方向不一致，夹岩将受到较大剪切应力作用，且夹岩两侧初期支护质量难以控制，可能存在不密实等问题，使得夹岩可能处于单向受力状态，极大降低了其承载能力，并威胁洞群整体安全。

现有的夹岩加固技术大多采用对拉锚杆、初支加强等措施，然而这类手段只有当夹岩出现变形时，才对夹岩起到支撑作用，进而阻止夹岩的进一步变形，这种被动加固技术对夹岩的加固效果有限，同时也存在一定的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种近接叠层隧道中夹岩的加固方法，解决了小净距叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以增强夹岩的承载能力，并降低安全隐患。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种近接叠层隧道中夹岩的加固方法，包括如下步骤：

S11.对待施工的下层隧道和上层隧道进行超前支护，开挖待施工的下层隧道并对应施工初衬；

S12.提供模板，在下层隧道初衬对应下层隧道和上层隧道之间夹岩的位置安装模板，通过模板向夹岩注浆并形成第一加固结构；

S13.开挖待施工的上层隧道并对应施工初衬；

S14.在上层隧道初衬对应夹岩的位置安装模板，通过模板向夹岩注浆并形成第二加固结构。

本发明采用近接叠层隧道中夹岩的加固方法，通过先在下层隧道施工初衬并对应设置模板，进而向模板外侧的夹岩注浆，再于上层隧道施工初衬并对应设置模板，进而向模板外侧的夹岩注浆，使得夹岩处于三向受力状态，改善了后续施工过程及隧道运营阶段夹岩的受力状况，且先施工下层隧道并注浆也有利于保证上层隧道的施工安全，防止夹岩发生过大形变，解决了小净距叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以增强夹岩的承载能力，降低安全隐患。

本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的进一步改进在于，施工下层隧道或上层隧道的初衬时，还包括：

提供钢拱架，在下层隧道或上层隧道内间隔支设若干榀钢拱架，在钢拱架上铺设钢筋网，并喷射混凝土从而形成初衬；

在下层隧道或上层隧道对应夹岩的位置喷射混凝土时，预留部分钢拱架露出喷射的混凝土表面以供安装模板。

本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的进一步改进在于，在安装模板时，还包括：

预制模板，在模板上开设供注浆和排气的通孔，将模板固定连接于相邻两榀钢拱架的露出部分，使得模板封堵住相邻两榀钢拱架之间的间隙。

本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的进一步改进在于，注浆时，还包括：

向模板上对应位于靠近隧道底部的通孔中注浆，通过调整注浆的压力使得模板上其他通孔由下至上依次溢浆，进而封堵对应的通孔；

当模板上供注浆的通孔以外的所有通孔均被封堵住时，增大注浆压力继续注浆，注浆完毕后封堵模板上供注浆的通孔。

本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的进一步改进在于，注浆结束后，还包括：

对钢拱架的露出部分喷射混凝土，使得混凝土包裹住钢拱架的露出部分和模板，从而于上层隧道或下层隧道内形成完整的初衬。

本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的进一步改进在于，安装模板前，还包括：

对靠近夹岩的上层隧道或下层隧道的初衬进行背后注浆，以填充夹岩与对应的初衬之间的空洞及夹岩的裂缝。

附图说明

图1为本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的结构示意图。

图2为本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法中模板部分安装示意图。

图3为本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法中注浆示意图。

图4为本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的具体流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种近接叠层隧道中夹岩的加固方法，通过先在下层隧道施工初衬并对应设置模板，进而向模板外侧的夹岩注浆，再于上层隧道施工初衬并对应设置模板，进而向模板外侧的夹岩注浆，使得夹岩处于三向受力状态，改善了后续施工过程及隧道运营阶段夹岩的受力状况，且先施工下层隧道并注浆也有利于保证上层隧道施工的安全，防止夹岩发生过大形变，解决了小净距叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以增强夹岩的承载能力，降低安全隐患。下面结合附图对本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法进行说明。

参阅图1，图1为本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法的结构示意图。下面结合图1，对本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法进行说明。

结合图1和图4所示，本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法，该方法包括如下步骤：

执行步骤S11.对待施工的下层隧道11和上层隧道12进行超前支护，开挖待施工的下层隧道11并对应施工初衬；接着执行步骤S12

执行步骤S12.提供模板131，在下层隧道11初衬对应下层隧道11和上层隧道12之间夹岩21的位置安装模板131，通过模板131向夹岩21注浆并形成第一加固结构；接着执行步骤S13

执行步骤S13.开挖待施工的上层隧道12并对应施工初衬；接着执行步骤S14

执行步骤S14.在上层隧道12初衬对应夹岩21的位置安装模板131，通过模板131向夹岩21注浆并形成第二加固结构。

结合图1所示，先在下层隧道11施工初衬并支设模板131，进而对模板131外侧的夹岩21进行注浆，这样能够先稳固并卡紧下层隧道11的部分夹岩21，改善上层隧道12开挖时夹岩21的受力状态，进而在上层隧道12内施工初衬并支设模板131，进而对模板131外侧的夹岩21进行注浆，这样进一步加固了夹岩21，使得夹岩21三向受力，提高了夹岩21的承载能力。

作为本发明的一较佳实施方式，结合图2所示，施工下层隧道11或上层隧道12的初衬时，还包括：

提供钢拱架13，在下层隧道11或上层隧道12内间隔支设若干榀钢拱架13，在钢拱架13上铺设钢筋网，并喷射混凝土从而形成初衬；

在下层隧道11或上层隧道12对应夹岩的位置喷射混凝土时，预留部分钢拱架13露出喷射的混凝土表面以供安装模板131，即模板131能够安装于钢拱架13的露出部分，方便模板131的安装。

进一步的，在安装模板131时，还包括：

预制模板131，在模板131上开设供注浆和排气的通孔1311，将模板131固定连接于相邻两榀钢拱架13的露出部分，使得模板131封堵住相邻两榀钢拱架13之间的间隙。

较佳地，该模板131采用钢板制成，且若干块模板131通过焊接的方式互相连接并安装于钢拱架13上，这种拼接的模板131质量较易控制，且安装时难度较小，也可以根据实际相邻钢拱架13之间的间距及钢拱架13的弧度定制模板131，使得模板131的连接段尽可能地贴合于钢拱架13，能够紧密连接。

进一步的，结合图3所示，注浆时，还包括：

向模板131上对应位于靠近隧道底部的通孔1311中注浆，通过调整注浆的压力使得模板131上其他通孔1311由下至上依次溢浆，进而封堵对应的通孔1311，完成第一阶段的注浆，该阶段的注浆能够填充模板131与喷射的混凝土即初衬之间的间隙，保证两者紧密贴合；

当模板131上供注浆的通孔1311以外的所有通孔1311均被封堵住时，增大注浆压力继续注浆，注浆完毕后封堵模板131上供注浆的通孔1311，完成第二阶段的注浆，该阶段的注浆能够通过借助模板131的反力支撑作用对喷射混凝土即初衬及夹岩21主动施压，使得夹岩21三向受力，改善其受力状态。

较佳地，浆液可采用微膨胀注浆材料，当浆液凝固后由于其具有微膨胀特性，预施加的应力仍可得到较好的保留。

进一步的，注浆结束后，还包括：

对钢拱架13的露出部分喷射混凝土，使得混凝土包裹住钢拱架13的露出部分和模板131，从而于上层隧道12或下层隧道11内形成完整的初衬，也能够将模板131和钢拱架13紧密的包覆住，进一步加强隧道和夹岩21部分的结构。

具体的，安装模板131前，还包括：

对靠近夹岩的上层隧道12或下层隧道11的初衬进行背后注浆，以填充夹岩21与对应的初衬之间的空洞及夹岩21的裂缝，提高夹岩21加固效果。

本发明近接叠层隧道中夹岩的加固方法以包含三洞室的上下叠层隧道群为例，如图1所示，该隧道群的具体施工方式如下：

对下层隧道11和上层两隧道12进行超前支护，如支设管棚或小导管等；

开挖下层隧道11并沿隧道内壁间隔支设钢拱架13，并在钢拱架13上铺设钢筋网，进而喷射混凝土，当喷射至靠近夹岩21位置时，预留部分钢拱架13露出喷射的混凝土，即不将混凝土完全覆盖住钢拱架13；

对喷射的混凝土进行背后注浆，以填充混凝土与夹岩21之间的空洞及夹岩21的裂缝；

将模板131安装在钢拱架13的露出部分并封堵住相邻两个钢拱架13之间的缝隙，向模板131靠近下层隧道11底部的通孔1311中注浆，使得模板131上的通孔1311由下至上溢浆并封堵住对应的通孔1311，由此完成第一阶段的注浆；

进而加大注浆的压力，继续通过通孔1311向模板131外侧注浆，可以通过模板131能够承受的压力及实际岩层情况设定注浆压力，并封堵住供注浆的通孔1311，由此完成第二阶段的注浆，此时借助模板131的反力支撑作用对初衬喷射的混凝土及注过浆的夹岩21主动施压，使其三向受力，改善了夹岩21的受力状态；

开挖上层隧道并沿隧道内壁间隔支设钢拱架，并在钢拱架上铺设钢筋网，进而喷射混凝土，当喷射至靠近夹岩21位置时，预留部分钢拱架13露出喷射的混凝土，即不将混凝土完全覆盖住钢拱架13；

对喷射的混凝土进行背后注浆，以填充混凝土与夹岩21之间的空洞及夹岩21的裂缝；

将模板131安装在钢拱架13的露出部分并封堵住相邻两个钢拱架13之间的缝隙，向模板131靠近下层隧道11底部的通孔1311中注浆，使得模板131上的通孔1311由下至上溢浆并封堵住对应的通孔1311，由此完成第一阶段的注浆；

进而加大注浆的压力，继续通过通孔1311向模板131外侧注浆，可以通过模板131能够承受的压力及实际岩层情况设定注浆压力，并封堵住供注浆的通孔1311，由此完成第二阶段的注浆，此时借助模板131的反力支撑作用对初衬喷射的混凝土及注过浆的夹岩21主动施压，使其三向受力，改善了夹岩21的受力状态；

自此完成从上层隧道12和下层隧道11两侧向夹岩21进行注浆，使得夹岩21部分更加密实，且通过模板131的反力支撑使夹岩21处于三向受力状态，夹岩21部分自身的强度和承载能力得以提升，能够有效降低近接叠层隧道的开挖风险。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种近接叠层隧道中夹岩的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

S11.对待施工的下层隧道和上层隧道进行超前支护，开挖待施工的所述下层隧道并对应施工初衬；

S12.提供模板，在所述下层隧道初衬对应所述下层隧道和所述上层隧道之间夹岩的位置安装所述模板，通过所述模板向所述夹岩注浆并形成第一加固结构；

S13.开挖待施工的上层隧道并对应施工初衬；

S14.在所述上层隧道初衬对应所述夹岩的位置安装所述模板，通过所述模板向所述夹岩注浆并形成第二加固结构。

2.如权利要求1所述的近接叠层隧道中夹岩的加固方法，其特征在于，施工所述下层隧道或所述上层隧道的初衬时，还包括：

提供钢拱架，在所述下层隧道或所述上层隧道内间隔支设若干榀钢拱架，在钢拱架上铺设钢筋网，并喷射混凝土从而形成初衬；

在所述下层隧道或所述上层隧道对应所述夹岩的位置喷射混凝土时，预留部分钢拱架露出喷射的混凝土表面以供安装所述模板。

3.如权利要求2所述的近接叠层隧道中夹岩的加固方法，其特征在于，在安装所述模板时，还包括：

预制所述模板，在所述模板上开设供注浆和排气的通孔，将所述模板固定连接于相邻两榀所述钢拱架的露出部分，使得所述模板封堵住相邻两榀所述钢拱架之间的间隙。

4.如权利要求3所述的近接叠层隧道中夹岩的加固方法，其特征在于，注浆时，还包括：

向所述模板上对应位于靠近隧道底部的通孔中注浆，通过调整注浆的压力使得所述模板上其他通孔由下至上依次溢浆，进而封堵对应的通孔；

当所述模板上供注浆的通孔以外的所有通孔均被封堵住时，增大注浆压力继续注浆，注浆完毕后封堵所述模板上供注浆的通孔。

5.如权利要求3所述的近接叠层隧道中夹岩的加固方法，其特征在于，注浆结束后，还包括：

对所述钢拱架的露出部分喷射混凝土，使得混凝土包裹住所述钢拱架的露出部分和所述模板，从而于所述上层隧道或所述下层隧道内形成完整的初衬。

6.如权利要求1所述的近接叠层隧道中夹岩的加固方法，其特征在于，安装所述模板前，还包括：

对靠近所述夹岩的所述上层隧道或所述下层隧道的初衬进行背后注浆，以填充所述夹岩与对应的初衬之间的空洞及所述夹岩的裂缝。