CN110748350A - 一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法 - Google Patents
一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110748350A CN110748350A CN201911033337.1A CN201911033337A CN110748350A CN 110748350 A CN110748350 A CN 110748350A CN 201911033337 A CN201911033337 A CN 201911033337A CN 110748350 A CN110748350 A CN 110748350A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grouting
- tunnel
- water
- collapse
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 25
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 14
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 12
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 8
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 17
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 11
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 2
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 1
- 230000000192 social effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/001—Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections
- E21D9/002—Injection methods characterised by the chemical composition used
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明涉及一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法：包括以下步骤：步骤1：在地表塌陷区周围布置围挡；步骤2：在地表塌陷区填充混凝土，形成混凝土保护层；步骤3：在地表布置变形监测点；步骤4：对混凝土保护层下方区域充填注浆，充填混凝土保护层下方的空洞；步骤5：对整个塌方体进行注浆加固，封堵隧道内掌子面的涌水；步骤6：隧道内掌子面涌水消失后，对隧道内掌子面一侧的涌出物与隧道衬砌之间的区域进行回填处理，对涌出物进行反压；步骤7：对塌方体所对应的隧道部位的外周区域进行注浆加固，形成位于隧道外周的加固圈结构，本发明的处治方法施工速度快，安全性好。
Description
技术领域
本发明涉及隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法。
背景技术
城市地铁隧道通常埋深较浅，当其穿越第四系富水砂层时，由于富水砂层富水性强、结构松散、粘接能力差，在隧道掘进过程中极易发生溃砂塌方事故，大量砂、水混合物由掌子面溃砂口涌入隧道内，当溃砂塌方事故规模较大时，塌方经常发展至地表形成地表塌陷，严重影响隧道开挖安全、城市交通运行，并造成严重的不良社会影响。
城市地铁隧道穿越富水砂层段塌方灾害具有如下特征：①由于塌方体岩性为富水砂层，塌方体性质极不稳定，随时有二次溃砂塌方的可能性，造成地表塌陷区域不断扩大；②因隧道处于富水环境中，塌方发生后隧道掌子面为地下水的优势通道，故掌子面持续存在涌水，造成掌子面回填反压危险性大，往往无法第一时间回填封闭掌子面；③城市地铁隧道上方常存在给水、热力、燃气等市政管线，若上述管线在溃砂塌方影响区域内，溃砂塌方灾害将造成市政管线沉降，若沉降量超过管线允许值，管线存在断裂风险。鉴于上述特征，城市地铁隧道穿越富水砂层段溃砂塌方灾害需快速处治，防止溃砂塌方灾害险情进一步发展，保证市政管线及隧道支护结构安全，为后续隧道安全施工创造条件。
隧道塌方处理可采用洞内处治、明挖等方法，洞内处治多先加强已有隧道支护，之后通过超前小导管或超前大管棚实现塌方体稳定，最后对塌方部位进行回填修复，发明人发现，由于富水砂层段随时会发生二次溃砂塌方且掌子面持续存在涌水，因此洞内处治无法保证人员设备安全，施工风险过高。明挖法直接在地表对塌方体进行开挖，受城市环境场地限制，一般采用地下连续墙、钻孔灌注桩配合内支撑进行开挖施工，发明人发现该方法施工工期较长，溃砂塌方灾害有可能在施工期内持续发展，且市政管线长期处于沉降状态，施工期内安全难以保证。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，能够有效避免出现二次溃砂塌方灾害，施工效率高，处治速度快。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法：包括以下步骤：
步骤1：在地表塌陷区周围布置围挡。
步骤2：在地表塌陷区填充混凝土，形成混凝土保护层。
步骤3：在地表布置变形监测点。
步骤4：对混凝土保护层下方区域充填注浆，充填混凝土保护层下方的空洞。
步骤5：对整个塌方体进行注浆加固，封堵隧道内掌子面的涌水。
步骤6：隧道内掌子面涌水消失后，对隧道内掌子面一侧的涌出物与隧道衬砌之间的区域进行回填处理，对涌出物进行反压。
步骤7：对塌方体所对应的隧道部位的外周区域进行注浆加固，形成位于隧道外周的加固圈结构。
进一步的，所述步骤2中，混凝土保护层上表面与地表相平齐，回填用混凝土应满足：24小时后强度达到10Mpa。
进一步的，所述步骤3中，所述变形监测点包括多个第一监测点和第二监测点，所述第一监测点布置在监测点边界线及其内部区域内，监测点边界线与地表塌陷区边界线形状相同，位于地表塌陷区边界线外侧第二设定距离处，所述第二监测点设置在地下管线的正上方位置处。
进一步的，所述第二设定距离为5m，相邻第一监测点之间距离为5m，相邻第二监测点之间距离为2.5m，为保证管线变形测量精度，相邻第二监测点之间的距离小于相邻第一监测点之间的距离。
进一步的，所述步骤4中，利用注浆孔进行注浆，注浆孔穿过混凝土保护层后继续钻进第一设定距离，注浆时采用多个注浆孔同时注浆，同时注浆的相邻注浆孔间距大于5m。
进一步的，所述第一设定距离为1m，保证浆液有充足的出浆区域。
进一步的，所述步骤4中，当注浆压力由零开始上升时，停止注浆。
进一步的，所述步骤5和步骤7中，利用注浆孔采用前进式分段注浆工艺进行注浆，前进式分段注浆工艺的分段间距为3m，单段注浆量为4m3-6m3，注浆时采用多个注浆孔同时注浆，同时注浆的相邻注浆孔间距大于5m，避免了注浆孔之间串浆。
进一步的，所述步骤5和步骤7采用注浆压力和注浆量同时作为注浆结束控制指标，注浆结束标准为：当注浆压力达到设计终压且注浆量达到设计注浆量的80％，或者注浆压力未达到设计终压而注浆量达到设计注浆量的150％时，停止注浆，所述设计终压为0.8-1MPa。
进一步的，所述步骤4、步骤5和步骤7中，注浆材料采用速凝浆液，利用速凝浆液的快速凝胶特性限制浆液扩散范围，减少浆液流失，提高目标加固区域内的浆液留存率，进而提高注浆加固效果，速凝浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆液水灰质量比1:1，水泥与水玻璃双液体积比3-4:1，水玻璃波美度38°以上，水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥，浆液凝胶时间不超过1分钟，可满足浆液快速凝胶的要求。
进一步的，所述步骤4、步骤5和步骤7中，当变形监测点监测到单次注浆引起的地表变形量超过设定值时，调整注浆方案，降低单次注浆量。
进一步的，所述步骤6的具体步骤为：首先在距离掌子面第三设定距离位置处构筑止浆墙，然后对涌出物、止浆墙及隧道衬砌之间的空间回填低强度混凝土，回填反压结束后，对止浆墙喷射混凝土，对止浆墙进行封闭。
进一步的，所述第三设定距离为隧道直径的2-3倍。
进一步的，所述加固圈结构的两个侧端面与塌方体边界和隧道相交位置处的距离为第四设定距离，隧道掌子面前方，加固圈的下边界位于隧道拱底以下第五设定距离位置处，隧道掌子面后方，加固圈的下边界为隧道的衬砌顶面。
进一步的，所述第四设定距离不小于隧道开挖直径，第五设定距离为1m，加固圈的厚度为4m-5m。
本发明的有益效果：
1.本发明的处治方法，通过实施地表塌陷区回填混凝土、混凝土保护层下方空洞充填注浆、整个塌方体进行注浆加固，可以实现塌方体的稳定，避免了出现二次溃砂塌方灾害。
2.本发明的处治方法，通过在地表塌陷区回填混凝土，并对混凝土保护层下方的空洞进行注浆充填，使混凝土保护层与地表共同构成了人员设备施工的安全操作平台，注浆过程在地表进行，整个灾害处治过程以地表施工为主，最大程度的保证了人员的安全，避免了在隧道内施工面临的二次溃砂塌方事故的危险，而且在地表施工，机械设备、人员调配方便，可实现多个注浆设备的同时作业，施工效率高，灾害处治速度快。
3.本发明的处治方法，通过在地表设置监测点和监测设备，可实时监控地表及市政管线的变形状态，保证注浆过程中地表变形和管线变形不超标。
4.本发明的处治方法，地表及混凝土保护层上开设多个注浆孔，能够采用多个注浆孔同时进行注浆作业，加快了注浆施工效率，能够以尽可能快的速度保证塌方体的稳定并封堵隧道掌子面涌水，防止发生二次溃砂塌方灾害。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为地铁隧道穿越富水砂层段塌方示意图；
图2为本发明实施例1处治方法示意图；
图3为本发明实施例1监测点分布示意图；
图4为本发明实施例1注浆孔与孔口管装配示意图；
图5为本发明图2中的A处截面示意图；
图6为本发明图2中的B处截面示意图；
其中，1.隧道，2.富水砂层，3.涌出物，4.掌子面，5.地表，6.地表塌陷区，6-1.塌陷区边界线，7.塌方体，8.地下管线，9.混凝土保护层，10.注浆孔，11.隧道衬砌，12.加固圈结构，13.止浆墙，14.填充物，15.孔口管，16.速凝剂，17.法兰盘，18.管路，19.阀门，20.监测点边界线，21.第一监测点，22.第二监测点。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，目前隧道塌方处理可采用洞内处治和明挖等方法，洞内处治施工风险过高，明挖法施工工期长，溃砂塌方灾害可能持续发展，施工期内安全难以保证，针对上述问题，本申请提出了一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1所示，工程地铁区间隧道为单洞单线分离式隧道，隧道1穿越富水砂层2，隧道开挖过程中发生溃砂塌方事故，大量砂、水混合物等涌出物3涌入隧道洞内，洞内塌方发展至地表造成地表塌陷。受连续大量降雨的影响，洞内的掌子面4拱顶溃砂口位置存在持续涌水，水质浑浊，涌水携带泥砂介质造成掌子面上方地层损失，存在二次涌水溃砂的可能性。
如图2-6所示，处治方法包括以下具体步骤：
步骤1：在地表5的地表塌陷区6周围布置围挡，保证现场人员远离地表塌陷影响的区域。
步骤2：在地表塌陷区回填混凝土，形成混凝土保护层9，混凝土保护层的顶面与地表相平齐，回填混凝土采用C30混凝土，回填所用混凝土24小时后强度达到10MPa以上。
步骤3：回填混凝土后，地表设置变形监测点，所述变形监测点包括多个第一监测点和第二监测点，所述地表塌陷区的塌陷区边界线6-1外侧设有监测点边界线20，所述监测点边界线形状与地表塌陷区边界形状相同，监测点边界线与地表塌陷区边界线的距离为第二设定距离，优选的，所述第二设定距离为5m，多个第一监测点21布置在监测点边界线上以及监测点边界线的内部区域内，相邻第一监测点的距离为5m，所述第二监测点22布置在地下管线8正上方的地表位置处，相邻第二监测点的距离为2.5m，为保证管线变形测量精度，相邻第二监测点之间的距离小于相邻第一监测点之间的距离，所述第一监测点和第二监测点位置处均设置监测设备，所述监测设备用于监测地表的变形，采用现有的监测设备即可，在此不进行详细叙述。
步骤4：监测设备布置完成后，混凝土保护层上表面及其周围的地表区域上开设多个与地表及混凝土保护层上表面垂直的第一注浆孔10，相邻第一注浆孔之间的孔距为5m，所述第一注浆孔延伸至塌方体下方的第一设定距离处，优选的，所述第一设定距离为1米，即第一注浆孔底面与塌方体底面之间的距离为1米，可以保证浆液有充足的出浆区域，利用多个第一注浆孔同时向混凝土保护层下方的区域进行注浆，充填混凝土保护层下方的空洞，保证混凝土保护层的稳定，用于同时向混凝土保护层下方区域注浆的相邻的两个第一注浆孔之间的距离大于5米，避免第一注浆孔之间串浆，采用多个第一注浆孔同时注浆，加快了注浆效率。
利用第一注浆孔注浆的具体方法为：在第一注浆孔中设置孔口管15，所述孔口管与第一注浆孔之间设置速凝剂16，孔口管利用速凝剂固定，并利用速凝剂密封孔口管与第一注浆孔之间的空隙，所述孔口管采用Φ108mm的钢套管，其顶端焊接法兰盘17，所述法兰盘能够通过管路18、阀门19与注浆设备连接，注浆系统能够通过孔口管向第一注浆孔内注入浆料，所述注浆系统采用现有注浆设备即可，在此不进行详细叙述。
步骤4中，注浆的注浆结束标准采用压力控制标准，当注浆压力由零开始上升时，停止注浆，步骤4注浆的目的为充填混凝土保护层下方的空洞，当混凝土保护层下方的空洞被充填满后，注浆压力随即由零开始上升，故采用注浆压力作为单一注浆结束控制指标，当注浆压力由零开始上升时，停止注浆。
注浆过程中，利用监测设备对地表变形量进行实时监测，当单次注浆引起的地表变形量超过设定值(0.3cm)时，调整注浆方案，降低单次注浆量。
所述浆料采用速凝浆液，利用速凝浆液的快速凝胶特性限制浆液扩散范围，减少浆液流失，提高目标加固区域内的浆液留存率，进而提高注浆加固效果，所述速凝浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆液水灰质量比1:1，水泥与水玻璃双液体积比4:1，水玻璃波美度38°，水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥，水泥-水玻璃双液浆凝胶时间为20s。
步骤5：混凝土保护层下方区域注浆充填完成后，对整个塌方体7进行注浆加固，封堵隧道内掌子面的涌水。
具体的，开设设定深度的第二注浆孔，相邻第二注浆孔的孔距为2.5m，部分第二注浆孔可对步骤1开设的第一注浆孔进行复钻，使其达到所需要的深度，同时利用多个第二注浆孔对整个塌方体进行注浆，同时注浆的相邻两个第二注浆孔之间的距离大于5米，第二注浆孔利用孔口管注入浆料，孔口管的安装及与注浆设备的连接方式与步骤4的相同，采用的浆料也与步骤4的相同，注浆时采用前进式分段注浆工艺，分段间距为3米，采用注浆压力和注浆量同时作为注浆结束控制指标，注浆结束标准采用量压双控结束标准，当注浆压力达到设计终压且注浆量达到设计注浆量的80％，或者注浆压力未达到设计终压而注浆量达到设计注浆量的150％时，停止注浆。设计终压为1MPa，单段设计注浆量5m3，在注浆过程中注浆量与注浆压力都随着时间增加，注浆压力与注浆加固效果正相关，当注浆压力达到设计终压时，说明注浆加固效果已达到要求，可停止注浆。注浆量与地表隆起量正相关，为避免注浆导致过大的地表隆起量，故限制注浆过程中的注浆量，为了兼顾注浆加固效果与地表隆起量，故采用注浆压力和注浆量同时作为注浆结束控制指标。
注浆过程中，利用监测设备对地表变形量进行实时监测，当单段注浆引起的地表变形量超过设定值(0.3cm)时，调整注浆方案，降低单段注浆量。
步骤6：隧道内掌子面涌水消失后，对隧道内掌子面一侧的涌出物与隧道衬砌11之间的区域进行回填处理，对涌出物进行反压。
具体的，在距离掌子面第三设定距离位置处用砂袋构筑止浆墙13，所述第三设定距离不小于隧道开挖影响范围，为隧道直径的2-3倍，优选的，所述第三设定距离为15米，然后在止浆墙、涌出物和隧道衬砌之间的空间内回填填充物14，所述填充物采用低强度混凝土，如C15混凝土，利用低强度混凝土对涌出物进行反压，回填反压结束后，对止浆墙进行喷射混凝土封闭，喷射混凝土的厚度为20cm-40cm。
步骤7：对塌方体所对应的隧道部位的外周区域进行注浆加固，形成位于隧道外周的加固圈结构12。
所述加固圈沿隧道纵向的两侧端面分别位于塌方体边界与隧道相交位置处两侧的第四设定距离位置处，所述第四设定距离不小于隧道开挖直径，优选的，所述第四设定距离为10米，所述加固圈结构的厚度为5米，满足隧道开挖稳定性及涌水量的要求，即加固圈结构的外侧面与隧道的外侧面距离为5米，隧道掌子面前方，所述加固圈结构的底面到达隧道拱底以下第五设定距离位置处或进入中风化岩层第五设定距离位置处，优选的所述第五设定距离为1米，隧道掌子面后方，所述加固圈结构的底面到达隧道衬砌区域的顶面位置处。
所述加固圈结构利用对隧道外周区域进行注浆加固而成，对步骤5形成的注浆孔再次进行复钻，使注浆孔达到所需要的深度，然后采用与步骤5相同的方法进行注浆加固，形成加固圈结构。
注浆结束标准与步骤5相同。
注浆过程中，利用监测设备对地表变形量进行实时监测，当单段注浆引起的地表变形量超过设定值(0.3cm)时，调整注浆方案，降低单段注浆量。
加固圈结构施工完成后，对于塌方的处治完成，可继续进行隧道的开挖支护工作，隧道的开挖支护可采用常规的钻爆法进行，在此不进行详细叙述。
采用本实施例的处治方法，注浆施工等主要处治工作都在地表进行，最大限度保证人员安全，避免人员在洞内面临二次溃砂塌方事故的威胁，在地表施工，机械设备、人员调配方便，且注浆采用多个注浆孔同时注浆，施工效率高，处治速度快。
通过实施地表塌陷区回填混凝土、混凝土保护层下方空洞充填注浆、整个塌方体进行注浆加固，可以实现塌方体的稳定，避免了出现二次溃砂塌方灾害。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法：其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在地表塌陷区周围布置围挡；
步骤2：在地表塌陷区填充混凝土，形成混凝土保护层；
步骤3：在地表布置变形监测点；
步骤4：对混凝土保护层下方区域充填注浆，充填混凝土保护层下方的空洞；
步骤5：对整个塌方体进行注浆加固，封堵隧道内掌子面的涌水；
步骤6：隧道内掌子面涌水消失后，对隧道内掌子面一侧的涌出物与隧道衬砌之间的区域进行回填处理，对涌出物进行反压；
步骤7：对塌方体所对应的隧道部位的外周区域进行注浆加固，形成位于隧道外周的加固圈结构。
2.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤2中，混凝土保护层上表面与地表相平齐，回填用混凝土应满足：24小时后强度达到10Mpa。
3.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤3中，所述变形监测点包括多个第一监测点和第二监测点，所述第一监测点布置在监测点边界线及其内部区域内，监测点边界线与地表塌陷区边界线形状相同，位于地表塌陷区边界线外侧第二设定距离处，所述第二监测点设置在地下管线的正上方位置处。
进一步的，所述第二设定距离为5m，相邻第一监测点之间距离为5m，相邻第二监测点之间距离为2.5m。
4.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤4中，利用注浆孔进行注浆，注浆孔穿过混凝土保护层后继续钻进第一设定距离，相邻注浆孔孔间距为4m-5m，注浆时采用多个注浆孔同时注浆，同时注浆的相邻注浆孔间距大于5m；
进一步的，所述第一设定距离为1m；
进一步的，所述步骤4中，当注浆压力由零开始上升时，停止注浆。
5.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤5和步骤7中，利用注浆孔采用前进式分段注浆工艺进行注浆，前进式分段注浆工艺的分段间距为3m，单段注浆量为4m3-6m3，注浆时采用多个注浆孔同时注浆，同时注浆的相邻注浆孔间距大于5m；
进一步的，所述步骤5和步骤7采用注浆压力和注浆量同时作为注浆结束控制指标，注浆结束标准为：当注浆压力达到设计终压且注浆量达到设计注浆量的80％，或者注浆压力未达到设计终压而注浆量达到设计注浆量的150％时，停止注浆。
6.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤4、步骤5和步骤7中，注浆材料采用速凝浆液，速凝浆液可采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆液水灰质量比1:1，水泥与水玻璃双液体积比3-4:1，水玻璃波美度38°以上，水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥。
7.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤4、步骤5和步骤7中，当变形监测点监测到单次注浆引起的地表变形量超过设定值时，调整注浆方案，降低单次注浆量。
8.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述步骤6的具体步骤为：首先在距离掌子面第三设定距离位置处构筑止浆墙，然后对涌出物、止浆墙及隧道衬砌之间的空间回填低强度混凝土，回填反压结束后，对止浆墙喷射混凝土，对止浆墙进行封闭；
进一步的，所述第三设定距离为隧道直径的2-3倍。
9.如权利要求1所述的一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法，其特征在于，所述加固圈结构的两个侧端面与塌方体边界和隧道相交位置处的距离为第四设定距离，隧道掌子面前方，加固圈的下边界位于隧道拱底以下第五设定距离位置处，隧道掌子面后方，加固圈的下边界为隧道的衬砌顶面；
进一步的，所述第四设定距离为10m，第五设定距离为1m，加固圈的厚度为4m-5m。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911033337.1A CN110748350A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911033337.1A CN110748350A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110748350A true CN110748350A (zh) | 2020-02-04 |
Family
ID=69280533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911033337.1A Pending CN110748350A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110748350A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111472822A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构及施工方法 |
| CN111878084A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-03 | 中铁十八局集团有限公司 | 大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法 |
| CN112282766A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种隧道突涌水引发的地表塌坑的治理方法 |
| CN112983439A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-18 | 北京市市政工程研究院 | 一种隧道塌方段的施工通过方法 |
| CN114109442A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-03-01 | 中铁十局集团第一工程有限公司 | 隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法 |
| CN114483171A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-05-13 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 岩溶塌陷治理的埋管回填封底注浆方法 |
| CN115162408A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-10-11 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种修复塌陷隧道的施工方法 |
| CN117077244A (zh) * | 2023-07-03 | 2023-11-17 | 中国地质大学（北京） | 穿越采空塌陷区弯曲带隧道结构优化方法及装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350980A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Kajima Corp | 地下坑道の止水構造 |
| CN102493822A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-13 | 中铁二十三局集团有限公司 | 一种通过富水断层影响带的隧道的帷幕注浆施工方法 |
| CN103089275A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 山东大学 | 富水极破碎围岩隧道塌方段围岩控制方法 |
| CN108678776A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-10-19 | 中交路桥北方工程有限公司 | 砂质黏土地质隧道冒顶处理方法 |
| CN110043295A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-23 | 五冶集团上海有限公司 | 一种先拱后填的隧道塌方处理方法 |
| CN110067573A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-30 | 西和县中宝矿业有限公司 | 一种快速治理并穿越已塌方破碎带的施工方法 |
| CN110608056A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-12-24 | 中铁二局集团有限公司 | 一种用于富水断层带隧道塌方处理方法 |
-
2019
- 2019-10-28 CN CN201911033337.1A patent/CN110748350A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350980A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Kajima Corp | 地下坑道の止水構造 |
| CN102493822A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-13 | 中铁二十三局集团有限公司 | 一种通过富水断层影响带的隧道的帷幕注浆施工方法 |
| CN103089275A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 山东大学 | 富水极破碎围岩隧道塌方段围岩控制方法 |
| CN108678776A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-10-19 | 中交路桥北方工程有限公司 | 砂质黏土地质隧道冒顶处理方法 |
| CN110043295A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-23 | 五冶集团上海有限公司 | 一种先拱后填的隧道塌方处理方法 |
| CN110067573A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-30 | 西和县中宝矿业有限公司 | 一种快速治理并穿越已塌方破碎带的施工方法 |
| CN110608056A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-12-24 | 中铁二局集团有限公司 | 一种用于富水断层带隧道塌方处理方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111472822B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-03-29 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构及施工方法 |
| CN111472822A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构及施工方法 |
| CN111878084A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-03 | 中铁十八局集团有限公司 | 大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法 |
| CN111878084B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-09-13 | 中铁十八局集团有限公司 | 大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法 |
| CN112282766A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种隧道突涌水引发的地表塌坑的治理方法 |
| CN112983439A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-18 | 北京市市政工程研究院 | 一种隧道塌方段的施工通过方法 |
| CN114109442B (zh) * | 2021-10-18 | 2024-02-09 | 中铁十局集团第一工程有限公司 | 隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法 |
| CN114109442A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-03-01 | 中铁十局集团第一工程有限公司 | 隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法 |
| CN114483171A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-05-13 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 岩溶塌陷治理的埋管回填封底注浆方法 |
| CN114483171B (zh) * | 2022-01-06 | 2022-12-09 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 岩溶塌陷治理的埋管回填封底注浆方法 |
| CN115162408B (zh) * | 2022-06-14 | 2024-02-02 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种修复塌陷隧道的施工方法 |
| CN115162408A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-10-11 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种修复塌陷隧道的施工方法 |
| CN117077244A (zh) * | 2023-07-03 | 2023-11-17 | 中国地质大学（北京） | 穿越采空塌陷区弯曲带隧道结构优化方法及装置 |
| CN117077244B (zh) * | 2023-07-03 | 2024-05-10 | 中国地质大学（北京） | 穿越采空塌陷区弯曲带隧道结构优化方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110748350A (zh) | 一种城市地铁隧道穿越富水砂层段的塌方快速处治方法 | |
| CN108060908B (zh) | 建筑群下富水砂层长距离水平定向钻孔注浆加固工艺 | |
| CN112431599B (zh) | 上软下硬地层的隧道开挖方法 | |
| KR101500667B1 (ko) | 강관 그라우팅 장치와 이를 이용한 터널 선진 보강 및 차수 그라우팅공법 | |
| CN111396067B (zh) | 复杂环境下盾构钢套筒综合接收施工工法 | |
| CN111119940B (zh) | 一种注浆施工处理方法 | |
| CN110735653A (zh) | 一种针对火成岩富水断层的深孔后退式注浆堵水施工方法 | |
| CN112049115A (zh) | 富水粉砂地层深基坑开挖防渗漏处理方法 | |
| WO2024139800A1 (zh) | 瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法 | |
| CN103670448A (zh) | 一种地下管线保护装置及应用该装置的支护方法 | |
| CN105134254B (zh) | 一种透巷道地面钻孔套管封固装置及其操作工艺 | |
| CN112942441B (zh) | 一种富水粉砂地层的预注浆止水施工方法 | |
| CN214997645U (zh) | 一种适用于地铁车站出入口管幕施工管幕结构 | |
| CN114109442A (zh) | 隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法 | |
| CN102174818A (zh) | 第四系强透水性地层的可控防渗堵漏挤入灌浆止水工艺 | |
| CN109505612A (zh) | 大下坡暗挖隧道盾构空推结构及施工工艺 | |
| CN116816389A (zh) | 隧道富水岩溶塌腔处理方法 | |
| CN113217036B (zh) | 一种断层破碎带涌水段隧道结构的后注浆施工方法 | |
| CN113404517B (zh) | 一种隧道突泥涌水的施工方法 | |
| CN109695453A (zh) | 一种竖井正洞立体交叉处辅助开挖施工方法 | |
| CN215169989U (zh) | 冻结法加固60米级超长距离联络通道的冻结体系 | |
| CN1013132B (zh) | 含水砂层的井壁注浆方法 | |
| CN113175336A (zh) | 隧道断层破碎带排水施工方法 | |
| CN112983436A (zh) | 一种富水盾构区间测量投点打孔施工方法 | |
| CN112796699A (zh) | 带有应急封堵舱的高压防喷装置及安装、使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200204 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |