一种高压富水软岩地质隧道施工方法技术

本申请公开了一种高压富水软岩地质隧道施工方法，先进行超前注浆以加固隧道周边土层；然后沿隧道侧壁环向钻设多个供锚杆插入的钻孔，先利用钻孔进行排水，待达到排水时间后，将锚杆打入钻孔内并往锚杆内压注水泥浆液；接着在隧道两侧的岩层上钻设排水孔，将集水盒固定在隧道侧壁上并使得集水盒将排水孔覆盖，然后将集水盒与隧道仰拱排水系统连通；紧接着沿隧道侧壁环向布置钢筋网并喷射支撑混凝土；之后在隧道掌子面上钻设炮眼，先利用炮眼进行排水，待达到排水时间施后，将雷管放入炮眼内，然后进行爆破开挖；然后清理废渣即完成一段隧道的开挖。本申请具有降低初支混凝土结构被破坏的可能性，从而提高施工效率并提高施工安全的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高压富水软岩地质隧道施工方法


[0001]本申请涉及隧道施工的
，尤其是涉及一种高压富水软岩地质隧道施工方法。

技术介绍

[0002]随着铁路建设的大力发展，隧道修建时穿越富水软岩地层已不可避免。富水软岩隧道施工时，由于围岩自稳性差，容易发生坍塌、围岩大变形、泄水等情况，因此，开挖方法的选择是控制围岩变形的重要影响因素。
[0003]现阶段我国隧道施工除少数地质较差和个别特殊情况采用盾构等机械化施工外，一般均采用钻爆法施工。
[0004]当前国内对富水软岩隧道变形控制的支护措施方面一直没有系统的处理方法，软岩变形多为常规施工方法，即沿隧道周向打入锚杆，然后再喷射初支混凝土。但此种方法在富水软岩地质区域难以实施，由于喷射初支混凝土后，围岩相对封闭，导致土层内水压高，容易出现初支混凝土变形过大而需换供或者需增加二次初支加强等情况，严重影响施工工期，且存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0005]为了将隧道岩层内的水体持续排出，降低初支混凝土结构被破坏的可能性，从而提高施工效率并提高施工安全，本申请提供一种高压富水软岩地质隧道施工方法。
[0006]本申请提供的一种高压富水软岩地质隧道施工方法采用如下的技术方案：一种高压富水软岩地质隧道施工方法，包括以下步骤：S1、沿隧道掌子面轮廓线将若干超前注浆管打入岩层内形成管棚，然后往超前注浆管内压注水泥浆液；S2、沿隧道侧壁环向钻设多个供锚杆插入的钻孔，先利用钻孔进行排水，待出水量变小后或达到排水时间后，将锚杆打入钻孔内并往锚杆内压注水泥浆液；S3、在隧道两侧的岩层上钻设排水孔，将集水盒固定在隧道侧壁上并使得集水盒将排水孔覆盖；所述集水盒与隧道侧壁贴合的一侧开口设置，然后将集水盒与隧道仰拱排水系统连通；S4、沿隧道侧壁环向布置钢筋网并喷射支撑混凝土；S5、在隧道掌子面上钻设炮眼，先利用炮眼进行排水，待炮眼的出水量变小或达到排水时间后，将雷管放入炮眼内，然后进行爆破开挖；S6、清理废渣；S7、重复S1
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S6步骤，直至完成富水软土地质段的隧道开挖。
[0007]通过采用上述技术方案，在施工时，将钻孔和炮眼先作为排水孔使用，待出水量变小后或达到排水时间后，为保证隧道不坍塌并保证不影响施工进度。按照既定施工计划将锚杆插入钻孔内，然后再在隧道侧壁上另外钻设排水孔继续排水，然后再利用集水盒罩住
排水孔，使得后续喷射初支混凝土后，排水孔不会被混凝土封堵，隧道岩层内的水体仍旧能够通过排水孔排出，从而能够有效降低岩层内部水压，从而使得初支混凝土不易被破坏或发生形变，不仅有利于提高施工效率，且显著提高了施工安全。之后再往炮眼内安装雷管进行爆破开挖。重复上述步骤，即可在保证施工安全的情况下，快速完成富水软土地质段的隧道开挖。
[0008]优选的，所述锚杆包括螺管和依次套设在螺管上的套管、扩撑管以及固定管，所述套管、扩撑管均与螺管滑动连接，所述固定管与螺管固定连接，所述固定管成锥形设置，所述固定管的小端朝向扩撑管设置，所述扩撑管由多片管片拼接而成；在安装锚杆时，将锚杆插入钻孔内，然后反拽螺管并利用套管抵住扩撑管，固定管逐步插入扩撑管内并将扩撑管撑开，当扩撑管与钻孔的孔壁抵紧后，将套管从钻孔内拔出，然后将密封板套接在螺管上并利用螺母将密封板抵紧在隧道侧壁上。
[0009]通过采用上述技术方案，由于富水软岩地质含水量巨大，因此在既定的施工时间内，钻孔内还是会有水体往外涌，若采用常规的锚杆，锚杆与钻孔的孔壁之间无抵紧力，使得那么后续在注浆过程中，锚杆在高压作用下会有脱孔的趋势，从而使得加固效果不佳。本申请针对此种特殊岩层地质，对锚杆进行重新设计。在安装锚杆时，先将扩撑管和固定管套在螺管上，然后将螺管插入钻孔内。当螺管与钻孔的孔底抵接后，向孔外反拽螺管并往孔内推动套管以抵住扩撑管，固定管在跟随螺管移动的过程中逐渐插入扩撑管内并将扩撑管撑开。当螺管难以拉动时，说明扩撑管已被固定管完成撑开且扩撑管与钻孔的孔壁之间产生较大的抵紧力，使得锚杆稳定的插在钻孔内，从而使得后续压浆过程中锚杆保持稳定，进而使得锚杆起到较好的加固效果，有利于提高施工安全。
[0010]优选的，所述固定管上开设有多个通孔，所述通孔贯通固定管的两端。
[0011]通过采用上述技术方案，由于压浆是通过螺管注入钻孔内的，而固定管配合扩撑管将钻孔的通路截断，因此，通过在固定管上开设贯通固定管两端的通孔，通孔导通钻孔，从螺管末端涌出的水泥浆液通过通孔将钻孔填满，从而不会影响加固效果。
[0012]优选的，在安装集水盒时，将多根锚管打入排水孔周边土层内，所述锚管设置有内螺纹，所述集水盒进水的一侧沿周向凸设有凸边，所述凸边上粘附有密封层，利用锁紧螺栓与锚管锁紧连接将凸边压紧在隧道侧壁上。
[0013]通过采用上述技术方案，方便安拆集水盒，当排水孔无水体排出或只有少量水体排出后，可将集水盒拆下重复利用，以节省施工成本。而凸边和密封层的存在，则使得进行集水盒的水体不会从集水盒和隧道侧壁的接缝处流出，从而确保初支混凝土结构不会被破坏，有利于提高施工安全。
[0014]优选的，当排水孔钻设完毕后，将钢筋笼插入排水孔内，所述钢筋笼的长度需小于排水孔的深度。
[0015]通过采用上述技术方案，由于富水软岩地质土层承力能力弱，导致排水孔容易变形甚至塌陷，从而影响排水。为消除排水孔变形或塌陷的可能性，将钢筋笼插入排水孔，钢筋笼起到护孔作用，使得排水孔保持排水功能，从而降低初支混凝土结构被破坏可能性，不仅有利于提高施工效率，而且有利于提高施工安全。
[0016]优选的，所述集水盒内设置有第一过滤网，所述第一过滤网竖直设置，所述第一过滤网将集水盒分为过滤腔和清水腔，所述出水管和清水腔连通。
[0017]通过采用上述技术方案，第一过滤网对进入集水盒的水体起过滤作用，从而滤除水体中携带的碎石和泥沙，使得出水管不易被堵住。
[0018]优选的，所述第一过滤网呈U型设置，所述第一过滤网的底部垂直固定连接有第二过滤网，所述第一过滤网相对的两侧壁之间设置滑动连接有滤布，所述滤布的一端与第二过滤网固定连接，所述集水盒的顶部可开合设置。
[0019]通过采用上述技术方案，初始时，滤布塌陷，从而不会阻碍水体流入集水盒内，当集水盒工作一段时间后，集水盒内会聚集一定量的碎石和泥沙，需及时清理。此时，直接将滤布拉起，滤布和第一过滤网以及第二过滤网以及滤布组成过滤筒，然后直接将过滤筒从集水盒内取出即可，操作较为方便。
[0020]优选的，所述滤布远离第二过滤网的一端固定连接有固定条，所述固定条沿竖直方向与第一过滤网滑动连接，所述固定条的上表面固定连接有拉绳，所述集水盒的顶部铰接有盖板，所述拉绳远离固定条的一端与盖板可拆卸连接。
[0021]由于集水盒内聚集的物质基本为碎石和泥沙，且滤布被碎石和泥沙盖住，若人为用手将滤布拉起，势必会与碎石接触，从而存在手被划伤的风险。因此，通过采用上述技术方案，当打开盖板时，盖板拉拽拉绳从而拖拽固定条，固定条对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压富水软岩地质隧道施工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、沿隧道(1)掌子面轮廓线将若干超前注浆管打入岩层内形成管棚，然后往超前注浆管内压注水泥浆液；S2、沿隧道(1)侧壁环向钻设多个供锚杆(2)插入的钻孔，先利用钻孔进行排水，待出水量变小后或达到排水时间后，将锚杆(2)打入钻孔内并往锚杆(2)内压注水泥浆液；S3、在隧道(1)两侧的岩层上钻设排水孔，将集水盒(3)固定在隧道(1)侧壁上并使得集水盒(3)将排水孔覆盖；所述集水盒(3)与隧道(1)侧壁贴合的一侧开口设置，然后将集水盒(3)与隧道(1)仰拱排水系统连通；S4、沿隧道(1)侧壁环向布置钢筋网并喷射支撑混凝土；S5、在隧道(1)掌子面上钻设炮眼(19)，先利用炮眼(19)进行排水，待出水量变小后或达到排水时间后，将雷管放入炮眼(19)内，然后进行爆破开挖；S6、清理废渣；S7、重复S1
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S6步骤，直至完成富水软土地质段的隧道(1)开挖。2.根据权利要求1所述的一种高压富水软岩地质隧道施工方法，其特征在于：所述锚杆(2)包括螺管(21)和依次套设在螺管(21)上的套管(22)、扩撑管(23)以及固定管(24)，所述套管(22)、扩撑管(23)均与螺管(21)滑动连接，所述固定管(24)与螺管(21)固定连接，所述固定管(24)呈锥形设置，所述固定管(24)的小端朝向扩撑管(23)设置，所述扩撑管(23)由多片管片拼接而成；在安装锚杆(2)时，将锚杆(2)插入钻孔内，然后反拽螺管(21)并利用套管(22)抵住扩撑管(23)，固定管(24)逐步插入扩撑管(23)内并将扩撑管(23)撑开，当扩撑管(23)与钻孔的孔壁抵紧后，将套管(22)从钻孔内拔出，然后将密封板(27)套接在螺管(21)上并利用螺母(28)将密...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩静玉，夏天，柯松林，龚虹，周永峰，贺须全，李海泉，
申请(专利权)人：中铁广州工程局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：