CN110424982A - 近接叠层隧道夹岩的加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种近接叠层隧道夹岩的加固方法，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和二衬；开挖待施工的上层隧道并对应施工初衬，于上层隧道内向下开挖上层隧道与下层隧道之间的夹岩并形成加固区；提供若干内部中空的箱体，从上层隧道内将箱体放置于加固区中，并向每一箱体中灌注混凝土；于上层隧道开挖加固区的位置施工对应的初衬。本发明有效地解决了近接叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以保证夹岩的承载能力，降低安全隐患。
Description
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，出现了一批近接叠层隧道工程，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，然而受上下隧道施工多次扰动影响，上下隧道间夹岩不稳往往受力最为复杂，是影响叠层隧道群整体稳定性的关键部位，以倒“品”字形的三洞室叠层隧道群为例，当上层隧道开挖后，由于夹岩部位变形方向不一致，夹岩将受较大剪切应力作用，且受夹岩两侧初期支护质量难以控制，可能存在初衬背后空洞的问题，使得夹岩处于单向受力的状态，大大降低了他的承载能力，存在较大安全隐患。
目前大多采用对拉锚杆等措施，这种方式是在夹岩受力并发生一定形变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夹岩的加固方法，解决了近接叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以保证夹岩的承载能力，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和二衬；
S12.开挖待施工的上层隧道并对应施工初衬，于上层隧道内向下开挖上层隧道与下层隧道之间的夹岩并形成加固区；
S13.提供若干内部中空的箱体，从上层隧道内将箱体放置于加固区中，并向每一箱体中灌注混凝土；
S14.于上层隧道开挖加固区的位置施工对应的初衬。
本发明采用近接叠层隧道夹岩的加固方法，通过先开挖下层隧道并支设初衬和二衬后，进而开挖上层隧道在支设对应的初衬后开挖上层隧道靠近夹岩部分的位置并向下层隧道开挖将夹岩挖出并形成加固区，从上层隧道内将箱体放入加固区中并向箱体中浇筑混凝土，再施工上层隧道开挖加固区的位置的初衬，达到了将软弱夹岩置换为高强混凝土的目的，且箱体中的混凝土受箱体约束三向受力具有较大的承载力，使得夹岩部分的结构更加稳定，从根本上加固了夹岩部分，解决了近接叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以保证夹岩的承载能力，降低安全隐患。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，施工上层隧道的初衬时，还包括：
提供钢拱架，在上层隧道内架立钢拱架，在对应夹岩部分以外的钢拱架上铺设钢筋网并喷射混凝土，从而于上层隧道内部形成初衬。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，开挖夹岩时，还包括：
于上层隧道内对应夹岩部分的位置向下层隧道开挖夹岩，并挖至靠近下层隧道初衬的位置。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，开挖夹岩时，还包括：
平整加固区的内壁，并于加固区的内壁上喷射混凝土以形成护壁结构。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，放置箱体前，还包括：
预制箱体，根据加固区的深度加工箱体，使得箱体的长度与加固区相匹配，并在箱体对应上层隧道的一端开设注浆孔和排气孔。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，灌注混凝土时，还包括：
由注浆孔向箱体中灌注混凝土，并通过排气孔排出箱体内部的空气，振捣密实箱体中的混凝土后封堵注浆孔和排气孔。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，施工上层隧道开挖加固区的位置的初衬时，还包括：
在上层隧道开挖加固区的位置铺设钢筋网，并喷射混凝土，从而于上层隧道开挖加固区的位置形成初衬。
本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法的进一步改进在于，施工上层隧道开挖加固区的位置的初衬后，还包括：
对上层隧道开挖加固区的位置的初衬进行背后注浆，并填充箱体之间及箱体与夹岩之间的空隙。
附图说明
图1为本发明近接叠层隧道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夹岩的加固方法的流程图。
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夹岩的加固方法，通过先开挖下层隧道并支设初衬和二衬后，进而开挖上层隧道在支设对应的初衬后开挖上层隧道靠近夹岩部分的位置并向下层隧道开挖将夹岩挖出并形成加固区，从上层隧道内将箱体放入加固区中并向箱体中浇筑混凝土，再施工上层隧道开挖加固区的位置的初衬，达到了将软弱夹岩置换为高强混凝土的目的，且箱体中的混凝土受箱体约束三向受力具有较大的承载力，使得夹岩部分的结构更加稳定，从根本上加固了夹岩部分，解决了近接叠层隧道中夹岩承载能力差的问题，通过对夹岩进行加固，以保证夹岩的承载能力，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夹岩的加固方法进行说明。
结合图1和图2所示，本发明近接叠层隧道夹岩的加固方法，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并对应施工初衬和二衬；接着执行步骤S12
执行步骤S12.开挖待施工的上层隧道12并对应施工初衬，于上层隧道12内向下开挖上层隧道12与下层隧道11之间的夹岩21并形成加固区；接着执行步骤S13
执行步骤S13.提供若干内部中空的箱体121，从上层隧道12内将箱体121放置于加固区中，并向每一箱体121中灌注混凝土；接着执行步骤S14
执行步骤S14.于上层隧道12开挖加固区的位置施工对应的初衬。
作为本发明的一较佳实施方式，施工上层隧道12的初衬时，还包括：提供钢拱架，在上层隧道12内架立钢拱架，在对应夹岩21部分以外的钢拱架上铺设钢筋网并喷射混凝土，从而于上层隧道12内部形成初衬，即待开挖夹岩21的位置先不挂网喷射混凝土，以方便开挖。
进一步的，开挖夹岩21时，还包括：于上层隧道12内对应夹岩21部分的位置向下层隧道11开挖夹岩21，并挖至靠近下层隧道11初衬的位置。
具体的，开挖夹岩21时，还包括：平整加固区的内壁，并于加固区的内壁上喷射混凝土以形成护壁结构，将加固区的内壁整平，便于箱体121的安放也使得箱体121受力更加均匀，避免应力集中。
较佳地，放置箱体121前，还包括：预制箱体121，根据加固区的深度加工箱体121，使得箱体121的长度与加固区相匹配，并在箱体121对应上层隧道12的一端开设注浆孔和排气孔。
又佳地，该箱体121为钢箱，该箱体121的端部具有弧度与隧道的轮廓线相匹配，且箱体121的截面为矩形，箱体121沿隧道纵向尺寸要小于两榀钢拱架净距，以方便安装，环向几何尺寸应与纵向尺寸相适应。
具体的，灌注混凝土时，还包括：由注浆孔向箱体121中灌注混凝土，并通过排气孔排出箱体121内部的空气，振捣密实箱体121中的混凝土后封堵注浆孔和排气孔，尽可能使得箱体121内灌满混凝土，使得混凝土受箱体约束三向受力从而增强整个箱体121结构的承载力。
进一步的，施工上层隧道12开挖加固区的位置的初衬时，还包括：在上层隧道12开挖加固区的位置铺设钢筋网，并喷射混凝土，从而于上层隧道12开挖加固区的位置形成初衬，即在上层隧道12中未喷射混凝土的位置挂网喷射，从而在上层隧道12中形成完整的初衬结构。
进一步的，施工上层隧道12开挖加固区的位置的初衬后，还包括：对上层隧道12开挖加固区的位置的初衬进行背后注浆，并填充箱体121之间及箱体121与夹岩21之间的空隙，使得箱体121和夹岩21紧密接触。
本发明近接叠层隧道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：
先对待施工的上层隧道12和下层隧道11进行超前支护，设置管棚或小导管等，支设完毕后开挖待施工的下层隧道11并对应支设初衬和二衬，以保证下层隧道11的稳定性；
开挖待施工的上层隧道12，并在上层隧道12内支设钢拱架，在上层隧道12靠近夹岩21部分的区域以外的钢拱架上铺设钢筋网，即钢筋网并不覆盖上层隧道12待开挖夹岩21的位置以方便后期开挖，喷射混凝土以形成初衬；
利用人工或机械方式从上层隧道12未喷射混凝土的位置向靠近下层隧道11的方向开挖夹岩21并形成加固区，整平加固区的内壁，必要时可以在内壁上喷射混凝土使得内壁平整；
将箱体121从上层隧道12放入加固区中，且箱体121具有排气孔和注浆孔的一端朝向上层隧道12，通过注浆孔向箱体121中灌注混凝土，且箱体121内的空气由排气孔向外排出，使得箱体121中填满混凝土，使得箱体121中的混凝土能够三向受力，灌注完毕后用钢板封堵注浆孔和排气孔；
在上层隧道12中开挖夹岩21的位置铺设钢筋网，并喷射混凝土，由此在上层隧道12内部形成完整的初衬结构，并对上层隧道12开挖位置的初衬进行背后注浆，以填充箱体121之间及箱体121与夹岩21之间的空隙，使得箱体121和夹岩21紧密接触；
该段施工完毕后，继续沿隧道延伸的方向推进，进行下一循环段的施工，直至整条隧道施工完毕；
该方法将夹岩21部分的夹岩21全部挖出，通过箱体121的方式将混凝土填充在该部分，利用高强混凝土替代原有软弱夹岩21，混凝土受钢箱约束三向受力承载力增加的原理，强化夹岩21部分的结构强度，以起到加固的作用。
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 (8)
1.一种近接叠层隧道夹岩的加固方法，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和二衬；
S12.开挖待施工的所述上层隧道并对应施工初衬，于所述上层隧道内向下开挖所述上层隧道与所述下层隧道之间的夹岩并形成加固区；
S13.提供若干内部中空的箱体，从所述上层隧道内将所述箱体放置于所述加固区中，并向每一所述箱体中灌注混凝土；
S14.于所述上层隧道开挖所述加固区的位置施工对应的初衬。
2.如权利要求1所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，施工所述上层隧道的初衬时，还包括：
提供钢拱架，在所述上层隧道内架立钢拱架，在对应所述夹岩部分以外的所述钢拱架上铺设钢筋网并喷射混凝土，从而于所述上层隧道内部形成初衬。
3.如权利要求2所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，开挖所述夹岩时，还包括：
于所述上层隧道内对应所述夹岩部分的位置向所述下层隧道开挖所述夹岩，并挖至靠近所述下层隧道初衬的位置。
4.如权利要求3所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，开挖所述夹岩时，还包括：
平整所述加固区的内壁，并于所述加固区的内壁上喷射混凝土以形成护壁结构。
5.如权利要求1所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，放置所述箱体前，还包括：
预制所述箱体，根据所述加固区的深度加工所述箱体，使得所述箱体的长度与所述加固区相匹配，并在所述箱体对应所述上层隧道的一端开设注浆孔和排气孔。
6.如权利要求5所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，灌注混凝土时，还包括：
由所述注浆孔向所述箱体中灌注混凝土，并通过所述排气孔排出所述箱体内部的空气，振捣密实所述箱体中的混凝土后封堵所述注浆孔和所述排气孔。
7.如权利要求1所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，施工所述上层隧道开挖所述加固区的位置的初衬时，还包括：
在所述上层隧道开挖所述加固区的位置铺设钢筋网，并喷射混凝土，从而于所述上层隧道开挖所述加固区的位置形成初衬。
8.如权利要求1所述的近接叠层隧道夹岩的加固方法，其特征在于，施工所述上层隧道开挖所述加固区的位置的初衬后，还包括：
对所述上层隧道开挖所述加固区的位置的初衬进行背后注浆，并填充所述箱体之间及所述箱体与所述夹岩之间的空隙。
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| CN111485914B (zh) * | 2020-04-13 | 2021-07-13 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱施工方法 |
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