CN115324123A - 用于隧道侧移治理的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于隧道侧移治理的方法和系统。方法包括：在隧道中确定沿第一方向发生侧移的目标区间隧道，目标区间隧道包括第一目标区段和第二目标区段，第一目标区段的侧移量大于第二目标区段的侧移量；基于第一目标区段确定竖向取土段和竖向注浆段，竖向取土段在第二方向上距离第一目标区段竖向中心线预定距离，竖向注浆段在第一方向上距离第一目标区段竖向中心线预定距离；对竖向取土段取土并且对竖向注浆段注浆；基于第二目标区段确定纵向取土段和纵向注浆段，纵向取土段邻近竖向取土段并且纵向注浆段邻近竖向注浆段；对纵向取土段取土并且对纵向注浆段注浆。以此方式，能够减小注浆压力，避免注浆引起的隧道结构破损、基坑支护失效等次生风险。

Description

用于隧道侧移治理的方法和系统

技术领域

本发明一般地涉及建筑技术领域，特别地涉及用于隧道侧移治理的方法和系统。

背景技术

已建成的隧道、管廊等地下结构受各种因素影响可能发生侧移（又称“偏移”）。例如，既有隧道、管廊附近进行的深基坑开挖，能够导致隧道、管廊等地下结构在侧向卸载作用下发生侧移。此类现象已多次发生。

隧道侧移能够导致影响其结构安全和运营安全，使隧道衬砌结构以及隧道与车站连接部位、附属结构等出现破损。隧道局部侧移导致的隧道衬砌裂缝和管片接头张开，可能在地下水高水压下引发渗漏水，进一步的水土流失导致隧道结构安全进入恶性循环，对隧道结构长期安全运营构成威胁。

当前地下结构侧移治理技术主要采用注浆加固技术。针对隧道侧移，最常见的治理技术为注浆加固，即在隧道侧移的一侧土体中注浆，通过注浆的压密作用将隧道向原位置挤压。但单纯使用注浆措施存在一定风险：其一，单纯使用注浆措施挤压隧道，使其向原位置移动，所需要的注浆压力较大，在隧道衬砌结构上施加了较大的水平向的附加荷载，可能导致隧道衬砌结构破损；其二，隧道侧移通常是由于隧道附近基坑开挖卸载引起，侧移方向通常是指向基坑一侧，治理隧道侧移时在隧道与基坑之间进行注浆，过大的注浆压力可能导致基坑支护水平位移增加，甚至失效。此外，隧道侧移主要是由侧向卸载或地表竖向加载造成，在侧移过程中通常伴随隧道衬砌结构收敛变形，单纯注浆治理无法很好解决隧道收敛变形问题。

因此，需要新的技术，以科学精确地治理隧道侧移，并基于此来指导施工，提高效率，节省经费，并减少施工带来的次生风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于隧道侧移治理的方案，以治理隧道偏移，减少治理过程中存在的隧道结构出现破损的风险，提高治理效率，节省治理费用。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于隧道侧移治理的方法。方法包括：在隧道中确定沿第一方向发生侧移的目标区间隧道，目标区间隧道包括第一目标区段和第二目标区段，第一目标区段的侧移量大于第二目标区段的侧移量；基于第一目标区段确定竖向取土段和竖向注浆段，竖向取土段在与第一方向相反的第二方向上距离第一目标区段的竖向中心线预定距离，并且其中竖向注浆段在第一方向上距离第一目标区段的竖向中心线预定距离；对竖向取土段取土并且对竖向注浆段注浆；基于第二目标区段确定纵向取土段和纵向注浆段，其中纵向取土段邻近竖向取土段并且纵向注浆段邻近竖向注浆段，其中纵向为隧道延伸的方向；以及对纵向取土段取土并且对纵向注浆段注浆。

在一些实施例中，第二目标区段至少部分地包括第一目标区段。

在一些实施例中，对竖向取土段取土并且对竖向注浆段注浆包括：在第二方向上距离第一目标区段的竖向中心线预定距离布置竖向取土孔，并且在第一方向上距离第一目标区段的竖向中心线预定距离布置竖向注浆孔；以及基于竖向取土孔对竖向取土段取土，并且基于竖向注浆孔对竖向注浆段注浆。

在一些实施例中，对纵向取土段取土并且对纵向注浆段注浆包括：邻近竖向取土段布置纵向取土孔，并且邻近竖向注浆段布置纵向注浆孔；以及基于纵向取土孔对纵向取土段取土，并且基于纵向注浆孔对纵向注浆段注浆。

在一些实施例中，竖向注浆孔和竖向取土孔中的至少一者包括单排孔并且在第一目标区段两侧对称布置；或竖向注浆孔和竖向取土孔中的至少一者包括多排孔。

在一些实施例中，纵向注浆孔包括单排孔或多排孔并且被设置在竖向注浆孔外侧，并且纵向注浆孔具有与隧道水平中心线平齐的高程。

在一些实施例中，方法包括：当确定到目标区间隧道包括竖向叠落分布的第一子目标区间隧道和第二子目标区间隧道时，分别确定针对第一子目标区间隧道和针对第二子目标区间隧道的相应竖向取土段、竖向注浆段、纵向取土段以及纵向注浆段，其中第一子目标区间隧道位于第二子目标区间隧道之上；对针对第二子目标区间隧道的相应竖向取土段以及竖向注浆段、纵向取土段以及纵向注浆段分别进行取土和注浆；以及对针对第一子目标区间隧道的相应竖向取土段以及竖向注浆段、纵向取土段以及纵向注浆段分别进行取土和注浆。

在一些实施例中，其中在对竖向取土段取土并且对竖向注浆段注浆之后，对纵向取土段取土并且对纵向注浆段注浆。

在一些实施例中，方法包括：对竖向取土段取土与对竖向注浆段注浆同步进行；和/或对纵向取土段取土与对纵向注浆段注浆同步进行。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于隧道侧移治理的系统，该系统用于执行根据本发明第一方面的方法。

本发明的各个实施例至少可以起到如下有益效果：

（1）将钻孔注浆与取土相结合，在减小注浆压力的前提下能够达到治理隧道偏移的目的。与单纯使用注浆进行治理相比，能够显著减小注浆压力，减少了治理过程对隧道结构和周边地层的扰动，进而能够避免注浆引起的隧道结构破损、基坑支护失效等次生风险。

（2）将局部偏移治理与区域偏移治理相结合，使用地表竖向钻孔注浆/取土技术治理隧道局部偏移，使用地表水平定向钻孔注浆/取土技术治理较大范围隧道偏移。采用两个方向上的注浆和取土技术，在偏移过程中能够克服隧道衬砌结构收敛变形，能够复用到重叠或并行的隧道或管廊，拓展使用场景。

（3）将隧道偏移治理进行区域划分为局部偏移集中治理段与大范围治理段。局部偏移集中治理段采用竖向钻孔/注浆，大范围治理段采用纵向钻孔/注浆，钻孔布置更为合理，减少了钻孔进尺，能够加快治理效率，节省隧道偏移治理费用。而且，纵向注浆/取土，能够改善周围地层沿隧道轴线方向的均匀性，提高隧道在治理后抵抗不均匀侧移和变形的能力。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本发明的若干实施例，其中：

图1为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的流程图；

图2为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的竖向钻孔注浆取土段与纵向水平定向钻孔注浆取土段布置示意图；

图3为根据本发明的实施例的治理单线隧道偏移的钻孔注浆取土平面布置示意图；

图4为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的钻孔注浆纵向断面布置示意图；

图5为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的钻孔取土纵向断面布置示意图；

图6为根据本发明的实施例的治理单线隧道偏移的钻孔注浆取土横向断面布置示意图；

图7为根据本发明的实施例的治理叠落式竖向分布双线隧道偏移的钻孔注浆取土横向断面布置示意图；

图8为根据本发明的实施例的治理双线隧道偏移的钻孔注浆取土平面布置示意图；以及

图9为根据本发明的实施例的治理双线隧道偏移的钻孔注浆取土横向断面布置示意图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

附图标记说明：1—隧道；2—竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段；3—纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段；4—竖向取土孔取土段；5—纵向钻孔取土段；6—纵向取土用定向钻孔开孔点；7—纵向取土用定向钻孔造斜段；8—纵向取土用定向钻靶点；9—纵向注浆用定向钻孔注浆段；10—竖向注浆孔注浆段；11—纵向注浆用定向钻造斜段；12—纵向注浆用定向钻孔开孔点；13—纵向注浆用定向钻孔靶点；14—定向钻孔地面作业区；15—竖向取土孔非取土段；16—竖向注浆孔非注浆段。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

在本发明的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

本发明的方案的隧道可以指常规隧道、地铁管线、输水管线、地下管廊等任意可能产生侧移的隧道结构。为了便于阐述，本发明的以下实施例采用常规运营隧道结构作为示例来介绍本发明的示例性实施例。需要说明，该运营隧道实施例不构成对本发明使用范围和场景的限制。

需要说明，“偏移”和“侧移”指代相同或相似的概念，因此可以在本发明中互换使用。

如前文所述，针对单纯使用注浆措施挤压隧道导致的注浆压力过大可能导致隧道衬砌结构破损、过大的注浆压力导致基坑支护水平位移增加甚至失效、以及单纯注浆治理无法解决隧道收敛变形等技术问题，本发明的实施例将隧道偏移治理进行区域划分为局部偏移集中治理段与大范围治理段。局部偏移集中治理段采用竖向钻孔/注浆，大范围治理段采用纵向钻孔/注浆，钻孔布置更为合理，减少了钻孔进尺，能够加快治理效率，节省隧道偏移治理费用。此外，本发明的实施例的纵向钻孔注浆/取土的成孔过程，大幅减少了钻孔进尺，能够加快治理效率，节省隧道偏移治理费用。其次，纵向注浆/取土，能够改善周围地层沿隧道轴线方向的均匀性，提高隧道在治理后抵抗不均匀侧移和变形的能力。此外，定向钻地表施工场地布置灵活，能够避免地表施工场地局限性。

下面将结合附图1至附图9对本发明的示例实施方式进行详细介绍。需要说明，下文中的隧道可以替换为其他的地下结构，本发明对此不作限制。

图1为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的流程图。需要说明，图1中示出了治理隧道侧移的整体流程图，其中一个或多个流程可以根据实际工程需要合并或省略。

在一个实施例中，在执行图1所示的步骤之前或者执行图1所示的步骤时，可以首先在所述隧道中确定沿第一方向发生侧移的目标区间隧道，目标区间隧道包括第一目标区段和第二目标区段，第一目标区段的侧移量大于第二目标区段的侧移量。在一些实施中，第一方向也可以称为偏移方向或侧移方向。相应的，目标区间隧道在第一方向的一侧可以称为偏移侧，其相反侧则可以称为背离侧。

在一些实施例中，参照图1，目标区间隧道是整个隧道中发生侧移的部分，并且包括即将要竖向钻孔注浆取土的第一目标区段以及即将要在纵向钻孔注浆取土的第二目标区段。这样一来，第一目标区段也可以称为如图2所示的竖向钻孔注浆取土段，并且第二目标区段也可以为称为如图2所示的纵向钻孔注浆取土段。

图2为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的竖向钻孔注浆取土段与纵向水平定向钻孔注浆取土段布置示意图。其中，横轴代表区间隧道里程，纵轴代表隧道侧移量。当纵轴表示的隧道侧移量超过阈值时，其对应的横轴的区间隧道就可以是待治理的侧移目标区间隧道。在该目标区间隧道中，隧道侧移量比较大的区段，也就是差异侧移量较大的区段，为第一目标区段，也可以如前文所述称为竖向钻孔注浆取土段。进一步地，整体侧移或平均侧移量比较大的区段为第二目标区段，也可以如前文所述称为纵向钻孔注浆取土段。

在一些实施例中，参考图2，纵向钻孔注浆取土段可以包括竖向钻孔注浆取土段。也就是说，竖向钻孔注浆取土段属于纵向钻孔注浆取土段的一部分。但需要说明，这种包含关系仅仅是示例性的，竖向钻孔注浆取土段也可以仅仅与纵向钻孔注浆取土段存在一定交集或者两者属于完全独立的区段，本发明对此不作限制。

在一些实施例中，继续参考图2，竖向钻孔注浆取土段的隧道侧移量可以大于纵向钻孔注浆取土段的隧道侧移量。这是因为，在实际工程中，整体侧移或平均侧移量较大的部分目标区间隧道往往包括差异侧移较大的部分，因此两个目标区段可以存在一定的交集或者可以属于包含与被包含的关系。在一个实施例中，竖向钻孔注浆取土段的隧道侧移量可以显著大于纵向钻孔注浆取土段的隧道侧移量。这样一来，竖向钻孔注浆取土段为局部偏移集中治理段，而纵向钻孔注浆取土段为大范围治理段。针对两种不同的治理段，本发明的各个实施例采取了不同的治理措施，这将在下文进行更详细的介绍。

返回图1。在一些实施例中，参照图1，可以首先对目标区间隧道所处的工程地质以及水文地质进行勘察，得到工程地质以及水文地质条件。应当理解，在工程地质以及水文地质已知的情况下，可以省略该步骤。在一些实施例中，可以对地下管线进行探查。这是因为，由于治理隧道目标区间隧道涉及到钻孔操作，在了解地下管线布局之后，开孔点可以进行针对性选择，这将在下文进行更详细地介绍。

在一个实施例中，开展工程地质及水文地质勘察，查明地层分布及地下管线分布。勘察范围可以包括目标区间隧道两侧10m以内，深度可以包括隧道埋深以下5m。勘察可以查明地层岩土组成、土物理力学特性及地下水构成与地下水位或者其他参数，本发明对此不作限制。

在一些实施例中，继续参考图1，在确定工程地质及水文地质条件以及可选地对对下管线进行探查之后，可以进行注浆取土方案设计。在一个实施例中，可以如前文所示结合图2明确局部偏移治理段和大范围偏移治理段，选择施工场地，设计竖向钻孔注浆/取土参数，包括钻孔注浆/取土的位置、深度、孔距以及注浆材料、注浆压力、注浆量以及取土速率、取土量。其中，局部偏移治理段和大范围偏移治理段的划定参照现行地下结构监测控制值划分。例如，可以按照《城市轨道交通工程监测技术规范》GB 50911-2013，隧道结构水平位移控制值为3mm～5mm。水平位移监测值可以超过5mm的区间隧道作为局部治理段，水平位移检测值超过3mm的区间隧道可以作为大范围偏移治理段。

在一些实施例中，在确定第一目标区段之后，基于第一目标区段确定竖向取土段和竖向注浆段，竖向取土段在与第一方向相反的第二方向上距离第一目标区段的竖向中心线预定距离，并且其中竖向注浆段在所述第一方向上距离第一目标区段的竖向中心线预定距离。随后，对竖向取土段取土并且对竖向注浆段注浆。进一步地，基于第二目标区段确定纵向取土段和纵向注浆段，其中纵向取土段邻近竖向取土段并且纵向注浆段邻近竖向注浆段，其中纵向为隧道延伸的方向。随后，对纵向取土段取土并且对纵向注浆段注浆。

在一些实施例中，参照图1，在上述提及的任一项目正式施工前可以开展工艺试验，按照设计的施工参数进行钻孔注浆/取土，同时开展地表位移、隧道位移及变形的同步监测，根据监测结果调整施工参数，直至达到设计要求，才能进行下一项施工。在后续流程中，可以继续地表位移、隧道位移及变形的检测操作，直到达到停止监测的要求。在停止监测的要求未满足的情况下，可以持续迭代以上取土操作，直到达到要求，完成整个隧道侧移治理的过程。

下文将结合图3至图6来介绍根据本发明的单线隧道侧移治理的示例性示例。其中，图3为根据本发明的实施例的治理单线隧道偏移的钻孔注浆取土平面布置示意图；图4为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的钻孔注浆纵向断面布置示意图；图5为根据本发明的实施例的治理隧道偏移的钻孔取土纵向断面布置示意图；图6为根据本发明的实施例的治理单线隧道偏移的钻孔注浆取土横向断面布置示意图。

在一些实施例中，参考图3至图6，隧道1沿隧道偏移方向发生侧移，因此隧道偏移方向即前文所述的第一方向。隧道1可以包括竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2（又称“局部偏移治理段”）和纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3（又称“大范围偏移治理段”）。其中，竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2的隧道侧移量大于纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3。在本发明公开的实施例中，如前所述，可以采用竖向取土和注浆的方式首先对竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2进行治理，消除过大的差异偏移且变形稳定后，再采用纵向取土和纵向注浆的方式对纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3进行治理。这样一来，能够将局部偏移治理与区域偏移治理相结合，使用地表竖向钻孔注浆/取土技术治理隧道局部偏移，使用地表水平定向钻孔注浆/取土技术治理较大范围隧道偏移。在一些实施例中，如图3至图6所示，纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3包括竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2。

在一些实施例中，继续参照图3至图6，在对竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2进行局部偏移治理时，可以在竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2的隧道偏移方向一侧布置竖向取土孔取土段4，并且可以在隧道背离一侧布置竖向注浆孔注浆段10。在一个实施例中，参照图4至图6，可以在地面竖直或垂直地进行钻孔，经由竖向取土孔非取土段15将竖向取土孔取土段4中的土体取出，并且可以在地面竖直或垂直地进行钻孔，经由竖向注浆孔非注浆段16向竖向注浆孔注浆段10进行注浆。

在一个实施例中，可以首先经由竖向取土孔非取土段15将竖向取土孔取土段4中的土体取出，再经由竖向注浆孔非注浆段16向竖向注浆孔注浆段10进行注浆。在另一实施例中，经由竖向取土孔非取土段15将竖向取土孔取土段4中的土体取出与经由竖向注浆孔非注浆段16向竖向注浆孔注浆段10进行注浆可以基本同时进行或者仅存在少量时间差，这样一来，可以在施工过程中同时监测隧道1的位移和收敛变形，通过调整孔距、注浆/取土速率和注浆/取土量逐渐消除隧道偏移。在一个实施例中，取土施工过程中，为避免隧道1横向收敛变形过大，在竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2内采用桁架台车进行支撑，需要说明，该方式同样适用于下文将详细阐述的纵向取土工艺。

在一个实施例中，参照图3至图6，竖向注浆孔注浆段10与竖向取土孔取土段4可以为单排，在隧道1的两侧分别布置，轴线距离隧道1结构外表面0.5m～1.5m，孔距2m～5m或盾构管片宽度的1倍～3倍，孔底高程较隧道结构外部底高程高0～1m，注浆段/取土段孔顶高程较隧道结构外部顶高程低0～1m。当竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2侧移变化幅度较大时，可以在侧移量较大的区段设置加密孔作为二序孔、三序孔进行注浆/取土。在一个优选实施例中，竖向注浆孔注浆段10与竖向取土孔取土段4可以在隧道1的两侧对称布置。

在一个实施例中，对纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3可以采用后退式注浆，孔内下入止浆塞，分段注浆分段长度可以为30cm，以实现竖向多次注浆。在另一实施例中，对竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2进行竖向取土可以采用空心螺旋钻取土。同一钻孔分多次取土时，取土间隔螺旋钻留置孔内。取土过程可以记录取土速率及总取土量，同时可以监测隧道位移，并且可以根据监测结果预测隧道最终位移。

在一些实施例中，继续参照图3至图6，在对竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2治理消除差异偏移后，可以对纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3进行大范围区域偏移治理。在一个实施例中，在纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3的隧道偏移方向一侧布置纵向注浆用定向钻孔注浆段9（又称纵向注浆孔），在隧道背离一侧布置纵向钻孔取土段5（又称纵向取土孔）。

在一些实施例中，参照图3至图6，可以采用横向定向钻来进行纵向注浆和取土。在一个实施例中，具体地，可以选择定向钻孔地面作业区14，定向钻孔地面作业区14可以包括纵向取土用定向钻孔开孔点6和纵向注浆用定向钻孔开孔点12，纵向取土用定向钻孔开孔点6可以经由纵向取土用定向钻孔造斜段7从纵向钻孔取土段5中取土，并且可以利用纵向取土用定向钻靶点8来控制纵向钻孔取土段5的长度等参数。类似地，纵向注浆用定向钻孔开孔点12可以经由纵向注浆用定向钻造斜段11向纵向注浆用定向钻孔注浆段9进行注浆，并且可以利用纵向注浆用定向钻孔靶点13来控制纵向注浆用定向钻孔注浆段9的注浆长度。

在一些实施例中，纵向注浆/取土钻孔的定向钻孔地面作业区14可以根据造斜段与隧道1、地下管线的空间位置关系灵活布置。当隧道周围地层内地下管线较少，对定向钻造斜段施工无干扰时，可以将注浆/取土的定向钻孔地面作业区布置在如图3所示的同一场地内。当隧道正上方场地开阔，具备定向钻孔作业条件时，可以优先地将定向钻孔地面作业区14布置在隧道正上方，分别在隧道两侧平行于隧道轴线方向与地面成一定角度开始注浆/取土定向钻孔作业。当隧道正上方不具备施工条件时，也可以调整定向钻孔地面作业区14，将其布置于隧道偏移侧或背离侧。

以此方式，此纵向钻孔注浆/取土的成孔过程，大幅减少了钻孔进尺，能够加快治理效率，节省隧道偏移治理费用。其次，纵向注浆/取土，能够改善周围地层沿隧道轴线方向的均匀性，提高隧道在治理后抵抗不均匀侧移和变形的能力。此外，定向钻地表施工场地布置灵活，能够避免地表施工场地局限性。

在一些实施例中，纵向注浆用定向钻孔注浆段9的注浆孔一般为单排孔，高程与隧道水平中心线平齐，可以布置于竖向注浆孔外侧，当外部空间受限时，也可以布置于竖向注浆孔与隧道结构之间，纵向注浆用定向钻孔注浆段9轴线与隧道结构最小距离可以为0.5m～1.5m；当隧道整体偏移量较大，使用单个纵向注浆孔纠偏所需注浆压力较大时，可以在竖向布置一排3个或其他合适数目的纵向注浆孔，竖向间距可以为1.5m～2.5m。

在一些实施例中，纵向钻孔取土段5的取土孔一般为单排孔，竖向或沿横断面隧道结构外环向均匀分布，例如图6则示出了纵向钻孔取土段5的取土孔的竖向分布形式。在一些实施例中，竖向间距可以为1.5m～2.5m，纵向取土孔与隧道轴线平行，中间孔与隧道结构水平间距可以为0.5m～1.0m。同样地，如前文所述，取土施工过程中，为避免隧道横向收敛变形过大，可以在隧道1内采用桁架台车进行支撑。

需要说明，虽然如图6所示，竖向取土孔取土段4和纵向钻孔取土段5位于隧道1的偏移背离一侧，并且纵向注浆用定向钻孔注浆段9和竖向注浆孔注浆段10位于隧道1的偏移一侧，且竖向取土孔取土段4和纵向钻孔取土段5的中心点、纵向注浆用定向钻孔注浆段9和竖向注浆孔注浆段10的中心点与隧道1的中心点基本上平齐，但这仅仅是示意性的。在其他实施例中，还可以将竖向取土孔取土段4和纵向钻孔取土段5、纵向注浆用定向钻孔注浆段9和竖向注浆孔注浆段10分别设置在距离隧道1的竖向中心线小于隧道1半径的位置。也就是说，竖向取土孔取土段4和纵向钻孔取土段5、纵向注浆用定向钻孔注浆段9和竖向注浆孔注浆段10可以分别位于隧道1的斜下方两侧。在这样的实施例中，则需要对竖向取土孔非取土段15和竖向注浆孔非注浆段16做其他设定。

在一些实施例中，纵向钻孔注浆、取土参数需可以按照侧向偏移量沿纵向分布调整。侧向偏移量较大的隧道区段，注浆量、取土量可以按比例调整。

图7为根据本发明的实施例的治理叠落式竖向分布双线隧道偏移的钻孔注浆取土横向断面布置示意图。

在一些实施例中，参照图7，针对竖向叠落分布的双线隧道1的偏移治理，采用类似单线隧道偏移治理的注浆/取土钻孔布置方式。也就是说，如图7所示，平面布置与单线隧道偏移治理相同。其中，竖向注浆/取土钻孔平面布置不变，孔底延伸至下层隧道结构底部，注浆/取土段分别设置在上下两层隧道两侧；纵向注浆/取土钻孔平面布置不变，注浆/取土段分别设置在上下两层隧道两侧。注浆/取土钻孔数量、孔间距及钻孔与隧道结构之间的距离根据上下两层隧道偏移量调整。在一些实施例中，通常情况下，下层隧道偏移量小于上层隧道，可以适当减少竖向注浆/取土孔数量。

在一个实施例中，如图7所示，双线隧道1的上层隧道中的目标区间隧道可以称为第一子目标区间隧道并且下层隧道中的目标区间隧道可以称为第二子目标区间隧道。在具体治理过程中，可以按照如图3至图6的治理方式，首先对第二子目标区间隧道利用竖向取土孔取土段4、纵向钻孔取土段5、纵向注浆用定向钻孔注浆段9和竖向注浆孔注浆段10进行注浆取土，此时竖向取土孔非取土段15和竖向注浆孔非注浆段16延伸到第二子目标区间隧道。在第二子目标区间隧道治理完成后，可以对第一子目标区间隧道采用相同的方式进行治理，也就是说，再次利用与第一子目标区间隧道相关联的竖向取土孔取土段4、纵向钻孔取土段5、纵向注浆用定向钻孔注浆段9和竖向注浆孔注浆段10进行注浆取土，从而实现叠落式竖向分布双线隧道偏移的钻孔注浆。

图8和图9示出了针对水平方向平行布置的双线隧道的偏移治理方式。图8为根据本发明的实施例的治理双线隧道偏移的钻孔注浆取土平面布置示意图。图9为根据本发明的实施例的治理双线隧道偏移的钻孔注浆取土横向断面布置示意图。

在如图8和图9所示的实施例中，平行布置的双线隧道1的治理方式与如图3至图6的单线隧道的治理方式大致相同，但需要说明，在一些实施例中，如图8和9所示，纵向取土用定向钻孔开孔点6和纵向注浆用定向钻孔开孔点12的数目可以分别为2个，以对应双线隧道1中的不同隧道。对应地，纵向取土用定向钻孔造斜段7和纵向注浆用定向钻造斜段11的数目、以及纵向取土用定向钻靶点8和纵向注浆用定向钻孔靶点13的数目也对应为2个。定向钻孔地面作业区14可以设置如前文所述设置。

还需要说明，参照图8和图9，平行双线隧道1的两个单线隧道的竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2和纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3并不一定如图8所示是严格对称的，相应地，竖向取土孔取土段4和纵向钻孔取土段5也并非严格对称的，且其相应的取土空和注浆孔的数目也不必是一致的，具体可以以实际工程探测结果和设计方案进行具体设定。

在一个实施例中，整体地，可以先开展竖向钻孔注浆/取土进行隧道局部偏移治理，待较大的偏移及差异偏移消除后且变形稳定后，再开展纵向钻孔注浆/取土进行隧道大范围偏移治理。在一个优先实施例中，通常情况下，钻孔注浆取土工序可按竖向钻孔取土、竖向钻孔注浆、纵向钻孔取土、纵向钻孔注浆的顺序开展。实际施工工序可以根据注浆、取土工艺试验成果，结合偏移治理需求、隧道结构承载能力等因素综合考虑后调整。

在一个实施例中，整体地，注浆/取土可以采用少量、多次的原则，局部集中治理段的竖向注浆/取土以及大范围治理段的纵向注浆/取土可以分别多次开展。例如，当隧道侧向偏移最大值为12mm，偏移量超过5mm的区间隧道长100m，该段设定为局部集中治理段（即竖向钻孔注浆取土治理隧道区间段2或第一目标区段）；偏移量超过3mm的区间隧道长300m，该段设定为大范围治理段（即纵向钻孔注浆取土治理隧道区间段3或第二目标区段）。其中偏移量大于8mm的区间段，竖向注浆/取土孔间距可以为1.5m，设定3～5个注浆/取土循环，每次注浆/取土治理的隧道偏移量可以控制在1mm以内。偏移量5mm～8mm的区间段，竖向注浆/取土孔间距可以为3m，设定2～3个注浆/取土循环，每次注浆/取土治理的隧道偏移量可以控制在1mm以内。

根据本发明的实施方案，钻孔注浆材料根据地层条件及偏移治理需求选择。例如，可以采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力例如可以为0.3～0.5MPa。

本发明还提供一种用于隧道侧移治理的系统，该系统可以执行根据本发明的各个实施例的用于隧道侧移治理的取土方法。

综上，本发明的实施方案将钻孔注浆与取土相结合，在减小注浆压力的前提下能够达到治理隧道偏移的目的。与单纯使用注浆进行治理相比，能够减小注浆压力，减少了治理过程对隧道结构和周边地层的扰动，能够避免注浆引起的隧道结构破损、基坑支护失效等次生风险。本发明将隧道偏移治理进行区域划分为局部偏移集中治理段与大范围治理段。局部偏移集中治理段采用竖向钻孔/注浆，大范围治理段采用纵向钻孔/注浆，钻孔布置更为合理，减少了钻孔进尺，能够加快治理效率，节省隧道偏移治理费用。本发明还将水平定向钻用于纵向钻孔注浆/取土的成孔过程，大幅减少了钻孔进尺，能够加快治理效率，节省隧道偏移治理费用。其次，纵向注浆/取土，能够改善周围地层沿隧道轴线方向的均匀性，提高隧道在治理后抵抗不均匀侧移和变形的能力。此外，定向钻地表施工场地布置灵活，能够避免地表施工场地局限性。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本发明中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本发明披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种用于隧道侧移治理的方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述隧道中确定沿第一方向发生侧移的目标区间隧道，所述目标区间隧道包括第一目标区段和第二目标区段，所述第一目标区段的侧移量大于所述第二目标区段的侧移量；

基于所述第一目标区段确定竖向取土段和竖向注浆段，所述竖向取土段在与所述第一方向相反的第二方向上距离所述第一目标区段的竖向中心线预定距离，并且其中所述竖向注浆段在所述第一方向上距离所述第一目标区段的所述竖向中心线预定距离；

对所述竖向取土段取土并且对所述竖向注浆段注浆；

基于所述第二目标区段确定纵向取土段和纵向注浆段，其中所述纵向取土段邻近所述竖向取土段并且所述纵向注浆段邻近所述竖向注浆段，其中纵向为所述隧道延伸的方向；以及

对所述纵向取土段取土并且对所述纵向注浆段注浆。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二目标区段至少部分地包括所述第一目标区段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述竖向取土段取土并且对所述竖向注浆段注浆包括：

在所述第二方向上距离所述第一目标区段的竖向中心线预定距离布置竖向取土孔，并且在所述第一方向上距离所述第一目标区段的竖向中心线预定距离布置竖向注浆孔；以及

基于所述竖向取土孔对所述竖向取土段取土，并且基于所述竖向注浆孔对所述竖向注浆段注浆。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述纵向取土段取土并且对所述纵向注浆段注浆包括：

邻近所述竖向取土段布置纵向取土孔，并且邻近所述竖向注浆段布置纵向注浆孔；以及

基于所述纵向取土孔对所述纵向取土段取土，并且基于所述纵向注浆孔对所述纵向注浆段注浆。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖向注浆孔和所述竖向取土孔中的至少一者包括单排孔并且在所述第一目标区段两侧对称布置；或

所述竖向注浆孔和所述竖向取土孔中的至少一者包括多排孔。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纵向注浆孔包括单排孔或多排孔并且被设置在所述竖向注浆孔外侧，并且所述纵向注浆孔具有与隧道水平中心线平齐的高程。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

当确定到所述目标区间隧道包括竖向叠落分布的第一子目标区间隧道和第二子目标区间隧道时，分别确定针对所述第一子目标区间隧道和针对所述第二子目标区间隧道的相应竖向取土段、竖向注浆段、纵向取土段以及纵向注浆段，其中所述第一子目标区间隧道位于所述第二子目标区间隧道之上；

对针对所述第二子目标区间隧道的相应竖向取土段以及竖向注浆段、纵向取土段以及纵向注浆段分别进行取土和注浆；以及

对针对所述第一子目标区间隧道的相应竖向取土段以及竖向注浆段、纵向取土段以及纵向注浆段分别进行取土和注浆。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在对所述竖向取土段取土并且对所述竖向注浆段注浆之后，对所述纵向取土段取土并且对所述纵向注浆段注浆。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

对所述竖向取土段取土与对所述竖向注浆段注浆同步进行；和/或

对所述纵向取土段取土与对所述纵向注浆段注浆同步进行。

10.一种用于隧道侧移治理的系统，其特征在于，所述系统用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

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