用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法技术

本发明专利技术公开了一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法，包括如下步骤：（1）喷射混凝土封闭塌腔体表面；（2）架立型钢拱架；（3）在空腔中预埋带孔钢管；（4）反压回填至最后一榀钢拱架；（5）布设监控量测断面；（6）进行分层快速回填；（7）进行开挖支护；（8）采用手持式气动钻机打设超前小导管钻孔；（9）开挖并于拱顶管棚区域适当扩挖为多功能钻机留足管棚施作空间；（10）打设中管棚；（11）架立拱架；（12）采用手持式气动钻机于管棚空隙间打设超前注浆小导管，喷砼封闭型钢拱架；（13）正常开挖、支护。本发明专利技术提高了软弱破碎围岩中塌腔事故处置的作业功效，降低施工及管理成本，增加了施工安全性。加了施工安全性。加了施工安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法


[0001]本专利技术专利涉及隧道工程施工
，具体来讲涉及的是一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法。

技术介绍

[0002]软弱破碎围岩条件下的隧道工程，地质结构复杂、围岩稳定性差、施工风险高，掌子常因围岩裂隙发育、裂隙层间结合力差、构造产状不利于掌子面稳定、地下水涌突等原因而出现掌子面拱顶塌腔的现象。目前，塌腔段的处理方案为反压回填并采用喷砼或泵送砂浆的方法回填塌腔体，同时采用管棚与超前小导管相结合的方式渡过塌腔段及后续软弱破碎段。塌腔发生以后，空腔回填的主要目的在于快速封闭围岩，防止塌腔范围进一步增大，同时恢复围岩与初期支护之间的接触，保证围岩与支护结构形成共同承载体系；打设管棚与超前小导管的主要目的在于分担塌腔段前方的围岩压力，保证塌腔体前方围岩稳定的目的。实际施工过程中，上述方法存在一定局限性：（1）塌腔发生后掌子面反压回填量较大，且回填后掌子面不易紧邻稳定初支；（2）隧道拱顶发生大规模塌腔时，采用喷砼或泵送砂浆的方法充填塌腔体，不易保证塌腔回填体密实程度，同时回填本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法，其特征在于：包括如下步骤；1）塌腔发生后采用C25喷射混凝土对塌腔体表面进行素喷封闭形成壳体保护结构，根据围岩自稳性调整喷射厚度，一般为25
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45cm，一方面形成壳体防止软弱破碎围岩进一步风化、拱顶松散圈范围进一步扩大；另一方面，封闭塌腔体表面的流水通道，防止因地下水流失引起的围岩进一步劣化；2）在自制防落石台车保护下，尽量靠近塌腔后的掌子面架立型钢拱架，同时加强型钢拱架间连接以保证整体稳定性，新架立型钢拱架型号应较原设计方案加强；3）在塌腔空腔位置预埋一排大直径带孔钢管，作为后序分层回填灌注通道；4）掌子面反压回填至最后一榀钢拱架位置，并在掌子面附近回填形成斜坡，保证掌子面稳定，喷砼封闭掌子面、斜坡及新架立拱架表面；5）于新架立拱架段布设监控量测断面，对拱顶下沉进行重点记录与监控；6）采用多种材料对塌腔体大体积空腔进行分层回填，以保证塌腔回填密实程度、控制塌腔体大体积回填产生的自身荷载、减少落石或塌落体对隧道衬砌的冲击，首先通过预埋钢管灌注水泥砂浆，待水泥砂浆固结完塌渣体后泵送C20混凝土形成“护拱”，最后吹砂回填形成缓冲层；7）待回填材料固结、拱顶沉降数据稍稳定后，采用三台阶方法开挖以减小开挖扰动，开挖1
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2m，架立3
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4榀型钢拱架；8）每榀拱架架立后采用手持式气动凿岩机打设超前小导管钻孔，根据围岩节理裂隙填充状态，分情况采用预灌注砂浆小导管或小导管注浆加固方式在待开挖区域上方形成具有一定刚度和强度的双层超前支护；9）在双层超前支护保护下，挖进1
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2m，并于拱顶打设管棚区域适当扩挖（至少40cm），为潜孔钻机留足管棚施作空间，开挖后立即喷砼封闭裸露围岩；10）采用潜孔钻机于掌子面位置打设管棚，并注浆加固围岩；11）管棚架设后，根据管棚角度、位置调整拱架间距，再架立型钢拱架，使拱架外侧紧贴管棚，并焊接管棚与拱架连接处；12）管棚之间打设超前小导管，使超前小导管尽量填充管棚间空隙区域，视围岩节理裂隙填充状态采用预先灌注砂浆的小导管或小导管注浆的方式形成超前支护；13）按照正常工序进行开挖及支护，后续施工中根据围岩情况打设管棚及超前小导管。2.根据权利要求1所述的一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法，其特征在于：所述步骤1中采用的喷射混凝土采用C25喷射混凝土，喷射混凝土厚度控制在15
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20cm，保证至少15cm厚。3.根据权利要求1所述的一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法，其特征在于：所述步骤2中针对软弱破碎围岩的塌腔段，宜采用较原设计加强的型钢拱架，同时应适当减小拱架间距，拱架间距不超过60cm，在自制防落石台车保护下，尽量靠近塌腔后形成的掌子面架立型钢拱架；所述步骤2中应采用工字钢加强拱架间的联接，保证拱架整体稳定性；所述步骤2中采用的自制防落石台车由纵梁、横梁、斜撑及立柱组成，所采用的材料为I18或I20b工字钢，自制防落石台车尺寸根据塌腔大小及塌腔后形成的掌子面形状进行灵
活调整。4.根据权利要求1所述的一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方法，其特征在于：所述步骤3中在塌腔空腔中按2m间距预埋一排带孔钢管，应采用
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108以上的大直径钢管，以满足后序多材料分层回填施工的需求；所述步骤3中的带孔钢管，伸入塌腔体端伸出开挖轮廓线或塌渣体表面至少5m，另一端伸出1m以上，并在孔口处采用土工布遮盖，在步骤4喷砼封闭钢拱架后拆除。5.根据权利要求1所述的一种用于软弱破碎围岩隧道拱顶大规模塌腔的快速处治方...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪大海，陈先国，孙林，方烨，文思，黄华，
申请(专利权)人：四川公路桥梁建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：