CN113622995A - 一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定排水孔位置；步骤2、在步骤1确定的排水孔位置处打注浆管；步骤3、对注浆管进行灌入注；步骤4、挂网和喷浆：灌浆完毕后，在管口与隧道内壁衬砌钢网、钢架固定，进行挂网喷浆，并增设内防水层。通过排水，控制古土壤层含水率，防止围岩膨胀变形影响到隧道围岩的稳定及结构的安全。
Description
技术领域
本发明属于黄土隧道防膨胀技术领域，涉及一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法。
背景技术
随着我国高速铁路的快速发展，围岩膨胀变形成为困扰隧道建设的重大工程问题。膨胀性土颗粒是一种具有高分散性且以亲水性黏土矿物为主要成分的矿物颗粒，对于所在环境的干湿变化敏感度极高。在我国北方黄土高原黄土-古土壤序列中，古土壤的矿物成分、力学性质及其他物理力学性能指标与膨胀土有相似的地方。古土壤中含有黏粒，导致古土壤有弱膨胀性。古土壤由于其特殊的矿物成分及微观结构，造成了其特殊的工程特性，具有和膨胀土类似的胀缩性能。
因而对于古土壤层隧道，在埋深条件、地质条件、施工方法等基本条件不变的工况下，围岩含水率的变化是影响隧道围岩稳定性、对施工安全和进度起到控制性作用的主要因素之一。含水率波动时膨胀力释放，围岩体积膨胀，它就会向水平和垂直两个不同方向向内挤入，体积不断地增大，随时间推移围岩会大量向隧道内塑性挤出或底板大量隆起，使隧道初期支护或衬砌发生严重破坏，严重情况下会发生坍塌冒顶。为了确保隧道结构的运用性能，在施工期间，通常要选取合适的施工技术和快速的支护方案来增加隧道的使用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，通过排水，控制古土壤层含水率，防止围岩膨胀变形影响到隧道围岩的稳定及结构的安全。
本发明所采用的技术方案是，一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、确定排水孔位置；
步骤2、在步骤1确定的排水孔位置处打注浆管；
步骤3、对注浆管进行灌入注；
步骤4、挂网和喷浆：灌浆完毕后，在管口与隧道内壁衬砌钢网、钢架固定，进行挂网喷浆，并增设内防水层。
本发明的特点还在于：
步骤1具体按照以下实施：在隧道侧壁上，沿隧道方向，每隔50cm设置一个排水孔，且排水孔均匀布置。
步骤2具体按照以下实施：
步骤2.1，在步骤1确定的排水孔位置处，使用普通钻机沿与隧道竖直中线与洞壁正交的方向钻进一组钻孔，清理钻孔残渣；
步骤2.2，利用压力锤击打注浆管尾，将注浆管沿水平向打入古土壤层，深入6m；打击注浆管时，需在注浆管的尾部击锤处加一个弹性衬垫，先用轻锤将管头部打入0.5-1m，检查注浆管头是否发生偏移，确定注浆管头不发生偏移后再逐渐增大击锤力度。
注浆管采用的是无缝钢管。
步骤3具体按照以下实施：
步骤3.1，确保注浆管打管质量后，选用额定压力2-6MPa以上的可调控进浆压力的注浆泵，且注浆泵施加压力不致注浆管漏浆，压力表显示正常注浆读数；
步骤3.2，灌浆前，需对浆液进行过滤；
步骤3.3，过滤完毕后，开始正式灌浆，灌浆压力逐次提高，直至在古土壤层中能形成劈裂的水泥浆隙。
本发明的有益效果是：本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，通过排水，控制古土壤层含水率，防止围岩膨胀变形影响到隧道围岩的稳定及结构的安全。方法简单，能有效的保证隧道围岩的安全性。
附图说明
图1是本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法中隧道位置土层分布示意图；
图2是本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法中隧道导水方案示意图；
图3是本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法中注浆管注浆示意图；
图4是本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法中注浆固结体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、确定排水孔位置；
步骤1具体按照以下实施：如图1所示，隧道处于古土壤土层3中，在该处理范围内的隧道侧壁上，沿隧道方向，每隔50cm设置一个排水孔，且排水孔均匀布置。
步骤2、在步骤1确定的排水孔位置处打注浆管；
步骤2具体按照以下实施：
步骤2.1，在步骤1确定的排水孔位置处，使用普通钻机沿与隧道竖直中线与洞壁正交的方向钻进一组钻孔，清理钻孔残渣；
步骤2.2，利用压力锤击打注浆管尾，将注浆管沿水平向打入古土壤层，深入6m；打击注浆管时，需在注浆管的尾部击锤处加一个弹性衬垫，使锤击施力更均匀，打管效果更好，先用轻锤将管头部打入0.5-1m，检查注浆管头是否发生偏移，确定注浆管头不发生偏移后再逐渐增大击锤力度。如图2所示，通过注浆管，在古土壤土层中形成排水通道，有利于水的排出。
注浆管采用的是无缝钢管，包括依次相互连接的注浆入口和注浆段钢管；
管径为80mm，沿轴向每隔5cm开一圈直径为4mm的出浆孔。注浆管尾部100cm内不设置出浆孔，而注浆管头部出浆孔直径增大，一般采用5mm—6mm孔径，并要将头部削尖，并焊接密实，便于打管。
步骤3、对注浆管进行灌入注；
步骤3具体按照以下实施：
步骤3.1，确保注浆管打管质量后，如图3所示，进行注浆管的压力灌浆，通过水泥浆液，可以更加有效锚固膨胀土。选用额定压力2-6MPa以上的可调控进浆压力的注浆泵，且注浆泵施加压力不致注浆管漏浆，压力表显示正常注浆读数；
步骤3.2，灌浆前，需对浆液进行过滤；免大杂物进入泵内或注浆管内影响施工进程，将注浆管内堵塞土体疏松处理，便于水泥浆的灌入。
步骤3.3，过滤完毕后，开始正式灌浆，灌浆压力逐次提高，直至在古土壤层中能形成劈裂的水泥浆隙。如图4所示，最终在古土壤土层中形成注浆固结体。通过注浆管，注浆劈裂，能够有效的加固古土壤土层，形成注浆加固体；通过注浆管开孔，引排古土壤水分，从而达到明显的排水效果。灌浆时，注浆时采用减小注浆压力或跳孔注浆施工方法，以保证浆液满足设计和施工的需要。注浆起始压力选用0.2MPa，正式施工时注浆压力为0.5MPa。为了更好地达到注浆效果，注浆需一次性完成且当注浆孔不再有浆液外溢时，需逐渐加压至终压，持荷注浆10min。
步骤4、挂网和喷浆：灌浆完毕后，在管口与隧道内壁衬砌钢网、钢架固定，进行挂网喷浆，并增设内防水层。
本发明一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，通过排水，控制古土壤层含水率，防止围岩膨胀变形影响到隧道围岩的稳定及结构的安全。方法简单，能有效的保证隧道围岩的安全性。
Claims (5)
1.一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、确定排水孔位置；
步骤2、在步骤1确定的排水孔位置处打注浆管；
步骤3、对注浆管进行灌入注；
步骤4、挂网和喷浆：灌浆完毕后，在管口与隧道内壁衬砌钢网、钢架固定，进行挂网喷浆，并增设内防水层。
2.根据权利要求1所述的一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下实施：在隧道侧壁上，沿隧道方向，每隔50cm设置一个排水孔，且排水孔均匀布置。
3.根据权利要求1所述的一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下实施：
步骤2.1，在步骤1确定的排水孔位置处，使用普通钻机沿与隧道竖直中线与洞壁正交的方向钻进一组钻孔，清理钻孔残渣；
步骤2.2，利用压力锤击打注浆管尾，将注浆管沿水平向打入古土壤层，深入6m；打击注浆管时，需在注浆管的尾部击锤处加一个弹性衬垫，先用轻锤将管头部打入0.5-1m，检查注浆管头是否发生偏移，确定注浆管头不发生偏移后再逐渐增大击锤力度。
4.根据权利要求3所述的一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，其特征在于，所述注浆管采用的是无缝钢管。
5.根据权利要求1所述的一种黄土塬膨胀性黄土隧道防膨胀方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下实施：
步骤3.1，确保注浆管打管质量后，选用额定压力2-6MPa以上的可调控进浆压力的注浆泵，且注浆泵施加压力不致注浆管漏浆，压力表显示正常注浆读数；
步骤3.2，灌浆前，需对浆液进行过滤；
步骤3.3，过滤完毕后，开始正式灌浆，灌浆压力逐次提高，直至在古土壤层中能形成劈裂的水泥浆隙。
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