一种隧道塌陷空腔的处理装置及处理方法制造方法及图纸

本申请涉及一种隧道塌陷空腔的处理装置及处理方法，其中隧道塌陷空腔的处理装置包括：位于塌陷空腔中上部的承载支架，以及位于塌陷空腔底部的缓冲层，承载支架包括发散设置的且能嵌入塌陷空腔侧壁中的钢花管；塌陷空腔中上部的坑口部位设置有注浆锚杆，注浆锚杆分散布置在坑口部位的周向上，且设置在相邻钢花管之间的间隙中，通过注浆锚杆及钢花管对塌陷空腔的顶部注浆固定；承载支架上安装有网片，网片上覆盖有粗骨料土石，粗骨料土石中充注有泡沫混凝土；塌陷空腔的底部设置有隧道的初期支护以及二次衬砌，承载支架与隧道之间设置有间隙，二次衬砌上预留有吹沙口，缓冲层通过吹沙口向初期支护的上方吹沙形成。沙口向初期支护的上方吹沙形成。沙口向初期支护的上方吹沙形成。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道塌陷空腔的处理装置及处理方法


[0001]本申请涉及隧道开挖
，具体而言，涉及一种隧道塌陷空腔的处理装置及处理方法。

技术介绍

[0002]隧道在施工过程中，由于不同地质的特性，会在隧道施工掌子面的围岩未支护段发生坍塌，形成不稳定的通透塌陷空腔区域，如果不对塌陷空腔进行及时处理，存在塌陷区域进一步扩大的风险。并且，塌陷空腔侧部的不稳定结构会随时掉落至掌子面区域，影响掌子面的初期支护以及隧道的后续施工。
[0003]现有的处理塌陷空腔的常规施工包括回填，通过泡沫混凝土、碎石或者素土对塌陷空腔区域整体进行填埋，将塌陷空腔填满后注浆。而该种施工方式，将塌陷空腔完全充满，一方面增加了回填的物料量以及施工量，另一方面，塌陷空腔的回填物料难免会二次掉落至掌子面区域，由于隧道施工过程包括掌子面、初期支护以及二次衬砌的工序进程，在对塌陷空腔所对应的掌子面区域进行初期支护时，还需要将掉落下来的回填物料进行二次开挖，构成重复作业，严重影响了隧道施工的正常进程，并且构成掉落安全风险。
[0004]为了改善塌陷空腔区域所处的地质环境，保证塌陷空腔周边围岩的稳定性，需要考虑对塌陷空腔的区域，进行针对性地处理作业，以避免完全回填所造成的人力物力损失，同时提高了施工安全性。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种隧道塌陷空腔的处理装置及处理方法，能够通过在塌陷空腔的顶部区域选择性回填，使隧道开挖区与回填处理区域保持一定的间隙，并且通过在隧道二次衬砌后设置缓冲区域的形式，防止间隙部位的不稳定结构掉落，在减少物料消耗且避免重复开挖作业的同时，增强了塌陷空腔的结构稳定性，保证隧道的结构安全。
[0006]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种隧道塌陷空腔的处理装置，包括：位于塌陷空腔中上部的承载支架，以及位于塌陷空腔底部的缓冲层，所述承载支架包括发散设置的且能嵌入塌陷空腔侧壁中的钢花管；所述塌陷空腔中上部的坑口部位设置有注浆锚杆，所述注浆锚杆分散布置在坑口部位的周向上，且设置在相邻所述钢花管之间的间隙中，通过所述注浆锚杆及所述钢花管对所述塌陷空腔的顶部注浆固定；所述承载支架上安装有网片，所述网片上覆盖有粗骨料土石，所述粗骨料土石中充注有泡沫混凝土；所述塌陷空腔的底部设置有隧道的初期支护以及二次衬砌，所述承载支架与所述隧道之间设置有间隙，所述二次衬砌上预留有吹沙口，所述缓冲层通过所述吹沙口向所述初期支护的上方吹沙形成。
[0007]在可选的实施方式中，所述承载支架包括内环平框、外环平框以及连接支杆，所述
钢花管可活动地下倾设置在所述内环平框及所述外环平框之间。
[0008]在可选的实施方式中，所述钢花管包括连接段，所述连接段可分离地搭接在所述内环平框上，且抵接在所述外环平框的下部，所述外环平框与所述连接段之间连接有拉簧，所述拉簧设置在所述连接段相对所述外环平框的两侧管壁上。
[0009]在可选的实施方式中，所述注浆锚杆倾斜插接在塌陷空腔中上部的侧壁中，且所述注浆锚杆的插入端距离侧壁的水平间距不超过50cm。
[0010]在可选的实施方式中，所述注浆锚杆的插入端设置在所述钢花管所处部位的上方，构成所述钢花管与所述注浆锚杆上下交错分布的状态。
[0011]在可选的实施方式中，所述注浆锚杆及所述钢花管上均设置有注浆孔，通过混凝土输送泵对所述注浆锚杆及所述钢花管进行注浆，所述混凝土输送泵连接有软管，所述软管与所述注浆锚杆及所述钢花管连接，输送进入的混凝土通过所述注浆孔充注进入塌陷空腔中上部的侧壁内部。
[0012]在可选的实施方式中，所述网片在所述承载支架上满布，并与所述承载支架焊接固定，所述粗骨料土石填满于所述承载支架与塌陷空腔坑口部位的空间中，所述泡沫混凝土充满于所述粗骨料土石的间隙中。
[0013]在可选的实施方式中，在对塌陷空腔底部进行隧道的初期支护以及二次衬砌后，使所述承载支架与隧道顶部之间的间隙构成封闭空腔，所述缓冲层设置在所述封闭空腔的底部。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种隧道塌陷空腔的处理方法，根据上述隧道塌陷空腔的处理装置进行，包括以下步骤：在塌陷空腔底部的掌子面部位提升承载支架，所述承载支架包括发散设置的钢花管，当承载支架提升至塌陷空腔的顶部时，对承载支架进行下压，使发散分布的钢花管嵌入塌陷空腔的侧壁中；在塌陷空腔中上部的坑口部位倾斜打入注浆锚杆，所述注浆锚杆分散布置在坑口部位的周向上，且设置在相邻所述钢花管之间的间隙中；通过所述钢花管以及所述注浆锚杆向塌陷空腔的顶部侧壁注浆，以对塌陷空腔中上部的周边围岩进行加固；完成顶部注浆后，在所述承载支架上安装网片，在网片上覆盖粗骨料土石，然后再在粗骨料土石中加注泡沫混凝土，完成塌陷空腔中上部的凝结固定；对塌陷空腔底部的掌子面部位进行隧道的初期支护以及二次衬砌，使承载支架与隧道之间构成封闭空腔；在二次衬砌顶部预留吹沙口，通过吹沙口向初期支护的上方吹沙，形成位于封闭空腔底部的缓冲层，用于防止塌陷空腔侧壁的不稳定岩体掉落砸伤二次衬砌；在吹沙完成后封堵吹沙口，完成隧道塌陷空腔的处理。
[0015]在可选的实施方式中，在向初期支护的上方吹沙后，还包括柔性隔离层的构建，所述柔性隔离层的构建包括通过所述吹沙口通入柔性硅胶颗粒，所述柔性硅胶颗粒通过穿接在所述吹沙口中的气力输送管线补入封闭空腔。
[0016]在可选的实施方式中，还包括初期处理工序，所述初期处理工序包括在塌陷空腔地表围设截水沟以及道路改扩建，以利于对地表水的拦截，以及混凝土运输及泵送车辆的
通行。
[0017]本专利技术中通过在塌陷空腔中上部设置承载支架，以及在塌陷空腔底部设置缓冲层的形式，能够对塌陷空腔的顶部区域进行选择性地回填，在保证对塌陷空腔中上部注浆固定的前提下，有效减少了整体回填的施工量及操作量，同时避免了塌陷区域的进一步扩大。
[0018]通过在塌陷空腔底部的掌子面部位进行隧道的初期支护及二次衬砌，能够在隧道与承载支架之间构成封闭空腔，结合在初期支护的上方即在塌陷空腔底部设置缓冲层，能够对封闭空腔区间侧壁上的不稳定掉落物进行缓冲，防止其对隧道衬砌造成砸伤，有效保护了隧道结构。
[0019]选择性地回填形式以及对塌陷空腔中上部的回填注浆，有效增强了塌陷空腔中上部的结构稳定性，避免了在对隧道掌子面区域进行初期支护时对掉落下来的回填物料所需的二次开挖，在保证了施工安全性的前提下，提高了施工效率，减少了无效作业量。
[0020]承载支架一方面能够起到对选择性的回填物料进行支承的作用，另一方面还可将自身包括的钢花管嵌入到塌陷空腔的侧壁中，并结合在塌陷空腔中上部坑口部位打入的注浆锚杆对塌陷空腔的顶部进行注浆固定，以增强塌陷空腔的结构稳定性。
[0021]本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道塌陷空腔的处理装置，其特征在于，包括：位于塌陷空腔中上部的承载支架，以及位于塌陷空腔底部的缓冲层，所述承载支架包括发散设置的且能嵌入塌陷空腔侧壁中的钢花管；所述塌陷空腔中上部的坑口部位设置有注浆锚杆，所述注浆锚杆分散布置在坑口部位的周向上，且设置在相邻所述钢花管之间的间隙中，通过所述注浆锚杆及所述钢花管对所述塌陷空腔的顶部注浆固定；所述承载支架上安装有网片，所述网片上覆盖有粗骨料土石，所述粗骨料土石中充注有泡沫混凝土；所述塌陷空腔的底部设置有隧道的初期支护以及二次衬砌，所述承载支架与所述隧道之间设置有间隙，所述二次衬砌上预留有吹沙口，所述缓冲层通过所述吹沙口向所述初期支护的上方吹沙形成。2.根据权利要求1所述的隧道塌陷空腔的处理装置，其特征在于，所述承载支架包括内环平框、外环平框以及连接支杆，所述钢花管可活动地下倾设置在所述内环平框及所述外环平框之间。3.根据权利要求2所述的隧道塌陷空腔的处理装置，其特征在于，所述钢花管包括连接段，所述连接段可分离地搭接在所述内环平框上，且抵接在所述外环平框的下部，所述外环平框与所述连接段之间连接有拉簧，所述拉簧设置在所述连接段相对所述外环平框的两侧管壁上。4.根据权利要求1所述的隧道塌陷空腔的处理装置，其特征在于，所述注浆锚杆倾斜插接在塌陷空腔中上部的侧壁中，且所述注浆锚杆的插入端距离侧壁的水平间距不超过50cm。5.根据权利要求4所述的隧道塌陷空腔的处理装置，其特征在于，所述注浆锚杆的插入端设置在所述钢花管所处部位的上方，构成所述钢花管与所述注浆锚杆上下交错分布的状态。6.根据权利要求4所述的隧道塌陷空腔的处理装置，其特征在于，所述注浆锚杆及所述钢花管上均设置有注浆孔，通过混凝土输送泵对所述注浆锚杆及所述钢花管进行注浆，所述混凝土输送泵连接有软管，所述软管与所述注浆锚杆及所述钢花管连接，输送进入的混凝土通过所述注浆孔充注进入塌陷空腔中上...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅，杨晋文，王武现，李永刚，杨彦岭，田小路，徐华轩，
申请(专利权)人：中铁十六局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：