一种大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法，包括以下步骤：步骤S1、利用土体强度设备检测隧道内的强度；步骤S2、将土体强度低于预定阈值的破碎区域划分出来并标记为低强度区域，土体强度高于预定阈值的区域划分出来并标记为高强度区域；步骤S3、根据每个低强度区域的强度参数不同，计算出要想达到同样的强度需要向每个低强度区域灌注的灌浆材料的量，并向每个低强度区域注入相应量的灌浆材料；步骤S4、在低强度区域表面覆盖玻璃纤维布；步骤S5、涂覆一层混凝土层，本发明专利技术根据不同破碎区域的强度不同进行针对性的灌浆，从而达到不同强度的破碎区域经过加固处理后，可以达到比较一致的强度，最终达到均匀强化隧道的目的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法


[0001]本专利技术涉及隧道围岩稳定性控制领域。更具体地说，本专利技术涉及一种大断面铁路隧道 围岩稳定性控制方法。

技术介绍

[0002]随着我国铁路快速发展，已经遍布全国各大小城市，截至2021年年底，全国铁路营 业里程15万公里，其中高铁营业里程4万公里，铁路在穿越山区时都需要开挖隧道，在 大断面隧道开挖后洞室顶部岩体往往会产生较大的沉降，破碎岩体甚至会出现塌落、冒顶 等现象，尤其是浅埋强风化地下隧道周围的岩体一处于节理密集和非常破碎状态之中，造 成地铁施工效率低下以及围岩支护效果减弱。目前的隧道围岩加固方法通常都是直接在围 岩内注入灌浆材料，这种处理方式固然简单实用，但是不同区域的破碎情况不同，如若一 视同仁的采用相同的方法进行灌注，必然会导致不同区域的强度不同，长此以往，必然会 造成进一步开裂的问题。

技术实现思路

[0003]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种大断面铁路隧道围岩稳定性 控制方法，包括以下步骤：
[0004]步骤S1、考察铁路隧道围岩地质情况，确定隧道土体的性质，利用土体强度设备检 测隧道内的强度；
[0005]步骤S2、将土体强度低于预定阈值的破碎区域划分出来并标记为低强度区域，且根 据每个低强度区域的强度参数由高往低按顺序标记，将土体强度高于预定阈值的区域划分 出来并标记为高强度区域；
[0006]步骤S3、根据每个低强度区域的强度参数不同，计算出要想达到同样的强度需要向 每个低强度区域灌注的灌浆材料的量，并向每个低强度区域注入相应量的灌浆材料；
[0007]步骤S4、待灌浆材料硬化至第一预设强度，在低强度区域表面覆盖玻璃纤维布，且 利用锚钉固定玻璃纤维布，且对于每块低强度区域，玻璃纤维布在覆盖该低强度区域的同 时，还部分覆盖与该低强度区域相邻的高强度区域；
[0008]步骤S5、待灌浆材料完全硬化后，在所有的低强度区域和高强度区域表面涂覆一层 混凝土层。
[0009]优选地，向低强度区域注入灌浆材料的过程中，需要利用钻孔设备在每个低强度区域 钻设多个灌浆孔，再通过该灌浆孔灌输灌浆材料。
[0010]优选地，当其中某一低强度区域的强度参数低于预设值时，在利用钻进设备在该低强 度区域钻设灌浆孔之前，首先需在低强度区域表面喷涂一层混凝土薄层，待该混凝土薄层 硬化至一定硬度，再用钻孔设备进行钻孔操作。
[0011]优选地，低强度区域，强度参数越高，其相应需要钻设的灌浆孔的数量越多。
[0012]优选地，所述步骤S3中，且在其中某个低强度区域蓄热灌注的灌浆材料的量高于
测隧道内的强度；
[0027]步骤S2、将土体强度低于预定阈值的破碎区域划分出来并标记为低强度区域，且根 据每个低强度区域的强度参数由高往低按顺序标记，将土体强度高于预定阈值的区域划分 出来并标记为高强度区域；
[0028]步骤S3、根据每个低强度区域的强度参数不同，计算出要想达到同样的强度需要向 每个低强度区域灌注的灌浆材料的量，并向每个低强度区域注入相应量的灌浆材料；
[0029]步骤S4、待灌浆材料硬化至第一预设强度，在低强度区域表面覆盖玻璃纤维布，且 利用锚钉固定玻璃纤维布，且对于每块低强度区域，玻璃纤维布在覆盖该低强度区域的同 时，还部分覆盖与该低强度区域相邻的高强度区域；所述玻璃纤维布厚度为3
‑
5mm。
[0030]步骤S5、待灌浆材料完全硬化后，在所有的低强度区域和高强度区域表面涂覆一层 混凝土层。
[0031]上述实施方案中，摒弃了传统加强隧道围岩不对破碎区域进行区分直接对所有的破碎 区域进行灌浆处理的方法，而是根据不同破碎区域的强度不同进行针对性的灌浆，从而达 到不同强度的破碎区域经过加固处理后，可以达到比较一致的强度，具体的，强度相对更 低的低强度区域，则灌入更多的灌浆材料，以提高其强度，强度相对更高的低强度区域， 则注入相对较少的灌浆材料，最终达到均匀强化隧道的目的。
[0032]灌浆材料指在压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙、孔洞中，达到增加承载能 力、防止渗漏及提高构筑物整体性能等效果的流体材料，其能固化。此处对灌浆材料的类 型不做限制，市面上可采买的常规建筑用灌浆材料即可。
[0033]其中，低强度区域的强度不达标，需要进行后续的加固处理，高强度区域的强度达标， 不需要后续进行加固处理，这个阈值可以根据实际情况设定，此处不做限定。
[0034]其中，待灌浆材料硬化至第一预设强度，在低强度区域表面覆盖玻璃纤维布，且利用 锚钉固定玻璃纤维布，利用玻璃纤维布的韧性来增加区域的韧性，待灌浆材料硬化后，玻 璃纤维布可以发生一定形变来抵消应力，进而可以减少或者避免应力产生的形变，且对于 每块低强度区域，玻璃纤维布在覆盖该低强度区域的同时，还部分覆盖与该低强度区域相 邻的高强度区域，利用玻璃纤维布同时连接高强度区域和低强度区域，使得低强度区域也 可以利用高强度区域的高强度。
[0035]本专利技术的一优选实施方案中，向低强度区域注入灌浆材料的过程中，需要利用钻孔设 备在每个低强度区域钻设多个灌浆孔，再通过该灌浆孔灌输灌浆材料。
[0036]上述实施方案中，需要注意的是，在钻孔过程中，要保持匀速缓慢，必然速度过快造 成坍塌。
[0037]考虑到部分低强度区域的破碎程度较高，如果直接钻孔，很容易到处坍塌，为了避免 这一问题，本专利技术的一优选实施方案提供了以下解决办法，当其中某一低强度区域的强度 参数低于预设值时，在利用钻进设备在该低强度区域钻设灌浆孔之前，首先需在低强度区 域表面喷涂一层混凝土薄层，待该混凝土薄层硬化至一定硬度，再用钻孔设备进行钻孔操 作，这里的一定硬度指的是，该处的混凝土薄层可以起到一定的支撑，但是其可以被切削， 可以被钻机在较小的钻进力度下就钻孔，这样既可以钻孔，又不会造成坍塌。
[0038]本专利技术的一优选实施方案中，低强度区域，强度参数越高，证明其强度越低，自然需 要钻设的灌浆孔的数量越多。
[0039]本专利技术的一优选实施方案中，所述步骤S3中，且在其中某个低强度区域蓄热灌注的 灌浆材料的量高于设置阈值时，在灌注过程中，往该低强度区域插入锚杆，也是为了加固 性能。
[0040]本专利技术的一优选实施方案中，所述步骤S3之后，向每个低强度区域注入相应量的灌 浆材料之后，待灌浆材料硬化至第二预设阈值时，利用土体强度设备检测每个低强度区域 的强度，若其中某个低强度区域的强度低于平均值且超过预设范围，则继续注入灌浆材料， 待灌浆材料硬化至第二预设阈值时，利用土体强度设备检测该低强度区域的强度，循环上 述操作，直至每个低强度区域的强度都处于平均值范围内。第二预设阈值小于第一预设阈 值。
[0041]本专利技术的一优选实施方案中，所述步骤S5，在所有的低强度区域和高强度区域表面 涂覆一层混凝土层中，具体包括以下操作：
[0042]在所有的低强度区域和高强度区域表面涂覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、考察铁路隧道围岩地质情况，确定隧道土体的性质，利用土体强度设备检测隧道内的强度；步骤S2、将土体强度低于预定阈值的破碎区域划分出来并标记为低强度区域，且根据每个低强度区域的强度参数由高往低按顺序标记，将土体强度高于预定阈值的区域划分出来并标记为高强度区域；步骤S3、根据每个低强度区域的强度参数不同，计算出要想达到同样的强度需要向每个低强度区域灌注的灌浆材料的量，并向每个低强度区域注入相应量的灌浆材料；步骤S4、待灌浆材料硬化至第一预设强度，在低强度区域表面覆盖玻璃纤维布，且利用锚钉固定玻璃纤维布，且对于每块低强度区域，玻璃纤维布在覆盖该低强度区域的同时，还部分覆盖与该低强度区域相邻的高强度区域；步骤S5、待灌浆材料完全硬化后，在所有的低强度区域和高强度区域表面涂覆一层混凝土层。2.根据权利要求1所述的大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法，其特征在于，向低强度区域注入灌浆材料的过程中，需要利用钻孔设备在每个低强度区域钻设多个灌浆孔，再通过该灌浆孔灌输灌浆材料。3.根据权利要求2所述的大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法，其特征在于，当其中某一低强度区域的强度参数低于预设值时，在利用钻进设备在该低强度区域钻设灌浆孔之前，首先需在低强度区域表面喷涂一层混凝土薄层，待该混凝土薄层硬化至一定硬度，再用钻孔设备进行钻孔操作。4.根据权利要求1所述的大断面铁路隧道围岩稳定性控制方法，其特征在于，低强度区域，强度参数越高，其相应需要钻设的灌浆孔的数量越多。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁子鹏，袁义华，武进广，郭炜欣，邹明，向凯，高凯恒，陈强，廖理阳，李玉强，李济辰，陆鑫，孙浩铭，
申请(专利权)人：中铁七局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：