一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法技术

本发明专利技术属于一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法,包括如下步骤：沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多根钢筋形成钢筋网棚；沿着在隧道开挖轮廓线打入的钢筋网棚向前水平打入注浆导管、或呈交替设置的注浆导管和注浆长钢管；通过打入的注浆导管或注浆长钢管对隧道前方土体进行注浆固结，形成一个保护隧道的环带状注浆固结拱、或形成一个犬牙凸环带状注浆固结拱，为隧道开挖及支护提供支撑。本发明专利技术能低成本、快速穿越泥质松散隧道塌方体，具有施工成本低，工期短，安全风险低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法
本专利技术属于一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法。
技术介绍
目前，在泥质松散结构的隧道施工中多采用管棚法和超前导管进行。管棚法是隧道开挖施工中用以支撑掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段，是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平打入铺设钢管，通常钢管的管径70～180mm，长度20～50m，相邻两钢管间距0.1～0.3m，并可以通过钢管向周围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护棚，达到安全施工的目的，其不足是预支护钢管埋入土体不能回收，施工成本较高，施工转换准备期长，施工期长，需增加专用设备，打入预支护钢管机的购置费用大。超前导管与超前锚杆近似，也是沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平打入导管，所不同的是将超前锚杆体改为空心钢管，通常管径30～50mm，相邻两管间距小于40cm，管壁预留注浆孔，管口止浆封面后，注入水泥浆，压力注浆渗透扩散管周围较大的砂土体，管周注浆固结体形成一定厚度的隧道加固圈后，达到安全施工的目的，其工艺简单，造价低，不足是一次施作距离短，预支钢度小，在地层压力大，地层位移控制要求严，难于应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法，能低成本、快速穿越泥质松散隧道塌方体，具有施工成本低，工期短，安全风险低的优点。为此,本专利技术包括如下步骤：(1)沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多根钢筋形成钢筋网棚，组成钢筋网棚的各钢筋分布在环向宽度不大于10cm的范围内，打入的相邻两根钢筋距离为20～40cm，每根钢筋与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°，每根钢筋的上仰角为6～8°。相邻两根钢筋同向平行设置或反向交叉设置，钢筋网棚的纵向长度5～6m。(2)沿着在隧道开挖轮廓线打入的钢筋网棚向前水平打入注浆导管、或打入呈交替设置的注浆导管和注浆长钢管。打入的相邻两根注浆导管或注浆导管和注浆长钢管的环向距离为0.8～1.1m，每根注浆导管或注浆长钢管至少与形成钢筋网棚的一根钢筋交叉。(3)通过打入的注浆导管或注浆长钢管对隧道前方土体进行注浆固结，注浆液体采用早强硫铝酸盐水泥单浆液，浆液配比0.7～1:1，注浆压力0.5～1Mpa，注浆顺序按由外向内，自上而下，间隔跳孔浆液，对隧道洞身初支以外2～2.5m范围内和仰拱初支以下1～2m范围内的土体进行固结加固，形成一个保护隧道的环带状注浆固结拱、或形成一个犬牙凸环带状注浆固结拱，为隧道开挖及支护提供支撑。(4)待注入的浆液凝固后形成一个支护固结段，沿着隧道开挖轮廓线向前掘进3～5m，至距钢筋网棚的前端边沿处1m范围内，完成隧道初支；(5)重复步骤(1)～(4)共连续施作纵向数个支护固结段，前、后相邻固结段的钢筋网棚应有60～80cm的搭接长度，若采用沿着钢筋网棚环向交替水平打入注浆导管和注浆长钢管，则前、后相邻固结段的注浆长钢管应相错设置，从而形成各支护固结段的纵向相错咬合，至穿越泥质松散隧道塌方体。所述的钢筋网棚包括同向左倾斜的与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°呈间隔距离分布的众多根钢筋形成的钢筋网棚；或同向右倾斜的与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°呈间隔距离分布的众多根钢筋形成的钢筋网棚；或与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°相邻两根钢筋反向交叉设置形成钢筋网棚。所述的钢筋的打入前端为尖头端，钢筋的直径为3～4cm的螺纹钢筋，每根钢筋长度为7～8m。所述的打入注浆导管或注浆长钢管的长度大于打入的钢筋网棚的纵向长度。所述的注浆长钢管的长度为9～11m，管外径为36～50mm，管壁厚2～3mm的无缝钢管，注浆长钢管的前端为尖头端，自后端1m至前端的管壁上呈间隔距离设有出浆孔。所述的注浆导管的长度为6.5～7m，管外径为36～50mm，管壁厚1～2mm的有缝钢管，自后端1m至前端的管壁上呈间隔距离设有出浆孔。所述的沿着在隧道开挖轮廓线打入的钢筋网棚向前水平打入注浆导管、或注浆导管和注浆长钢管包括沿着钢筋网棚向前水平环向单独打入注浆导管；或沿着钢筋网棚环向交替水平打入注浆导管和注浆长钢管。所述的打入的注浆导管、或注浆导管和注浆长钢管位于钢筋网棚的上部、或下部、或上、下交替设置。所述的注浆顺序按由外向内，自上而下，间隔跳孔浆液为自打入的注浆导管或注浆长钢管的外部向内注浆，由隧道开挖轮廓线顶部向两侧且间隔一个注浆导管或注浆长钢管浆液。所述的注浆结束标准以压力为主要控制标准，注浆终压5～8Mpa，注浆效果检查以检查不塌孔，不涌泥，检查孔出水量小于0.2L/m.min。上述方法达到了本专利技术的目的。本专利技术能低成本、快速穿越泥质松散隧道塌方体，具有施工成本低，工期短，安全风险低的优点。本专利技术与现有技术相比，有以下优点和积极效果：（1）本专利技术采用沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多根钢筋先形成钢筋网棚，钢筋网棚不但能有效拉固松散的土体且在注浆后，利于浆液沿钢筋导向扩散。而后以钢筋网棚为基础再打入注浆导管、或呈交替设置的注浆导管和注浆长钢管，并对钢筋网棚上、下前方土体进行注浆固结，形成超前的、竖实的钢筋网棚混凝固结体，是有较高的抗压、抗拉作用的钢筋网棚混凝固结体。可有效对隧道开挖轮廓线前端、两侧的泥质松散土体进行加固，形成一个保护隧道的环带状注浆固结拱、或形成一个犬牙凸环带状注浆固结拱，为隧道开挖及支护提供支撑，快速的通过塌方体，同时保证后续运营安全。（2）本专利技术降低了工程成本，本专利技术实施成本低，设备布置所用时间短，且设备仅限于己有设备，无需增加专用设备，能在大幅度提高施工速度的同时降低施工成本，测算表明本专利技术能使施工成本降低30%，施工速度提高40%以上。附图说明图1是本专利技术的支护结构示意图。图2是本专利技术的支护结构侧面示意图。图3是本专利技术的支护结构的钢筋网棚及打入注浆导管的分布结构示意图。图4本专利技术的钢筋网棚及打入注浆导管的另一实施结构示意图。图5是本专利技术的穿越隧道塌方体施工工序示意图。具体实施方式如图1至图5所示，一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法，包括如下步骤：(1)沿着隧道开挖轮廓线1向前斜向打入呈间隔距离分布的众多根钢筋3形成钢筋网棚，所述的钢筋的打入前端为尖头端，钢筋的直径为3～4cm的螺纹钢筋，每根钢筋长度为7～8m。钢筋的打入可采用己有的振动锤夯入、或采用切土顶进、亦可采用钻机引孔切土顶进,为传统打入机械，故不再累述。组成钢筋网棚的各钢筋分布在环向宽度不大于10cm的范围内，打入的相邻两根钢筋距离为20～40cm，每根钢筋与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°，每根钢筋的上仰角为6～8°。相邻两根钢筋同向平行设置或反向交叉设置，钢筋网棚的纵向长度5～6m。钢筋网棚的形成沿着隧道的顶部中心向隧道两侧边延伸至隧道拱形顶部两侧，或延伸至隧道两侧边底部。如图3所示，所述的钢筋网棚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法,其特征在于，包括如下步骤：/n(1)沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多根钢筋形成钢筋网棚，组成钢筋网棚的各钢筋分布在环向宽度不大于10cm的范围内，打入的相邻两根钢筋距离为20～40cm，每根钢筋与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°，每根钢筋的上仰角为6～8°，相邻两根钢筋同向平行设置或反向交叉设置，钢筋网棚的纵向长度5～6m；/n(2)沿着在隧道开挖轮廓线打入的钢筋网棚向前水平打入注浆导管、或打入呈交替设置的注浆导管和注浆长钢管，打入的相邻两根注浆导管或注浆导管和注浆长钢管的环向距离为0.8～1.1m，每根注浆导管或注浆长钢管至少与形成钢筋网棚的一根钢筋交叉；/n(3)通过打入的注浆导管或注浆长钢管对隧道前方土体进行注浆固结，注浆液体采用早强硫铝酸盐水泥单浆液，浆液配比0.7～1:1，注浆压力0.5～1Mpa，注浆顺序按由外向内，自上而下，间隔跳孔浆液，对隧道洞身初支以外2～2.5m范围内和仰拱初支以下1～2m范围内的土体进行固结加固，形成一个保护隧道的环带状注浆固结拱、或形成一个犬牙凸环带状注浆固结拱，为隧道开挖及支护提供支撑；/n (4) 待注入的浆液凝固后形成一个支护固结段，沿着隧道开挖轮廓线向前掘进3～5m，至距钢筋网棚的前端边沿处1m范围内，完成隧道初支；/n(5)重复步骤(1) ～(4) 共连续施作纵向数个支护固结段，前、后相邻固结段的钢筋网棚应有60～80cm的搭接长度，若采用沿着钢筋网棚环向交替水平打入注浆导管和注浆长钢管，则前、后相邻固结段的注浆长钢管应相错设置，从而形成各支护固结段的纵向相错咬合，至穿越泥质松散隧道塌方体。/n...

【技术特征摘要】
1.一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法,其特征在于，包括如下步骤：
(1)沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多根钢筋形成钢筋网棚，组成钢筋网棚的各钢筋分布在环向宽度不大于10cm的范围内，打入的相邻两根钢筋距离为20～40cm，每根钢筋与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°，每根钢筋的上仰角为6～8°，相邻两根钢筋同向平行设置或反向交叉设置，钢筋网棚的纵向长度5～6m；
(2)沿着在隧道开挖轮廓线打入的钢筋网棚向前水平打入注浆导管、或打入呈交替设置的注浆导管和注浆长钢管，打入的相邻两根注浆导管或注浆导管和注浆长钢管的环向距离为0.8～1.1m，每根注浆导管或注浆长钢管至少与形成钢筋网棚的一根钢筋交叉；
(3)通过打入的注浆导管或注浆长钢管对隧道前方土体进行注浆固结，注浆液体采用早强硫铝酸盐水泥单浆液，浆液配比0.7～1:1，注浆压力0.5～1Mpa，注浆顺序按由外向内，自上而下，间隔跳孔浆液，对隧道洞身初支以外2～2.5m范围内和仰拱初支以下1～2m范围内的土体进行固结加固，形成一个保护隧道的环带状注浆固结拱、或形成一个犬牙凸环带状注浆固结拱，为隧道开挖及支护提供支撑；
(4)待注入的浆液凝固后形成一个支护固结段，沿着隧道开挖轮廓线向前掘进3～5m，至距钢筋网棚的前端边沿处1m范围内，完成隧道初支；
(5)重复步骤(1)～(4)共连续施作纵向数个支护固结段，前、后相邻固结段的钢筋网棚应有60～80cm的搭接长度，若采用沿着钢筋网棚环向交替水平打入注浆导管和注浆长钢管，则前、后相邻固结段的注浆长钢管应相错设置，从而形成各支护固结段的纵向相错咬合，至穿越泥质松散隧道塌方体。


2.根据权利要求1所述的一种穿越泥质松散隧道塌方体的施工方法,其特征在于：所述的钢筋网棚包括同向左倾斜的与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°呈间隔距离分布的众多根钢筋形成的钢筋网棚；或同向右倾斜的与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°呈间隔距离分布的众多根钢筋形成的钢筋网棚；或与隧道纵向垂直面的夹角为40°～60°相邻两根钢筋反向交叉设置形...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志强，刘建文，张东山，安琳，刘佳，邱海飞，刘征洋，柳西涛，
申请(专利权)人：中交一公局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11