一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，包括以下步骤：通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固；对拱部范围内松散的碎石土施工超前密插注浆钢管；在洞身采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖；在仰拱开挖后，对仰拱基底进行注浆加固。本发明专利技术中通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固，增加了洞顶地表下方碎石土体的粘结力，并通过对拱部范围内松散的碎石土进行超前注浆加固，起到了对拱部范围内进行局部加强的作用，同时配合采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖，可进一步杜绝碎石土坍塌的情况发生，对仰拱底部进行注浆加固，进一步保证了洞身稳定、隧道整体沉降符合规范要求。

A Tunnel Excavation Construction Method for Shallow Loose Slope Sedimentary Gravel Section in High Altitude Area

The invention discloses a tunnel excavation construction method for shallow buried loose slope gravel soil section in high altitude area, which includes the following steps: strengthening the soil below the surface by grouting at the top of the tunnel; pre-grouting steel pipe for loose gravel soil construction in the arch area; excavating the tunnel body by three steps and seven parts of reserved core geotechnical method; and excavating the inverted arch foundation after the inverted arch excavation. Grouting reinforcement is carried out. In the invention, ground grouting on the top of the cave reinforces the soil below the surface, increases the cohesive force of the gravel soil below the surface of the cave top, and strengthens the loose gravel soil in the arch area in advance by grouting, which plays the role of local strengthening in the arch area. At the same time, the gravel can be further eliminated by excavating with three steps and seven reserved core geotechnical methods. In the case of soil collapse, grouting reinforcement is carried out at the bottom of inverted arch, which further ensures the stability of the tunnel body and the overall settlement of the tunnel in line with the requirements of the code.

【技术实现步骤摘要】
一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法
本专利技术涉及隧道施工领域，特别涉及一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法。
技术介绍
在隧道开挖过程中，经常会遇到破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段，在这类地质条件下进行开挖，如果不进行超前支护，很容易出现坍塌情况，导致安全事故，不仅给相关企业造成经济损失，增加工程成本，而且极大地影响工程施工进度和施工质量。目前浅埋碎石土段隧道通常采用超前小导管注浆同时配合CD法(中隔壁法)进行开挖施工。某项目隧道处于高海拔地区，洞口段为坡积碎石土，松散、稍湿，且埋深较浅。由于松散的坡积碎石土孔隙率较大，普通的注浆达不到预期的超前支护效果，开挖过程中极易造成塌方和冒顶，影响施工质量和工期，破坏高原生态环境。
技术实现思路
本专利技术目的在于：针对在高海拔地区碎石土浅埋松散坡积段隧道施工时，由于松散的坡积碎石土孔隙率较大，普通的注浆达不到预期的超前支护效果，开挖过程中极易造成塌方和冒顶，影响施工质量和工期，破坏高原生态环境的问题，提供一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其通过地表注浆和超前小导管注浆相结合，能够对坡积碎石土段进行较好的超前支护，避免开挖过程中出现塌方和冒顶等情况。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，包括以下步骤：a、通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固；b、对拱部范围内松散的碎石土进行超前密插注浆钢管；c、在洞身采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖；d、在仰拱开挖后，对仰拱基底进行注浆加固。本专利技术中通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固，增加了洞顶地表下方碎石土体的粘结力；并通过对拱部范围内松散的碎石土进行超前密插注浆钢管，注浆后钢管内是密实的，增加钢管的刚度，用密插钢管承担开挖轮廓上部地表注浆局部未凝结的碎石土，防止拱部范围内松散的碎石土溜坍，起到了对拱部范围内土体进行局部加强的作用，能够对坡积碎石土段进行较好的超前支护，避免开挖过程中出现塌方和冒顶等情况，同时配合采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖，可进一步杜绝碎石土坍塌的情况发生，对仰拱底部进行注浆加固，并及时施作仰拱，进一步保证了洞身稳定、隧道整体沉降符合规范要求。作为本专利技术的优选方案，所述步骤a中是通过在洞顶地表向下打入多根注浆钢管进行洞顶地表注浆施工。通过在洞顶地表向下打入多根注浆钢管，能够替代钻杆进行快速成孔，使用操作方便，且不存在塌孔现象，同时便于通过控制注浆钢管的打入位置，实现对土体的地表注浆精确定位。作为本专利技术的优选方案，注浆钢管的位置沿隧道纵向和横向分布，且呈梅花形布置。通过控制打入的注浆钢管的位置，实现对洞顶地表下方土体进行加固，增加了洞顶地表下方碎石土体的粘结力。作为本专利技术的优选方案，所述步骤a中，在进行洞顶地表注浆之前，先在洞顶地表上进行搭设施工平台。通过先在洞顶地表上进行搭设施工平台，注浆机械及操作均在施工平台上进行，使施工对高寒草甸面的破坏转换为点的破坏，大大减少了对高寒草甸的破坏，以便用腐殖土覆盖后生态恢复较快。作为本专利技术的优选方案，所述步骤b中是通过在拱部范围内斜向前密插多根注浆钢管对拱部范围内松散的碎石土进行超前加固。通过对拱部范围内进行斜向前密插多根注浆钢管，注浆后钢管内是密实的，增加钢管的刚度，用密插钢管承担开挖轮廓上部地表注浆局部未凝结的碎石土，能够替代钻杆进行快速成孔，使用操作方便，且不存在塌孔现象，同时便于通过控制注浆钢管的插入位置，实现对拱部范围内进行精确超前加固，避免拱部范围内松散的碎石土溜坍。作为本专利技术的优选方案，多根注浆钢管沿隧道环向分布，且所有的注浆钢管外插角为10～15°。由于普通注浆达不到超前支护的效果，在注浆时只保证密插超前钢管内是密实的，增加钢管的刚度，用密插钢管承担开挖轮廓上部地表注浆局部未凝结的碎石土，防止拱部范围内松散的碎石土溜坍。作为本专利技术的优选方案，所述步骤d中是通过在仰拱底部向下打入多根注浆钢管对仰拱基底进行注浆加固。通过在仰拱底部向下打入注浆钢管，能够替代钻杆进行快速成孔，使用操作方便，且不存在塌孔现象，同时便于通过控制注浆钢管的打入位置，实现对仰拱底部进行精确加固，并及时施作仰拱，进一步保证了洞身稳定、隧道整体沉降符合规范要求。作为本专利技术的优选方案，所述注浆钢管的前端为锥形，且在注浆钢管的管壁上开设有多个注浆孔。通过将注浆钢管的前端设置为锥形，可以降低注浆钢管打入土体时的阻力，在注浆钢管的管壁上开设有多个注浆孔，便于钢管内的浆液通过注浆孔进入土体内，增加土体的粘结力。作为本专利技术的优选方案，所述步骤a和d中注浆浆液采用0.6:1～1：1水泥浆，且注浆压力控制在1.5～2.5MPa之间，有利于钢管内的浆液充分进入土体内。作为本专利技术的优选方案，所述步骤b中注浆浆液采用0.6:1～1：1水泥浆，且注浆压力控制在0.5～1.0MPa之间，此处注浆压力较小是为了避免渗入土体内的浆液压力过高而导致拱部范围内松散的碎石土脱落。作为本专利技术的优选方案，在注浆浆液中掺入水玻璃，增加了水泥浆液的有效扩散系数，增强了注浆效果，节约了成本。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固，增加了洞顶地表下方碎石土体的粘结力；并通过对拱部范围内松散的碎石土进行超前密插注浆钢管，注浆后钢管内是密实的，增加钢管的刚度，用密插钢管承担开挖轮廓上部地表注浆局部未凝结的碎石土，防止拱部范围内松散的碎石土溜坍，起到了对拱部范围内土体进行局部加强的作用，能够对坡积碎石土段进行较好的超前支护，避免开挖过程中出现塌方和冒顶等情况，同时配合采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖，可进一步杜绝碎石土坍塌的情况发生，对仰拱底部进行注浆加固，并及时施作仰拱，进一步保证了洞身稳定、隧道整体沉降符合规范要求；2、通过先在洞顶地表上进行搭设施工平台，注浆机械及操作均在施工平台上进行，使施工对高寒草甸面的破坏转换为点的破坏，大大减少了对高寒草甸的破坏，以便用腐殖土覆盖后生态恢复较快；3、由于普通注浆达不到超前支护的效果，在注浆时只保证密插超前钢管内是密实的，增加钢管的刚度，用密插钢管承担开挖轮廓上部地表注浆局部未凝结的碎石土，防止拱部范围内松散的碎石土溜坍。附图说明图1为本专利技术的洞顶地表注浆加固示意图。图2为图1中的注浆钢管布置俯视图。图3为本专利技术的拱部超前注浆加固示意图。图4为图3中的A-A剖视图。图5为本专利技术的仰拱底部注浆加固示意图。图6为本专利技术中的隧道施工流程图。图中标记：1-注浆钢管，2-仰拱，3-二次衬砌，4-初期支护，5-钢拱架，β-外插角。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例如图6所示，本实施例中的高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，包括以下步骤：a、通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固；b、对拱部范围内松散的碎石土进行超前密插注浆钢管；c、在洞身采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖；d、在仰拱开挖后，对仰拱基底进行注浆加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固；b、对拱部范围内松散的碎石土进行超前密插注浆钢管；c、在洞身采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖；d、在仰拱开挖后，对仰拱基底进行注浆加固。

【技术特征摘要】
1.一种高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、通过洞顶地表注浆对地表下方土体进行加固；b、对拱部范围内松散的碎石土进行超前密插注浆钢管；c、在洞身采用三台阶七部预留核心土工法进行开挖；d、在仰拱开挖后，对仰拱基底进行注浆加固。2.根据权利要求1所述的高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其特征在于，所述步骤a中是通过在洞顶地表向下打入多根注浆钢管进行洞顶地表注浆施工。3.根据权利要求2所述的高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其特征在于，注浆钢管的位置沿隧道纵向和横向分布，且呈梅花形布置。4.根据权利要求1所述的高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其特征在于，所述步骤a中，在进行洞顶地表注浆之前，先在洞顶地表上进行搭设施工平台。5.根据权利要求1所述的高海拔地区浅埋松散坡积碎石土段隧道开挖施工方法，其特征在于，所述步骤b中是通过在拱部范围内斜向前密插多根注浆钢管对拱部...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，杨洋，陈磊，
申请(专利权)人：中铁二局第五工程有限公司，中铁二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51