CN112682087A - 一种适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，包括在塌方煤体中插入注水导管后进行注水，注水遵循自下向上的原则；在塌方煤体中插入注浆导管，注浆顺序遵循自下向上的原则；采用小水压的方法，用水管向拱顶煤层里注水，使水向拱顶煤层里渗流；向拱顶煤层里钻打钢筋，且钢筋贯穿拱顶煤层；向拱顶煤层中打注浆锚杆。本发明中将水注入拱顶煤层和塌方煤体中，使得注水作为粉末状煤体加固方法的一部分，面对隧道穿越粉末状煤层遇到煤体塌方，采用上述方法能够安全高效的完成施工；采用注浆锚杆与钢筋加固配合的方式，使得拱顶煤层的加固更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及隧道煤层塌方加固技术领域，特别是涉及一种适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法。
背景技术
隧道施工过程中遇到破碎岩体是非常常见的，通过加强支护等方法可以安全度过，且目前针对这种情况的施工技术方法比较成熟，而隧道建设的发展，隧道建设不免会揭露煤体，而松软粉末状煤体又是较特殊的一类。在施工过程中，揭露这类松软粉末状煤体进行常规的支护方法是非常不便的，由于松软粉末状煤体在支护钻孔时更容易出现煤体失稳，从而发生松软煤体的大量坍塌，对坍塌体处理不当可能产生消极影响。施工过程中遇到这类煤体，处理起来十分困难，如果处理方法不当，轻者影响工期，重者造成人员伤亡；
现有技术中对松软粉末状煤体的加固方法仅在矿井领域中存在，例如申请号为201910754308.8的一种大倾角上山揭极松散粉末状煤层的施工方法，但是其仅适用于矿井下上山揭煤，而面对隧道工程中揭露松散粉末状煤层是不恰当的，原因如下：
1)上述施工方法中U29型棚、3#槽钢材料并不是隧道中常用的，如果采用参照专利的方法，需要特别定制；
2)上述施工方法是基于矿井的，断面较小，而公路隧道断面较大，揭煤过程也影响范围不同，并不能照搬照用；
3)在隧道施工过程中针对松散粉末状煤体，是很容易发生坍塌的，针对坍塌体的处理也是非常重要的，而在上述施工方法中并没有提到关于这一方面的处理；
4)最重要的是，上述施工方法中并没有提到施工过程中的降尘效果，这也是影响施工的重要一环。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种适用于隧道揭露粉末状煤层的加固方法，解决了现有技术中存在隧道揭露粉末状煤层引发坍塌后煤体处理不当的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，包括如下步骤：
步骤1：针对拱顶煤层、塌方煤体进行洒水止灰尘；
步骤2：在塌方煤体中插入注水导管后进行注水，注水遵循自下向上的原则；
步骤3：在塌方煤体顶部施作平台，并将风筒接到平台上方进行通风，同时对拱顶煤层进行洒水止灰尘；
步骤4：对塌方煤体进行喷射混凝土，使得塌方煤体形成一个整体；
步骤5：在塌方煤体中插入注浆导管，注浆顺序遵循自下向上的原则；
步骤6：采用小水压的方法，用水管向拱顶煤层里注水，使水向拱顶煤层里渗流；
步骤7：向拱顶煤层里钻打钢筋，且钢筋贯穿拱顶煤层；
步骤8：在钢筋的外部挂上钢筋网，并喷射混凝土，喷射顺序遵循“自上而下”的原则；
步骤9：向拱顶煤层中打注浆锚杆，注浆锚杆与步骤7中提到的钢筋交叉分布，且注浆锚杆贯穿煤层；
步骤10：对拱顶煤层完成加固后，将塌方煤体运出，再施作一次衬砌，度过拱顶煤层段。
优选地，步骤2中在塌方煤体中插入注水导管后进行注水时，注水压力为1.5-3MPa；对塌方煤体进行喷射混凝土时，喷射压力为5～6MPa。
优选地，步骤5中所述注浆导管的上下间距不超过50cm，所述注浆导管的左右间距不超过30cm。
优选地，步骤7和步骤9中所述钢筋和所述注浆锚杆的插入角度与隧道表面垂直，注浆压力6MPa。
优选地，步骤8中所述拱顶煤层上的喷射混凝土与所述塌方煤体上的喷射混凝土形成一个整体。
本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：
1、本发明将水注入拱顶煤层和塌方煤体中，使得注水作为粉末状煤体加固方法的一部分，面对隧道穿越粉末状煤层遇到煤体塌方，采用上述方法能够安全高效的完成施工；采用注浆锚杆与钢筋加固配合的方式，使得拱顶煤层的加固更加稳定。
2、本发明中将拱顶煤层上的喷射混凝土与塌方煤体上的喷射混凝土形成一个整体，使得塌方处的煤体及煤层在未加固完成之前，保证塌方处煤体以及煤层结构的稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为隧道开挖端面的结构示意图；
图2为塌方煤体的加固结构示意图；
图3为隧道加固端面的结构示意图；
图4为拱顶煤层的缺口结构结构示意图；
其中，1注浆导管；2注水导管；3注浆锚杆；4钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种适用于隧道揭露粉末状煤层的加固方法，解决了现有技术中存在隧道揭露粉末状煤层引发坍塌后煤体处理不当的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本发明提供一种适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，包括如下步骤：
步骤1：粉末状煤体在施工过程中不免会遇到扬尘，为降低施工过程中的扬尘，首先要做的就是针对拱顶煤层、塌方煤体进行洒水止灰尘；
步骤2：在塌方煤体中插入注水导管2后进行注水，注水是为了，碎煤遇水更加密实，降低煤尘生成量，防止突出发生，水改变了煤的力学性质，使应力分布均匀，弹性能释放速度变小，并使煤体脆性减弱，塑性增强，塑性增强后也防止打的导管孔塌孔，为了防止上方塌方，注水遵循自下向上的原则；
步骤3：煤层塌方后，塌方煤体和拱顶煤层是相连的，因为塌方煤体注水后塑性增强，在塌方煤体顶部施作平台，并将风筒接到平台上方进行通风，同时对拱顶煤层进行洒水止灰尘；
步骤4：对塌方煤体进行喷射混凝土，使得塌方煤体形成一个整体；
步骤5：在塌方煤体中插入注浆导管1，注浆顺序遵循自下向上的原则，对塌方煤体加固的目的是防止拱顶煤层继续坍塌；
步骤6：采用小水压的方法，用水管向拱顶煤层里注水，使水向拱顶煤层里渗流；
步骤7：向拱顶煤层里钻打钢筋4，且钢筋4贯穿拱顶煤层；
步骤8：在钢筋4的外部挂上钢筋网，并喷射混凝土，喷射顺序遵循“自上而下”的原则；
步骤9：向拱顶煤层中打注浆锚杆3，注浆锚杆3与步骤7中提到的钢筋4交叉分布，且注浆锚杆3贯穿煤层；
步骤10：对拱顶煤层完成加固后，将塌方煤体运出，再施作一次衬砌，度过拱顶煤层段。其中，将水注入拱顶煤层和塌方煤体中，使得注水作为粉末状煤体加固方法的一部分，面对隧道穿越粉末状煤层遇到煤体塌方，采用上述方法能够安全高效的完成施工；采用注浆锚杆与钢筋加固配合的方式，使得拱顶煤层的加固更加稳定。
本发明中步骤2中在塌方煤体中插入注水导管2后进行注水时，注水压力为1.5-3MPa；对塌方煤体进行喷射混凝土时，喷射压力为5～6MPa。
本发明中步骤5中注浆导管1的上下间距不超过50cm，注浆导管1的左右间距不超过30cm。
本发明中步骤7和步骤9中钢筋4和注浆锚杆3的插入角度与隧道表面垂直，注浆压力6MPa。
本发明中步骤8中拱顶煤层上的喷射混凝土与塌方煤体上的喷射混凝土形成一个整体，使得塌方处的煤体及煤层在未加固完成之前，保证塌方处煤体以及煤层结构的稳定。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：针对拱顶煤层、塌方煤体进行洒水止灰尘；
步骤2：在塌方煤体中插入注水导管后进行注水，注水遵循自下向上的原则；
步骤3：在塌方煤体顶部施作平台，并将风筒接到平台上方进行通风，同时对拱顶煤层进行洒水止灰尘；
步骤4：对塌方煤体进行喷射混凝土，使得塌方煤体形成一个整体；
步骤5：在塌方煤体中插入注浆导管，注浆顺序遵循自下向上的原则；
步骤6：采用小水压的方法，用水管向拱顶煤层里注水，使水向拱顶煤层里渗流；
步骤7：向拱顶煤层里钻打钢筋，且钢筋贯穿拱顶煤层；
步骤8：在钢筋的外部挂上钢筋网，并喷射混凝土，喷射顺序遵循“自上而下”的原则；
步骤9：向拱顶煤层中打注浆锚杆，注浆锚杆与步骤7中提到的钢筋交叉分布，且注浆锚杆贯穿煤层；
步骤10：对拱顶煤层完成加固后，将塌方煤体运出，再施作一次衬砌，度过拱顶煤层段。
2.根据权利要求1所述的适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，其特征在于，步骤2中在塌方煤体中插入注水导管后进行注水时，注水压力为1.5-3MPa；对塌方煤体进行喷射混凝土时，喷射压力为5～6MPa。
3.根据权利要求1或2所述的适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，其特征在于，步骤5中所述注浆导管的上下间距不超过50cm，所述注浆导管的左右间距不超过30cm。
4.根据权利要求3所述的适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，其特征在于，步骤7和步骤9中所述钢筋和所述注浆锚杆的插入角度与隧道表面垂直，注浆压力6MPa。
5.根据权利要求4所述的适用于隧道揭露粉末状煤层的塌方加固方法，其特征在于，步骤8中所述拱顶煤层上的喷射混凝土与所述塌方煤体上的喷射混凝土形成一个整体。
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