隧道冒顶应急处治结构及施工方法技术

本发明专利技术适用于隧道冒顶应急处治技术领域，尤其涉及隧道冒顶应急处治结构及施工方法，包括待开挖土体、洞顶土体、冒顶松散体以及冒顶堆积体；所述冒顶堆积体的内部插设有堆积体加筋管，所述冒顶堆积体背离冒顶堆积体侧设有撑架底板和撑架立板，撑架立板与冒顶堆积体之间设有填缝囊袋，所述填缝囊袋连接有囊袋压浆管，其中撑架底板上堆砌有撑压块体，所述撑压块体的顶部设置撑压控位体，所述待开挖土体与冒顶堆积体之间连通有吹填横管，本发明专利技术在冒顶堆积体内设置堆积体加筋管和堆积注浆体，可借助冒顶堆积体对冒顶松散体提供竖向支撑，快速提升冒顶松散体的稳定性。提升冒顶松散体的稳定性。提升冒顶松散体的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
隧道冒顶应急处治结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道冒顶应急处治
，具体是隧道冒顶应急处治结构及施工方法。

技术介绍

[0002]在山岭重丘区隧道施工时，时常会遇到浅埋段，易出现冒顶病害，如何提升冒顶病害处治施工效率、降低病害处治难度、改善处治结构的整体性一直是工程技术研究的重点。
[0003]现有技术中已有一种隧道冒顶片帮的加固处治方法：在初次衬砌和冒顶片帮轮廓面之间构造封闭的塌腔，设置穿透初次衬砌的轻质材料注入管、通气管和注浆管；经轻质材料注入管向塌腔内注入轻质材料，再经注浆管向塌腔内注入水泥浆固化；该技术通过预设的塌腔对冒顶问题进行处治，虽可解决补强支撑的作用，但该措施难以同步对冒顶上部土体进行稳固、未能发挥冒顶堆积体的支撑作用，施工工效有待提升。
[0004]鉴于此，为提升冒顶病害处治效率、改善处治结构的受力性能，目前亟待专利技术一种可快速提升冒顶松散体的稳定性，提高沉降变形监测准确度的隧道冒顶应急处治结构及施工方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供隧道冒顶应急处治结构及施工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：隧道冒顶应急处治结构，包括待开挖土体、洞顶土体、冒顶松散体以及冒顶堆积体；所述冒顶堆积体的内部插设有堆积体加筋管，所述冒顶堆积体背离冒顶堆积体侧设有撑架底板和撑架立板，撑架立板与冒顶堆积体之间设有填缝囊袋，所述填缝囊袋连接有囊袋压浆管，其中撑架底板上堆砌有撑压块体，所述撑压块体的顶部设置撑压控位体，所述待开挖土体与冒顶堆积体之间连通有吹填横管。
[0007]进一步的：所述堆积体加筋沿堆积体加筋管长度方向设有浆液压出孔。
[0008]进一步的：所述撑架底板和撑架立板垂直焊接连接，且撑架立板沿撑架底板长度方向均匀间隔布设，其中撑压块体上预设与填缝囊袋连通的囊袋压浆管。
[0009]进一步的：隧道冒顶应急处治结构，还包括底部撑架，所述底部撑架上依次设有底板撑柱和导向底板，其中底板撑柱与导向底板通过连接球铰连接，所述底部撑架与导向底板之间设有控位塞块，所述导向底板的表面设有导向套管，导向套管内部贯穿有支撑导管，所述支撑导管的侧壁上设有管壁压浆孔，导向套管的外部设有进管拉锁以及导管套帽，所述导管套帽套设于支撑导管的端部并且在导管套帽的外侧壁上设有与进管拉索连接的拉索连板，此外冒顶松散体顶面向洞顶土体引孔插设有加筋撑柱。
[0010]进一步的：所述导向管套外侧壁上设有拉索导向轮，所述拉索导向轮通过套管连接杆与导向底板相连接。
[0011]进一步的：所述冒顶堆积体内部设有劲性撑管与管间支撑板，所述管间支撑板其中一个端面设有撑板挂板，所述撑板挂板嵌入相接的劲性撑管的管腔内，所述劲性撑管的一侧设有与管间支撑板连接的槽道，另一侧与管间支撑板焊接连接。
[0012]进一步的：所述劲性撑管的外部设有撑管套箍，所述撑管套箍通过套箍锚筋与洞顶土体相连接。
[0013]进一步的：所述冒顶松散体顶面向下引孔设有测量套筒及测量内杆，所述测量套筒及测量内杆均插入到冒顶松散体内，所述测量内杆的底端设有内杆底板，测量内杆的顶端设有内杆连板，所述洞顶土体连接有测量撑墩，测量撑墩的顶端设有测量顶板，在测量顶板与内杆连板之间设有位移传感器。
[0014]进一步的：所述冒顶松散体的顶面设有轻质填充体，轻质填充体的上表面设有顶部封盖层，所述顶部封盖层上表面设有顶部排水沟。
[0015]隧道冒顶应急处治施工方法，包括如下施工步骤：1）施工准备：勘测确定冒顶松散体和冒顶堆积体的土性参数，引孔排除冒顶区域的地下水，制备施工所需的材料和装置；2）冒顶堆积体加筋注浆：先采用静压方式向冒顶堆积体内插设堆积体加筋管，再向堆积体加筋管压浆，在冒顶堆积体内形成堆积注浆体；3）冒顶堆积体双侧支挡：在冒顶堆积体背离开挖掌子面侧设置撑架底板和撑架立板，并在撑架底板上堆砌撑压块体，在撑架立板面向冒顶堆积体侧设置填缝囊袋，向填缝囊袋内压浆形成注浆支撑体，在撑压块体的顶部设置撑压控位体，通过囊袋压浆管向填缝囊袋内压注囊袋注浆体，通过吹填横管向冒顶堆积体与待开挖土体的间隙填充吹填支撑体；4）支撑导管布设：在底部撑架上依次布设底板撑柱和导向底板，并使底板撑柱与导向底板通过连接球铰连接；通过控位塞块限定导向底板的倾斜角度，将支撑导管插入导向管套的管腔内，并使进管拉索的一端与导管套帽上的拉索连板连接，另一端通过拉索导向轮与外部卷拉设备连接，在引孔钻杆引孔施工时，同步通过进管拉索将支撑导管拉入孔腔内，通过外部压浆设备向支撑导管压浆，在冒顶松散体内形成管周注浆体；5）沉降观测体系布设：自冒顶松散体顶面向下引孔将测量套筒及测量内杆插入冒顶松散体内；先转动测量内杆，使内杆底板与冒顶松散体连接，再向测量套筒管腔及其外侧空隙填充管腔填充体，将测量撑墩埋设于洞顶土体内，并在测量撑墩的顶端设置测量顶板，在测量顶板与内杆连板之间设置位移传感器，采用位移传感器采集冒顶松散体的变形数据；6）冒顶松散体稳固：自冒顶松散体顶面向洞顶土体引孔插设加筋撑柱，先采用轻质填充体换填浅层的冒顶松散体，再在轻质填充体的上表面浇筑混凝土形成顶部封盖层，并在顶部封盖层上的两侧设置顶部排水沟；7）冒顶松散体底撑：将连接成一整体的劲性撑管与管间支撑板依次压入冒顶堆积体内，并使管间支撑板另一端的撑板挂板嵌入相接的劲性撑管的管腔内，先采用套箍锚筋将撑管套箍及劲性撑管与洞顶土体连接牢固，再采用吹填横管向吹填支撑体与洞顶土体的空隙压浆，然后通过外部注浆设备向劲性撑管、管间支撑板与冒顶松散体空隙注浆，分别形成撑管填充体和顶板填充体；8）冒顶堆积体清除：冒顶松散体和冒顶堆积体变形满足稳定性控制要求后，先通
过囊袋压浆管将填缝囊袋内的囊袋注浆体抽除，再卸除撑压控位体和撑压块体，然后依次挖除冒顶堆积体和吹填支撑体。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在冒顶堆积体内设置堆积体加筋管和堆积注浆体，可借助冒顶堆积体对冒顶松散体提供竖向支撑，快速提升冒顶松散体的稳定性；同时，本专利技术在冒顶堆积体的一侧设置了撑压块体和填缝囊袋，另一侧设置了吹填支撑体，可起到侧向支撑的作用，避免冒顶松散体进一步下沉。
[0017]（2）本专利技术在洞顶土体及冒顶松散体内部引孔设置了支撑导管和管周注浆体，在冒顶松散体的下部设置了劲性撑管和管间支撑板，在冒顶松散体内部设置了加筋撑柱，实现了冒顶松散体的多角度稳固。
[0018]（3）本专利技术在冒顶松散体内部插设了由测量套筒和测量内杆组成的位移测试装置，并在测量内杆的底端设置了平面呈椭圆形的内杆底板，采用位移传感器进行冒顶松散体沉降变形观测，解决了深层沉降变形观测的问题。
[0019]（4）本专利技术在冒顶松散体的顶部换填轻质填充体，并采用顶部封盖层封闭冒顶松散体的顶部，可有效降低冒顶松散体的重量，防止外部水体进入。
附图说明
[0020]图1是本专利技术隧道冒顶应急处治结构施工流程图；图2是图1支撑导管布设施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.隧道冒顶应急处治结构，包括待开挖土体、洞顶土体、冒顶松散体以及冒顶堆积体；其特征在于，所述冒顶堆积体的内部插设有堆积体加筋管，所述冒顶堆积体背离冒顶堆积体侧设有撑架底板和撑架立板，撑架立板与冒顶堆积体之间设有填缝囊袋，所述填缝囊袋连接有囊袋压浆管，其中撑架底板上堆砌有撑压块体，所述撑压块体的顶部设置撑压控位体，所述待开挖土体与冒顶堆积体之间连通有吹填横管。2.根据权利要求1所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述堆积体加筋沿堆积体加筋管长度方向设有浆液压出孔。3.根据权利要求1所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述撑架底板和撑架立板垂直焊接连接，且撑架立板沿撑架底板长度方向均匀间隔布设，其中撑压块体上预设与填缝囊袋连通的囊袋压浆管。4.根据权利要求1所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，还包括底部撑架，所述底部撑架上依次设有底板撑柱和导向底板，其中底板撑柱与导向底板通过连接球铰连接，所述底部撑架与导向底板之间设有控位塞块，所述导向底板的表面设有导向套管，导向套管内部贯穿有支撑导管，所述支撑导管的侧壁上设有管壁压浆孔，导向套管的外部设有进管拉锁以及导管套帽，所述导管套帽套设于支撑导管的端部并且在导管套帽的外侧壁上设有与进管拉索连接的拉索连板，此外冒顶松散体顶面向洞顶土体引孔插设有加筋撑柱。5.根据权利要求4所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述导向管套外侧壁上设有拉索导向轮，所述拉索导向轮通过套管连接杆与导向底板相连接。6.根据权利要求1或4所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述冒顶堆积体内部设有劲性撑管与管间支撑板，所述管间支撑板其中一个端面设有撑板挂板，所述撑板挂板嵌入相接的劲性撑管的管腔内，所述劲性撑管的一侧设有与管间支撑板连接的槽道，另一侧与管间支撑板焊接连接。7.根据权利要求5所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述劲性撑管的外部设有撑管套箍，所述撑管套箍通过套箍锚筋与洞顶土体相连接。8.根据权利要求1所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述冒顶松散体顶面向下引孔设有测量套筒及测量内杆，所述测量套筒及测量内杆均插入到冒顶松散体内，所述测量内杆的底端设有内杆底板，测量内杆的顶端设有内杆连板，所述洞顶土体连接有测量撑墩，测量撑墩的顶端设有测量顶板，在测量顶板与内杆连板之间设有位移传感器。9.根据权利要求1或4所述的隧道冒顶应急处治结构，其特征在于，所述冒顶松散体的顶面设有轻质填充...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘羽春，潘嘉诚，冯斌，刘明，韩宏刚，刘泽伟，吴育林，
申请(专利权)人：中交路桥南方工程有限公司，
类型：发明
国别省市：