一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，包括如下步骤：(1)下穿输水隧道段拱顶钻孔成孔；使用钻机对下穿输水隧道段拱顶处进行钻孔施工，钻孔完成后进行清孔验孔；(2)管棚钢管支护：步骤(1)每完成一个孔洞，便向该孔洞内顶进一根管棚钢管，随后向管棚钢管内注浆；(3)超前小导管支护：步骤(2)管棚施工完成后，在相邻两根管棚钢管之间钻孔，向已钻好的孔内插入超前小导管，并向超前小导管内进行注浆；(4)爆破施工：结合现场围岩条件，选择爆破施工方法。施工方法。施工方法。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法


[0001]本专利技术属于铁路公路隧道工程
，尤其是涉及一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法。

技术介绍

[0002]铁路公路隧道是专供火车汽车运输行驶穿越山岭地区时的通道。在穿越山岭地区时,由于牵引能力有限和最大限坡要求,需要克服高程障碍。且山岭阻隔了线路的正常规划，因此开挖隧道穿越山岭是一种合理的选择。其作用可以缩短线路减小坡度改善运营条件、提高牵引能力。
[0003]传统的隧道掘进施工，多采用爆破法与盾构法。现有的盾构掘进机，仅适用于地质条件松散的卵石，泥石的隧道施工，对于岩石地质的隧道施工，盾构掘进机的施工进度慢，成本极其高昂，并且盾构机体积庞大，难于运输，不适应复杂地势。而现有的岩石隧道施工多采用矿山法，矿山法多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称钻爆法。
[0004]但进行隧道矿山法施工时，难免会遇到地质环境复杂的情况，如隧道线路中穿越既有输水隧洞。如何在正常掘进施工过程中，同时保护已有隧洞不被破坏，是当下隧道施工的一个重要难点。
[0005]现有的山岭隧道专利技术中，多数是提供隧道掘进开挖不同围岩条件的施工方法，采用减弱爆破振速的方法，或者是为了克服钻爆法振速大的缺点，使用传统的锚杆喷护支护，边支护边开挖开挖方法，如申请号CN201710850099.8。而几乎没有针对隧道下穿既有输水隧洞的合理有效的爆破开挖方法。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，最大程度的保护已有输水隧洞，且后续开挖隧道依旧可以使用高效率的爆破施工，为开挖隧道提供良好的爆破施工环境。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0008]一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，包括如下步骤：
[0009](1)下穿输水隧道段拱顶钻孔成孔；
[0010]使用钻机对下穿输水隧道段拱顶处进行钻孔施工，钻孔完成后进行清孔验孔；
[0011](2)管棚钢管支护：
[0012]步骤(1)每完成一个孔洞，便向该孔洞内顶进一根管棚钢管，随后向管棚钢管内注浆；
[0013](3)超前小导管支护：
[0014]步骤(2)管棚施工完成后，在相邻两根管棚钢管之间钻孔，向已钻好的孔内插入超前小导管，并向超前小导管内进行注浆；
[0015](4)爆破施工：
[0016]结合现场围岩条件，选择爆破施工方法。
[0017]具体地，步骤(1)中，拱顶钻孔成孔具体步骤包括：
[0018]S1.1：使用管棚钻机对隧道拱顶处进行钻孔施工；钻机开钻时，根据地质情况逐渐调整钻速及风压，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故；钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；
[0019]S1.2：清孔验孔，用钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔；成孔结束后，应及时用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
[0020]进一步地，所述的管棚钢管采用数节钢管无缝拼接而成，包括分节钢管和无缝钢管，相邻的两根分节钢管之间通过无缝钢管连接；每根分节钢管的长度为1.0～2.0m，管身上钻有第一注浆孔，以梅花型布置；管棚钢管的尾部留有一段不钻孔的止浆段。
[0021]进一步地，所述分节钢管的连接端头处，设置有外车丝扣；所述无缝钢管的内部，设有内车丝扣，将分节钢管的连接端头插入无缝钢管内，利用内、外丝扣间的作用将分节钢管与无缝钢管连接形成整根管棚钢管。
[0022]更进一步地，所述管棚钢管内设有钢筋笼，所述钢筋笼由主筋和连接主筋的固定环组成。
[0023]具体地，步骤(2)中，所述管棚钢管支护包括如下步骤：
[0024]S2.1：每钻完一个孔即使用管棚钻机顶进去一根管棚钢管，现场对分节钢管进行编号，顶进一根对接一根，钢管安装到位后用高压风再一次清孔；
[0025]S2.2：管棚钢管顶进完成后，使用配置好水灰比的水泥浆液，用注浆机将水泥浆液注入管棚钢管内，设定好初终，持压10
‑
20分钟后停止注浆；注浆过程中，注浆从低向高进行，浆液由稀到浓，检查管棚的注浆质量；注浆结束后采用M20水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。
[0026]进一步地，步骤(3)中，所述的超前小导管采用热轧无缝钢管，导管前端呈尖锥状，管壁四周钻第二注浆孔，呈梅花形布置孔，导管尾部留有≥50cm的一段不设注浆孔，且端部焊接钢筋加劲箍。
[0027]具体地，步骤(3)中，超前小导管支护包括如下步骤：
[0028]S3.1：将超前小导管穿过管棚钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于小导管的90％，并用高压风将小导管内的砂石吹出；期间控制小导管与隧道轴线平行以5～12
°
打入拱部围岩；顶入后，根据现场实际情况，对小导管进行注浆处理，形成单排小导管支护；
[0029]S3.2：在上述单排小导管上部拱部位置，进行开挖及施作径向系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土，筑模混凝土，并架设钢拱架形成一套初期支护；
[0030]S3.3：重复步骤S3.1，再打入另一排小导管并注浆，从而形成双层小导管支护，最后用塑胶泥封堵孔口及周围裂缝。
[0031]优选地，步骤S3.1中，控制小导管间环向距离为20～40cm。
[0032]优选地，步骤S3.3中，单排小导管与第二排小导管搭接位置处的长度，不小于1.0m。
[0033]有益效果：
[0034]本专利技术隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，结合了隧道工程中的管棚钻机、风动凿岩机，使用洞身超前管棚钢管、超前小导管，对下穿隧道段进行超前支护，最大程度的保
护已有输水隧洞，且后续开挖隧道依旧可以使用高效率的爆破施工，为开挖隧道提供良好的爆破施工环境。
附图说明
[0035]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0036]图1是隧道下穿既有输水隧洞的施工流程图。
[0037]图2是下穿既有输水隧洞的隧道正面示意图。
[0038]图3是管棚钢管的结构示意图。
[0039]图4是管棚钢管内部钢筋笼结构示意图。
[0040]图5是超前小导管的结构示意图。
[0041]其中，各附图标记分别代表：
[0042]1拱顶管棚钢管钻孔；2拱顶超前小导管钻孔；3分节钢管；4第一注浆孔；5止浆段；6连接端头；7无缝钢管；8外车丝扣；9内车丝扣；10管棚钢管；11主筋；12固定环；13超前小导管；14钢筋加劲箍；15导管前端；16第二注浆孔；17导管尾部。
具体实施方式
[0043]根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。
[0044]如图1所示，本专利技术隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，包括如下步骤：
[0045](1)下穿输水隧道段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)下穿输水隧道段拱顶钻孔成孔；使用钻机对下穿输水隧道段拱顶处进行钻孔施工，钻孔完成后进行清孔验孔；(2)管棚钢管支护：步骤(1)每完成一个孔洞，便向该孔洞内顶进一根管棚钢管，随后向管棚钢管内注浆；(3)超前小导管支护：步骤(2)管棚施工完成后，在相邻两根管棚钢管之间钻孔，向已钻好的孔内插入超前小导管，并向超前小导管内进行注浆；(4)爆破施工：结合现场围岩条件，选择爆破施工方法。2.根据权利要求1所述隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，其特征在于，步骤(1)中，拱顶钻孔成孔具体步骤包括：S1.1：使用管棚钻机对隧道拱顶处进行钻孔施工；钻机开钻时，根据地质情况逐渐调整钻速及风压，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故；钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；S1.2：清孔验孔，用钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔；成孔结束后，应及时用高压风从孔底向孔口清理钻渣。3.根据权利要求1所述隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的管棚钢管(10)采用数节钢管无缝拼接而成，包括分节钢管(3)和无缝钢管(7)，相邻的两根分节钢管(3)之间通过无缝钢管(7)连接；每根分节钢管(3)的长度为1.0～2.0m，管身上钻有第一注浆孔(4)，以梅花型布置；管棚钢管(10)的尾部留有一段不钻孔的止浆段(5)。4.根据权利要求3所述隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，其特征在于，所述分节钢管(3)的连接端头(6)处，设置有外车丝扣(8)；所述无缝钢管(7)的内部，设有内车丝扣(9)，将分节钢管(3)的连接端头(6)插入无缝钢管(7)内，利用内、外丝扣间的作用将分节钢管(3)与无缝钢管(7)连接形成整根管棚钢管(10)。5.根据权利要求4所述隧道下穿既有输水隧洞的施工方法，其特征在于，所述管棚钢管(10)内设有钢筋笼，所述钢筋笼由主筋(11)和连接主筋(11)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，肖时辉，周岳，史培新，李伟鹏，李学广，聂宏伟，张俊龙，王焕新，贾鹏蛟，娄平，阮晨成，
申请(专利权)人：珠海大横琴股份有限公司苏州大学，
类型：发明
国别省市：