隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法。包括如下步骤：掌子面反压回填封堵应急处理，并注浆加固溜塌体；在掌子面设置厚2～5m的混凝土止浆墙；注浆加固止浆墙后端3m成洞段开挖轮廓线外3m

【技术实现步骤摘要】
隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法


[0001]本专利技术涉及一种隧道岩溶破碎带溜塌体加固处理方法，属于隧道施工


技术介绍

[0002]随着铁路建设高速发展，铁路逐渐往偏远地区发展，隧道也越修越长，穿越的地质更加复杂，通常不良地质有塌方、突泥、涌水、岩溶、瓦斯、断层、构造破碎带、大变形、岩爆等，在遇到不良地质时，若选择处理方式不当，将会造成较大经济损失或发生安全事故，同时对于关键线路的隧道更是造成工期滞后，严重影响全线工期。
[0003]目前国内隧道在处理岩溶破碎带等不良地质段施工处理的方案选择上，仍然还处于一种摸索阶段，缺少相对成熟的施工案例指导。若直接按照传统的帷幕注浆方案措施施工，必定投入成本高、处理周期长，从经济、工期保证角度考虑不适应；若采取相对快速、投入少的超前长管棚支护施工方法、超前管幕支护施工方法、CD法施工方法在成功掘进通过岩溶破碎带上成功率较低、安全性较低，可能导致增加不必要的材料浪费、工期耽误和窝工赔偿。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种可以更好的保证注浆加固效果、提高成功掘进通过岩溶破碎带的成功率、安全性较高的隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法，其特征是：包括如下步骤：
[0006](1)进行掌子面反压回填封堵应急处理，避免持续溜塌，并采取注浆加固方式固结溜塌体，以便可在保证掌子面不溜塌情况下，尽可能贴近掌子面开挖出止浆墙位置；
[0007](2)在掌子面设置厚2～5m的混凝土止浆墙；
[0008](3)采用YT
‑
28风钻施工并注浆加固止浆墙后端3m成洞段开挖轮廓线外3m
‑
4.5m范围内的松散体及围岩，形成环向止浆帷幕层；
[0009](4)在溜塌体距离洞顶3m的水平断面采用管棚钻机施钻超前水平注浆帷幕孔，钻孔的水平间距为1～1.5m，采用分段前进式注浆方式进行注浆加固，形成水平止浆帷幕层；
[0010](5)对于地质薄弱区段，采用管棚钻机和高压注浆泵实施超前分段前进式注浆加固施工，实现加固开挖轮廓线以外4.5m范围内的围岩，并在注浆孔内埋设φ22螺纹钢筋，使其在拱部范围内形成固结圈，以克服开挖过程中围岩的压力；
[0011](6)注浆结束后，通过分析超前注浆固结钻孔及注浆情况，并在拱部轮廓线附近1m范围内均布打设3孔超前水平探孔，分析评判注浆效果，为下步开挖掘进提供指导，保证施工安全。
[0012]本专利技术在传统的帷幕注浆工艺上优化增加了水平止浆帷幕、表层固结止浆、前进式注浆固结工艺，在节约注浆量和岩溶破碎带钻孔成孔率上取得较好的效果。其中，水平止
浆帷幕、表层固结止浆可有效预防超前加固时浆液向塌方体内及开挖轮廓线以内的岩土体内流失过多，形成一个上半断面帷幕注浆空间，达到在保证加固处理效果前提下，加快处理效率，缩短处理周期的目的。超前分段前进式注浆加固施工，既可有效保证钻孔成孔率，同时也保证了注浆固结效果，可提高施工效率、缩短施工工期、保证隧道施工安全。
[0013]进一步的，步骤1中，掌子面反压回填封堵处理时，采用渣土回填反压掌子面，再采取堆码沙袋封堵溜塌口，防止继续溜塌；注浆加固固结溜塌体时，掌子面溜塌塌体表面采用C25喷射混凝土全覆盖喷射厚5cm的封闭层，同时采用C25喷射混凝土进行掌子面外露面封堵，掌子面附近溜塌塌体打设φ42注浆花管，每根注浆花管的长度为4.5m，间距1.5m
×
1.5m呈梅花形布设，采用双液浆进行注浆固结。
[0014]进一步的，步骤3中的施工参数为:钻孔深度L＝3～5m，钻孔间距@
×
@＝1m
×
1m，径向钻孔。
[0015]进一步的，步骤4中，分段前进式注浆方式采用1.5m长、直径为φ89的孔口管，每次钻进3～5m，进行裸孔全段纯压式灌注注浆，结束后扫空至原孔深，再继续向深部钻进并重复上述过程，最终达到设计深度；注浆浆液采用C
‑
S双液浆或水泥净浆灌注，注浆压力P＝1～2Mpa。
[0016]进一步的，步骤5中的分段前进式注浆加固方式是钻一段注浆固结一段，且采取的是裸孔注浆；步骤5中的施工参数为：钻孔深度L＝6～24m，钻孔间距1.5～2m，钻孔角度为9
°
～52
°
，钻孔呈扇形布置；浆液采用0.5:1纯水泥浆液及C
‑
S双液浆灌注，注浆压力P＝2～3Mpa。
[0017]进一步的，在浇筑止浆墙时，在流水比较集中的地方埋设排水管。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术可以更好的保证注浆加固效果，提高成功掘进通过岩溶破碎带的成功率，安全性较高。本专利技术的方法在传统的帷幕注浆工艺上优化增加了水平止浆帷幕+表层固结止浆+前进式注浆固结等工艺，在节约注浆量和岩溶破碎带钻孔成孔率上可取得较好的效果，可减少不必要的材料浪费、工期耽误和窝工赔偿，且一次加固处理长度可达20m，从而加快不良地质段的施工处理进度，更加安全、环保、节约工期、成本。本专利技术的方法与目前通常采取的超前长管棚支护施工方法、超前管幕支护施工方法、CD法施工方法及传统帷幕注浆施工方法相比较，其更经济、更安全、更高成功率，同时也更具适应性、先进性和推广性。本专利技术的方法对未来隧道施工中遇到类似岩溶破碎带、碎裂结构且富水岩层溜塌处理方案的选择上，提供了一种较好的实践基础，同时是对传统的帷幕注浆施工方法进一步的优化和创新。本专利技术方法具有较强的适用性和安全性，对岩溶破碎带富水地段、突泥、涌砂、涌水及其他构造破碎带等不良地质段铁路隧道和公路隧道均能适用，可降低施工成本，社会及环保效益显著，推广应用前景广阔。
附图说明
[0019]图1是具体实施方式中的隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕注浆前进式注浆施工处理措施纵断面图；
[0020]图2是具体实施方式中DK000+003(止浆墙)断面超前注浆加固及超前水平止浆帷幕孔位布置投影图；
[0021]图3是前进式注浆工艺流程图；
[0022]图中，1、止浆帷幕钻孔，2、超前固结钻孔。
具体实施方式
[0023]下面通过非限定性的实施例并结合附图对本专利技术作进一步的说明：
[0024]如附图所示，本施工案例不良地质为岩溶破碎带，主要为白云质、白云质灰岩夹泥灰岩，节理裂隙极发育，呈碎裂、松散状，围岩破碎～极破碎；围岩见微小溶孔，溶蚀较发育，岩溶裂隙水发育；隧道开挖形成临空面，拱顶松散体受裂隙水影响发生溜塌，最大涌水量约12000m3/d，正常涌水量约6000m3/d。
[0025]主要施工程序及施工步骤：
[0026]掌子面反压回填、封堵应急处理
→
溜塌体注浆固结
→
止浆墙开挖、浇筑
→
表层固结及堵水
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法，其特征是：包括如下步骤：(1)进行掌子面反压回填封堵应急处理，避免持续溜塌，并采取注浆加固方式固结溜塌体，以便可在保证掌子面不溜塌情况下，尽可能贴近掌子面开挖出止浆墙位置；(2)在掌子面设置厚2～5m的混凝土止浆墙；(3)采用YT
‑
28风钻施工并注浆加固止浆墙后端3m成洞段开挖轮廓线外3m
‑
4.5m范围内的松散体及围岩，形成环向止浆帷幕层；(4)在溜塌体距离洞顶3m的水平断面采用管棚钻机施钻超前水平注浆帷幕孔，钻孔的水平间距为1～1.5m，采用分段前进式注浆方式进行注浆加固，形成水平止浆帷幕层；(5)对于地质薄弱区段，采用管棚钻机和高压注浆泵实施超前分段前进式注浆加固施工，实现加固开挖轮廓线以外4.5m范围内的围岩，并在注浆孔内埋设φ22螺纹钢筋，使其在拱部范围内形成固结圈，以克服开挖过程中围岩的压力；(6)注浆结束后，通过分析超前注浆固结钻孔及注浆情况，并在拱部轮廓线附近1m范围内均布打设3孔超前水平探孔，分析评判注浆效果，为下步开挖掘进提供指导，保证施工安全。2.根据权利要求1所述的隧道岩溶破碎带溜塌半断面帷幕前进式注浆加固处理方法，其特征是：步骤1中，掌子面反压回填封堵处理时，采用渣土回填反压掌子面，再采取堆码沙袋封堵溜塌口，防止继续溜塌；注浆加固固结溜塌体时，掌子面溜塌塌体表面采用C25喷射混凝土全覆盖喷射厚5cm的封闭层，同时采用C25喷射混凝土进行掌子面外露面封堵，掌子面...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡芳，李洪亮，张鹏，金宝，周建明，姚德臣，金增禄，赵政法，王宏达，王继山，刘学勇，徐延召，
申请(专利权)人：中铁十局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：