本发明专利技术公开了一种岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，对超前小导管的布置方式及超前管棚的布置方式进行设置，能够防止洞身软弱围岩坍塌、下沉或松弛，创造进洞条件或控制围岩变形量，通过对超前小导管后端设置进料加压管，操作推杆改变进料加压管内活塞位置，设置的进料通道与料孔、出口孔配合，进行管身内加压注浆或管身与施工面层间的密封材料注入，操作方便，显著提高了传统超前小导管的注浆加固效率和加固质量。固效率和加固质量。固效率和加固质量。
【技术实现步骤摘要】
岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法
[0001]本专利技术涉及隧道施工
更具体地说，本专利技术涉及一种岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法。
技术介绍
[0002]现阶段我国复杂地质条件下高铁隧道建造技术已取得长足进步，但实际工程建设中特别是复杂地质环境下高铁隧道工程依然存在质量缺陷多发，运营期病害时有出现等实际工程问题。我国地域广阔，地质条件复杂，复杂地质环境下高铁隧道施工面临坍塌、大变形、开挖后围岩劣化等风险，而高铁隧道质量检验标准普遍高于一般线路标准，隧道安全高效建造技术水平及工程品质依然有待进一步提升。部分铁路隧道须穿越岩溶塌陷区、层状页岩与煤系软弱夹层、膨胀性黏土岩和易风化崩解岩溶角砾岩等复杂地质，目前已使用过的注浆加固方法对现有地质条件下的隧道施工并不完全适用，隧道施工难度，风险高，因此需要开发适应性的注浆加固方法，同时提高施工效率。
技术实现思路
[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]本专利技术还有一个目的是提供一种岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，以解决现有技术中针对岩溶塌陷区的注浆加固方法加固质量不够、施工效率低的技术问题。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，洞口段采用超前管棚对隧道进行预加固，暗洞洞身采用超前小导管注浆加固，超前小导管在隧道断面位于隧底以上的区域的环向间距设置为40cm
‑
50cm，超前小导管在隧道断面位于隧底区域设置的环向间距与超前管棚设置的环向间距一致且小于超前小导管在隧道断面位于隧底以上的区域的环向间距。
[0006]优选的是，前后相邻两组所述超前小导管纵向水平搭接长度为1m，注浆压力为0.5～1.0MPa，安装所述超前小导管的步骤包括：
[0007]S1、首先在隧道施工面层向地层内钻孔，钻出的导管孔直径比超前小导管的直径大3～5mm，然后将所述超前小导管穿过钢架，并顶入导管孔内，顶入长度不小于超前小导管的长度的90％，再用高压风将超前小导管内的砂石吹出；
[0008]S2、封堵钻孔与所述超前小导管之间的孔口及周围裂隙并进行加固。
[0009]优选的是，所述超前小导管包括管头和管身，所述管头固定至所述管身的前端且为锥形结构，所述管身上沿轴向且沿圆周交错设置有多个贯通管壁的注浆孔，管身的尾端设置有进料加压管，进料加压管的前端管壁上沿轴向向后开设有一圈限位腔，限位腔与管身的尾端配合设置，管身的尾端伸入至限位腔内且与限位腔的侧壁之间螺纹连接，进料加压管的后端密封连接有端盖，端盖的轴心处开设有轴向贯通的限位通道，进料加压管的内部设置有活塞，活塞与进料加压管的内部径向形状一致且与进料加压管的内侧壁之间滑动连接，活塞的后端沿轴向连接有推杆，推杆向后延伸、穿出限位通道后连接有推块，进料加
压管上设置有与进料加压管内部连通的进料通道，通过进料通道向进料加压管内充入注浆材料。
[0010]优选的是，所述管身的尾端在位于所述导管孔外管壁上靠近所述导管孔位置开设有一圈料孔，料孔沿所述管身圆周对称分布，所述限位腔在径向上将所述进料加压管的前端分隔为外圈和内圈，外圈的长度小于所述管身位于料孔以后部分的长度，内圈的长度大于所述管身位于料孔以后部分的长度，且内圈上对应每个料孔开设有出口孔，在所述进料加压管的轴向上，出口孔与限位腔底部的距离大于料孔与所述管身的后端边缘的距离，所述活塞在所述进料加压管内间隔设置有两个，两个活塞之间通过撑杆连接，靠后一侧的活塞的后端连接所述推杆，两个活塞及撑杆在所述进料加压管的轴向长度之和小于所述进料通道到所述端盖之间的距离，两个活塞的间距大于料孔与所述进料通道在所述进料加压管的轴向的距离，所述管身的尾端外周连接设置有一圈薄膜，薄膜的外侧密封连接在施工面层表面，薄膜的内侧与所述管身连接且位于料孔的后侧、位于内圈的前端边缘的前侧，薄膜为不透水材质。
[0011]优选的是，所述管头上沿圆周对称开设有若干个前孔，前孔与所述管身内部连通，且前孔相对于管头的轴向向前且向外周倾斜30
‑
45
°
设置。
[0012]优选的是，所述超前小导管采用A42热轧无缝钢花管，所述超前小导管的直径为42mm、壁厚为3.5mm、长度为4
‑
4.5m。
[0013]优选的是，所述超前小导管在隧道断面位于隧底的区域内包括长导管、中导管和短导管，长导管、中导管、短导管顺次设置若干个且相对于隧底断面的竖向中线对称设置，其中1根长导管位于隧底断面的竖向中线上，长导管、中导管和短导管的直径均为42mm、壁厚均为3.5mm，且长导管、中导管和短导管的长度比例为4:2:1，长导管的长度为位于隧底以上区域的所述超前小导管的长度的一半。
[0014]优选的是，超前管棚施工时，采取全环型钢钢架及直径尺寸为108mm的管棚加强支护，首先根据设计好的管棚位置进行钻孔，对管棚孔位进行单双数编号，管棚均采用无缝钢管，其中单号孔内插入的管棚采用钢花管，钢花管上钻有直径为10～16mm的注浆孔，注浆孔的孔间距为15～20cm，注浆孔在钢花管的管壁上呈梅花形布置，钢花管的尾部未钻有注浆孔的长度至少有150cm。
[0015]优选的是，注浆时，在隧道断面位于隧底以上的部分选用的注浆材料为水泥浆，在隧道断面位于隧底的部分选用的注浆材料为水泥水玻璃双液浆，注浆压力1～2.0Mpa。
[0016]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，对超前小导管的布置方式及超前管棚的布置方式进行设置，能够防止洞身软弱围岩坍塌、下沉或松弛，创造进洞条件或控制围岩变形量，通过对超前小导管后端设置进料加压管，操作推杆改变进料加压管内活塞位置，设置的进料通道与料孔、出口孔配合，进行管身内加压注浆或管身与施工面层间的密封材料注入，操作方便，显著提高了传统超前小导管的注浆加固效率和加固质量。
[0017]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0018]图1为为本专利技术的超前小导管在隧道断面方向上的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的一个实施例的超前小导管在向管身内注浆的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术的一个实施例的超前小导管在向薄膜处注浆的结构示意图。
[0021]说明书附图标记说明：1、管头，2、管身，3、注浆孔，4、进料加压管，5、限位腔，6、端盖，7、活塞，8、推杆，9、推块，10、进料通道，11、料孔，12、外圈，13、内圈，14、出口孔，15、撑杆，16、薄膜，17、施工面层表面，18、前孔，101、超前小导管，102、长导管，103、中导管，104、短导管，105、钢架。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，其特征在于，洞口段采用超前管棚对隧道进行预加固，暗洞洞身采用超前小导管注浆加固，超前小导管在隧道断面位于隧底以上的区域的环向间距设置为40cm
‑
50cm，超前小导管在隧道断面位于隧底区域设置的环向间距与超前管棚设置的环向间距一致且小于超前小导管在隧道断面位于隧底以上的区域的环向间距。2.如权利要求1所述的岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，其特征在于，前后相邻两组所述超前小导管纵向水平搭接长度为1m，注浆压力为0.5～1.0MPa，安装所述超前小导管的步骤包括：S1、首先在隧道施工面层向地层内钻孔，钻出的导管孔直径比超前小导管的直径大3～5mm，然后将所述超前小导管穿过钢架，并顶入导管孔内，顶入长度不小于超前小导管的长度的90％，再用高压风将超前小导管内的砂石吹出；S2、封堵钻孔与所述超前小导管之间的孔口及周围裂隙并进行加固。3.如权利要求2所述的岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，其特征在于，所述超前小导管包括管头和管身，所述管头固定至所述管身的前端且为锥形结构，所述管身上沿轴向且沿圆周交错设置有多个贯通管壁的注浆孔，管身的尾端设置有进料加压管，进料加压管的前端管壁上沿轴向向后开设有一圈限位腔，限位腔与管身的尾端配合设置，管身的尾端伸入至限位腔内且与限位腔的侧壁之间螺纹连接，进料加压管的后端密封连接有端盖，端盖的轴心处开设有轴向贯通的限位通道，进料加压管的内部设置有活塞，活塞与进料加压管的内部径向形状一致且与进料加压管的内侧壁之间滑动连接，活塞的后端沿轴向连接有推杆，推杆向后延伸、穿出限位通道后连接有推块，进料加压管上设置有与进料加压管内部连通的进料通道，通过进料通道向进料加压管内充入注浆材料。4.如权利要求3所述的岩溶塌陷区超前与隧底高效注浆加固方法，其特征在于，所述管身的尾端在位于所述导管孔外管壁上靠近所述导管孔位置开设有一圈料孔，料孔沿所述管身圆周对称分布，所述限位腔在径向上将所述进料加压管的前端分隔为外圈和内圈，外圈的长度小于所述管身位于料孔以后部分的长度，内圈的长度大于所述管身位于料孔以后部分的长度，且内圈上对应每个料孔开设有出口孔，在所述进料加压管的轴向上，出口孔与限位腔底部的距离大于料孔与所述管身的后端边缘的距离，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁子鹏，易中平，荔大江，张洪鹏，王安建，梁宇杰，吴双，单云浩，邵文亮，刘涛，张云鹤，周招文，冉跃辉，李璇，
申请(专利权)人：中铁七局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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