隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法技术

本发明专利技术公开了隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法，该方法包括以下步骤：步骤1、注浆范围及孔位布置设计；步骤2、斜井支撑拆除；步骤3、隧道整体施工；步骤4、钻孔及小导管的安设和注浆。本发明专利技术直接以类似于树枝分布形态的超前小导管将浆液输送到指定位置，兼起骨架作用，做到快速、高效注浆，采用小压力，避免较大压力对管线的冲击，保证地面沉降或是抬升处于绝对安全范围。

The construction method of tunnel with multiple holes in the same hole before the tunnel approaching the existing structure

The invention discloses a multi-conduit layered grouting construction method for a tunnel adjacent to an existing structure. The method comprises the following steps: step 1, grouting range and hole location layout design; step 2, inclined shaft support demolition; step 3, tunnel overall construction; step 4, borehole and small conduit installation and grouting. The slurry is directly transported to a designated position by a leading small catheter similar to the distribution pattern of branches, and acts as a skeleton. The slurry can be quickly and efficiently grouted. Small pressure is adopted to avoid the impact of greater pressure on the pipeline and ensure that the ground subsidence or uplift is in an absolute safe range.

【技术实现步骤摘要】
隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法
本专利技术属于隧道超前帷幕注浆施工
，涉及一种隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法，具体地说，涉及一种基于超前帷幕注浆技术的隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法。
技术介绍
目前，随着社会的高速发展以及城市化进程的加快，国内交通网建设处于蓬勃发展的阶段，特别是包括省会城市在内的一些大城市，为了满足人们出行的要求，缓堵保畅，地铁建设正如火如荼，其中绝大多数采用暗挖法施工。这样就不可避免的要下穿软弱富水地层等不良地质带，通常的解决方法是采用超前帷幕注浆技术，修建止浆墙之后，通过钻机钻孔，以普通水泥浆液或者混合浆液在注浆机的作用下以劈裂、挤压注浆为主，渗透注浆为辅进行注浆，达到防渗堵漏以及提高围岩强度的目的。基于我国目前超前帷幕注浆施工技术的现状，不难发现机油注浆技术设备配套差、注浆工艺相对落后、注浆孔钻孔慢、掌子面（止浆墙）费时、分段注浆效率低等问题严重制约了注浆效果，成为影响城市地铁建设的一大瓶颈。另外，现有注浆技术多以注浆机压力作用引起劈裂、挤压注浆为主，渗透为辅，在地下管线错综复杂的城市中易引起管线以及路面的隆起、抬升。因此，如何有效地提高超前帷幕注浆作用效果，保证城市生活正常运转，快速高效的完成城市地铁隧道建设成为一项亟待解决的工程技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出了一种隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法，提出超前导管的理念，着重解决隧道施工中，既有地下管线与超前帷幕注浆技术的矛盾，直接以类似于树枝分布形态的超前小导管将浆液输送到指定位置，兼起骨架作用，做到快速、高效注浆，采用小压力，避免较大压力对管线的冲击，保证地面沉降或是抬升处于绝对安全范围。其技术方案如下：一种隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法，包括以下步骤：步骤1、注浆范围及孔位布置设计（1）隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩4.5m。注浆段12.0m，注浆开孔前设置止浆墙。（2）布孔间距：隧道拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内500mm，导管沿拱线环向间距0.5m；掌子面孔位间距1.0m。（3）注浆孔位数量、钻孔角度及安设导管长度：注浆段共布置35个点位，拱线外注浆共布置23个点位掌子面12个水平孔，共104个注浆孔。步骤2、斜井支撑拆除：拆除斜向临时支撑斜井上台阶帷幕注浆拆除竖向、横向临时支撑步骤3、隧道整体施工：先由隧道两侧分层向上至拱顶交接咬合，完成隧道拱线外注浆加固，形成整体的保护壳；拱线外围注浆完毕后，对掌子面水平注浆加固；步骤4、钻孔及小导管的安设和注浆：由外向内，分导施钻注浆，同一环要隔孔施钻注浆；同一孔安设多根导管的，需先安设长管，再安设短管；同一孔多根导管的，先对长管进行注浆，后对短管进行注浆，其目的是注浆时浆液渗透更均匀，咬合更严密。进一步，步骤1中，第（3）中，23个点中每个点位4排倾斜孔，1排水平孔；第一排倾斜孔孔深5.6m，安设1根5.5m的注浆导管，第二排倾斜孔孔深8.4m，安设1根8.4m注浆导管；第三排倾斜孔孔深13m，安设13m注浆导管；第四排倾斜孔孔深12.5m，安设12.5m注浆导管。进一步，步骤1中，第（6）中，12个水平孔中，每个水平孔跳孔梅花型安设12.5m，9.0m和6.0m注浆导管。本专利技术的有益效果为：1）在地下管线错综复杂的环境下施工，不影响正常城市生活，地下管线以及城市道路无隆起或抬升；2）帷幕注浆填充围岩裂隙以及可能存在的岩溶通道，形成封闭的止水防渗带；3）注浆加固因爆破扰动等造成的破碎岩体，避免隧道掘进过程中因围岩过于破碎而发生坍塌事故。附图说明图1：孔位布置示意图；图2：注浆范围断面示意图；图3：A-A断面示意图；图4：B-B断面示意图；图5：各排孔放射角度大样，其中图5A为第一排孔，图5B为第二排孔，图5C为第三排孔，图5D为第四排孔；图6：隧道注浆顺序图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。一、注浆范围及孔位布置设计隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩4.5m。注浆段12.0m，注浆开孔前设置止浆墙。布孔间距：隧道拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内500mm，导管沿拱线环向间距0.5m；掌子面孔位间距1.0m。注浆孔位数量、钻孔角度及安设导管长度：注浆段共布置35个点位，拱线外注浆共布置23个点位，进一步，拱线外注浆23个点中每个点位4排倾斜孔，1排水平孔。其中第一排和第二排注浆导管，属于长度偏小的导管，偏转角度较大，对应注浆范围内埋深较浅土层，用于对注浆半径范围内临近地表或者构筑物的注浆，第一排和第二排注浆管离注浆轮廓线界限i和ii需要满足：5cm＜i＜ii＜D1*1/2，D1为隧道拱线外注浆注浆半径，按照此上诉要求设计第一排和第二排注浆导管长度和偏转角度。第三排和第四排注浆导管，导管长度较长，偏转角度较小，对应注浆范围内埋深较深土层。第一排和第二排注浆管离注浆轮廓线界限iii和iiii需要满足：D1/2≦iii＜iiii＜D1*3/4，D1为隧道拱线外注浆注浆半径，按照此上诉要求设计第一排和第二排注浆导管长度和偏转角度。在注浆开始时首先对第三排和第四排注浆导管注浆，加固埋深较深的土层，同时也起到对土层泄压作用，这样随后对同孔中第一排和第二排注浆所需要的注浆压力就小，第三排和第四排注浆导管完成，然后再进行第一排和第二排注浆导管注浆，注浆加固埋深较浅的土层，特别是临近既有构筑物注浆段。注浆终压可小于0.5MPa，对地层扰动较小。建议第一排倾斜孔孔深5.6m，安设1根5.5m的注浆导管，倾斜角度530；第二排倾斜孔孔深8.4m，安设1根8.4m注浆导管，倾斜角度310；第三排倾斜孔孔深13m，安设13m注浆导管，倾斜角度170；第四排倾斜孔孔深12.5m，安设12.5m注浆导管，倾斜角度90。其中超前小导管的长度可根据现场超前地质预报等探测手段进行适当调整，填充可能出现的隧道围岩破碎区和岩溶富水区。同一孔注浆顺序分别是第四排、第三排、第二排、第一排，其中第四排和第三排对应加固埋深较深地层，第二排和第一排对应加固埋深较浅地层，掌子面12个水平孔(每个水平孔跳孔梅花型安设12.5m，9.0m和6.0m注浆导管）。共104个注浆孔。（附孔位布置、剖面图和拱线外注浆钻孔角度及钻孔深度明细表）。表1拱线外注浆钻孔角度及钻孔深度明细表序号项目钻孔角度（°）钻孔深度（m）安设小导管长度（m）1第一排孔535.65.52第二排孔328.48.43第三排孔2013.0134第四排孔1012.512.5表2隧道左上方距污水管道较近部位注浆钻孔角度及钻孔深度明细表序号项目钻孔角度（°）钻孔深度（m）安设小导管长度（m）1第一排孔533.73.72第二排孔325.65.63第三排孔209.094第四排孔1012.512.5二、施工顺序（1）斜井支撑拆除：拆除斜向临时支撑、斜井上台阶帷幕注浆、拆除竖向、横向临时支撑（2）隧道整体施工顺序：先由隧道两侧分层向上至拱顶交接咬合，完成隧道拱线外注浆加固，形成整体的保护壳；拱线外围注浆完毕后，对掌子面水平注浆加固。如图6所示。（3）钻孔及小导管的安设和注浆顺序：由外向内，分导施钻注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、注浆范围及孔位布置设计（1）隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩4.5m；注浆段12.0m，注浆开孔前设置止浆墙；（2）布孔间距：隧道拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内500mm，导管沿拱线环向间距0.5m；掌子面孔位间距1.0m；（3）注浆孔位数量、钻孔角度及安设导管长度：注浆段共布置35个点位，拱线外注浆共布置23个点位掌子面12个水平孔，共104个注浆孔；步骤2、斜井支撑拆除：拆除斜向临时支撑 斜井上台阶帷幕注浆 拆除竖向、横向临时支撑步骤3、隧道整体施工：先由隧道两侧分层向上至拱顶交接咬合，完成隧道拱线外注浆加固，形成整体的保护壳；拱线外围注浆完毕后，对掌子面水平注浆加固；步骤4、钻孔及小导管的安设和注浆：由外向内，分导施钻注浆，同一环要隔孔施钻注浆；同一孔安设多根导管的，需先安设长管，再安设短管；同一孔多根导管的，先对长管进行注浆，后对短管进行注浆，其目的是注浆时浆液渗透更均匀，咬合更严密。

【技术特征摘要】
1.隧道临近既有构筑物的超前同孔多导管分层注浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、注浆范围及孔位布置设计（1）隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩4.5m；注浆段12.0m，注浆开孔前设置止浆墙；（2）布孔间距：隧道拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内500mm，导管沿拱线环向间距0.5m；掌子面孔位间距1.0m；（3）注浆孔位数量、钻孔角度及安设导管长度：注浆段共布置35个点位，拱线外注浆共布置23个点位掌子面12个水平孔，共104个注浆孔；步骤2、斜井支撑拆除：拆除斜向临时支撑斜井上台阶帷幕注浆拆除竖向、横向临时支撑步骤3、隧道整体施工：先由隧道两侧分层向上至拱顶交接咬合，完成隧道拱线外注浆加固，形成整体的保护壳；拱线外围注浆完毕后，对掌子面水平注浆加固；步骤4、钻孔及小导管的安设和注浆：由外向内，分...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡敏，宋战平，曹智淋，赵迎，王西波，谭文浩，麻海涛，孙文龙，蔡玮，李会，靳军，周鹏远，
申请(专利权)人：北京市政路桥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11