微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构制造技术

本实用新型专利技术涉及微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构，该方案包括回填反压土、微生物沉积碳酸钙止浆墙、微生物注浆钢花管、轴向泄水钢花管、管棚、钢拱架，以及轴向微生物高压旋喷桩和径向微生物高压旋喷桩、径向泄水钢花管；微生物沉积碳酸钙止浆墙包括挂网，以及喷射于该挂网和回填反压土表面的微生物注浆材料，通过微生物沉积出碳酸钙与膨润土混合结合挂网形成微生物沉积碳酸钙止浆墙；轴向微生物高压旋喷桩、径向微生物高压旋喷桩及管棚形成微生物高压旋喷桩联合岩土体硬壳层。本实用新型专利技术通过微生物沉积碳酸钙技术来对隧道塌方进行处置，既能够有效提高岩土体强度，又能够满足环保要求，对于隧道塌方处置来说极为适用。对于隧道塌方处置来说极为适用。对于隧道塌方处置来说极为适用。

【技术实现步骤摘要】
微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构


[0001]本技术涉及隧道抢险
，具体涉及微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构。

技术介绍

[0002]隧道施工进度往往压力较大，一旦发生塌方，不但直接威胁到施工人员的人身安全，造成巨大的财产损失，而且将会严重影响到整条线路的正常通车，间接导致不可估量的经济损失。因此，隧道塌方的处置往往要求立竿见影，迅速见效。
[0003]然而，以往常规的水泥注浆加固隧道都存在诸多缺点：
[0004]1、水泥硬化时会干缩，导致对岩土体孔隙和裂隙的填充效果欠佳；2、常规水泥浆凝固时间较长，难以满足隧道塌方处置的紧迫性；3、水泥浆流动性相对较差，在岩土体中的渗透扩散效果不佳，使得常规的注浆加固效果有限；4、水泥浆液容易被地下水稀释，遇到水压高、水量大的隧道塌方工况，浆液损失较大；5、水泥能耗较高，注浆材料不环保，有违“绿水青山”理念和“双碳”目标要求；6、基于以上缺陷，由常规水泥施工而成的水泥注浆和水泥高压旋喷桩也存在工期长、效果欠佳、能耗高、不环保等缺点。
[0005]还有如现有技术的高承压水下盾构进出洞口土体加固方法（CN202110773780.3）提出了一种将高分子聚合物与土体进行搅拌的方法来加固高承压水下盾构进出洞口土体，但该法采用的是搅拌的方式进行加固，隧道塌方土体本身稳定性就较低，搅拌的方式扰动较大，不适合原本稳定性就较差的隧道塌方问题，且对于隧道拱顶的岩土体，也无法通过向上搅拌的方式进行加固，可想而知，只要略微搅动，原本就岌岌可危的拱顶就容易塌落。/>[0006]因此，本申请通过微生物注浆结合微生物高压旋喷桩来最为有效地对土质隧道塌方进行处置，创新提出一种微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构。
[0008]为了实现上述技术目的，本技术采用了以下技术方案：微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构包括用于对塌方体进行回填反压的回填反压土、设于该回填反压土外围的微生物沉积碳酸钙止浆墙、用于对塌方体进行注浆的微生物注浆钢花管、用于方便塌方体排水的轴向泄水钢花管、打设于塌方体顶部区域的管棚、用于支撑管棚的钢拱架，以及设于管棚上方的轴向微生物高压旋喷桩和径向微生物高压旋喷桩、径向泄水钢花管；
[0009]微生物沉积碳酸钙止浆墙包括挂设于回填反压土外部的挂网，以及喷射于该挂网和回填反压土表面的微生物注浆材料，且该微生物注浆材料为双组分注浆材料并混合有膨润土，通过微生物沉积出碳酸钙与膨润土混合结合挂网形成微生物沉积碳酸钙止浆墙；
[0010]微生物注浆钢花管穿过微生物沉积碳酸钙止浆墙和回填反压土进入塌方体内；
[0011]轴向泄水钢花管穿过微生物沉积碳酸钙止浆墙和回填反压土进入塌方体内并位
于微生物注浆钢花管下方；
[0012]轴向微生物高压旋喷桩与管棚的外插角同向，并沿隧道拱圈呈扇形设置；
[0013]径向微生物高压旋喷桩朝向管棚的横截面的圆心处，并沿隧道拱圈呈扇形设置；
[0014]轴向微生物高压旋喷桩、径向微生物高压旋喷桩及管棚形成微生物高压旋喷桩联合岩土体硬壳层；
[0015]径向泄水钢花管在径向微生物高压旋喷桩之间穿插。
[0016]工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请利用微生物沉积碳酸钙技术，沉积出强度较高的碳酸钙作为加固物质，类似水泥固化的作用，从而对岩土体进行加固。微生物沉积碳酸钙技术绿色、环保、高效、无污染，契合“绿水青山”理念和“双碳”目标要求，对目前常规的水泥注浆来说是一种较高的改良和替代；
[0017]2、隧道塌方的原因之一在于隧道开挖破坏了原有的岩土体应力平衡，下部岩土体强度不足，难以承受上覆岩土体的压力，从而导致了变形和塌方。因此本申请先通过微生物注浆钢花管注射高压微生物浆液材料和微生物沉积碳酸钙止浆墙来提高已有塌方体的强度，保证在对已有塌方体进行开挖时不会产生二次塌方，同时通过管棚、轴向微生物高压旋喷桩和径向微生物高压旋喷桩形成的微生物高压旋喷桩联合岩土体硬壳层来提高隧道拱顶的强度，保证隧道开挖过程中能够对上覆岩土体形成有效支撑，不会继续产生大变形和塌方。二者缺一不可，才能保证安全稳妥地穿过隧道塌方段；
[0018]3、径向泄水钢花管在径向微生物高压旋喷桩之间穿插，既可用于拱顶排水，极大程度地减小水压力，再次降低拱顶塌方的风险，且小口径钢花管直接打入拱顶中，还可起到一定加固作用。
[0019]进一步地，微生物注浆钢花管和轴向泄水钢花管的管间距均为0.5~1.5m。
[0020]进一步地，轴向微生物高压旋喷桩布置角度为90~180
°
，相邻两个轴向微生物高压旋喷桩相互咬合。
[0021]进一步地，径向微生物高压旋喷桩布置角度为90~180
°
，每个径向微生物高压旋喷桩均避开管棚。
[0022]进一步地，每个径向微生物高压旋喷桩的桩长为3~6m，以使得微生物高压旋喷桩联合岩土体硬壳层的厚度至少为3~6m。
附图说明
[0023]图1是本技术的施工结构横断面图；
[0024]图2是本技术的径向微生物高压旋喷桩、轴向微生物高压旋喷桩与管棚的结构示意图；
[0025]图3是本技术的施工结构纵断面图；
[0026]图4是本技术施工流程图；
[0027]图5是本申请实施例的高压旋喷钻机的钻具结构示意图。
[0028]图中，1、塌方体；2、回填反压土；3、微生物沉积碳酸钙止浆墙；4、微生物注浆钢花管；5、轴向泄水钢花管；6、管棚；7、钢拱架；8、轴向微生物高压旋喷桩；9、径向微生物高压旋喷桩；10、径向泄水钢花管；11、钻头；12、双通道注浆管；13喷嘴。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]本领域技术人员应理解的是，在本技术的披露中，术语“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本技术的限制。
[0031]实施例1
[0032]如图1
‑
3所示，本微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构包括用于对塌方体1进行回填反压的回填反压土2、设于该回填反压土2外围的微生物沉积碳酸钙止浆墙3、用于对塌方体1进行注浆的微生物注浆钢花管4、用于方便塌方体1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微生物注浆处置土质隧道塌方的施工结构，其特征在于，包括用于对塌方体进行回填反压的回填反压土、设于该回填反压土外围的微生物沉积碳酸钙止浆墙、用于对所述塌方体进行注浆的微生物注浆钢花管、用于方便所述塌方体排水的轴向泄水钢花管、打设于所述塌方体顶部区域的管棚、用于支撑所述管棚的钢拱架，以及设于所述管棚上方的轴向微生物高压旋喷桩和径向微生物高压旋喷桩及径向泄水钢花管；所述微生物沉积碳酸钙止浆墙包括挂设于所述回填反压土外部的挂网，以及喷射于该挂网和所述回填反压土表面的微生物注浆材料，且该微生物注浆材料为双组分注浆材料并混合有膨润土，通过微生物沉积出碳酸钙与所述膨润土混合结合所述挂网形成所述微生物沉积碳酸钙止浆墙；所述微生物注浆钢花管穿过所述微生物沉积碳酸钙止浆墙和所述回填反压土进入所述塌方体内；所述轴向泄水钢花管穿过所述微生物沉积碳酸钙止浆墙和所述回填反压土进入所述塌方体内并位于所述微生物注浆钢花管下方；所述轴向微生物高压旋喷桩与所述管棚的外插角同向，并沿隧道拱圈呈扇形设置；所述径向微生物高压旋喷桩朝向所述管棚的横截面的圆心处，并沿隧道拱...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智超，唐雪峰，郭朝旭，叶龙珍，黄瑛瑛，
申请(专利权)人：福建省地质工程勘察院，
类型：新型
国别省市：