【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程隧洞施工的，尤其涉及一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法。
技术介绍
1、随着我国复杂地质条件下道路隧道、跨流域调水工程及水电工程建设，隧洞工程发展迅速，在城市交通、水利和能源等领域发挥重要作用，因此，隧洞的安全性及相应的控制措施是十分重要的。隧洞塌方是指施工中因不可控的、突发的应力释放造成的隧洞围岩或掌子面塌落，是隧洞建设中常见灾害事故之一，经常造成工期延误、设备损坏，施工费用增加，严重时甚至导致人员伤亡。因此，建立一套高效便捷的塌方段控制技术对保证隧洞稳定有序施工具有重要意义。
2、当前，针对隧洞塌方的处理方法主要包括空腔填充法及旁通洞法。
3、其中空腔填充主要包括三种方式：第一种：开挖塌方体并对塌方段进行钢拱架支护，并对顶部空腔进行回填，如公告号为cn112814736b的专利技术专利“隧洞塌方处理方法”所示，但是此方法仅适用于塌方量小，且拱顶稳定的情况；第二种：长大管棚注浆的方法，如公开号为cn116084962a为专利技术专利申请“一种隧洞洞内长大管棚处理突发大塌方体的安全施工方法”所示，但是此方法对隧洞可操作空间要求十分高；第三种：从地表向下钻孔进行注浆的方法，但是对于深埋隧洞，此方法存在施工困难，造价高等缺点。空腔填充法均需在填充空腔之后才可开挖塌方段，严重影响后续围岩的正常开挖，并且空腔填充时，由于填充物自重的影响或者浆液带动土颗粒流失，易造成隧洞的二次坍塌，存在较大的安全隐患。
4、旁通洞法即开挖一条绕开隧洞主洞塌方段，并转回隧洞主洞的旁通洞，如公告号
5、因此，针对隧洞塌方的处理，研发一种既可保证塌方空腔稳定又可实现隧洞正常掘进，减少施工工期的隧洞塌方处理方法是十分重要的。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，而提供一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法。
2、本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：
3、一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，包括以下步骤：
4、s1、采用砂袋堆砌在塌方体表面，对掌子面进行支挡反压；
5、s2、为防止围岩二次坍塌，造成掌子面涌土，采用钢拱架对隧洞坍塌部分所裸露的围岩进行初期支护；
6、s3、对坍塌空腔进行钻孔，放置气囊于坍塌空腔内，并进行充气，保证坍塌空腔的安全；
7、s4、沿掌子面外边界进行钻孔，并在坍塌空腔下部施工管棚，完成超前支护；
8、s5、对塌方体进行分段分步开挖，并在管棚下方再架立多个钢拱架；
9、s6、在钢拱架上安装钢筋网，并喷射挂网混凝土；
10、s7、在每个钢拱架底部增设横向支撑架，与初期支护形成整体框架，并浇筑混凝土；
11、s8、对坍塌空腔内部及气囊外部进行分层注浆；
12、s9、气囊不断放气并在气囊内不断注浆。
13、步骤s1中，采用砂袋对掌子面进行封堵，为防止后期气囊的压力对封堵造成破坏，采用工字形钢对砂袋进行加固，并对掌子面喷射c25混凝土。
14、步骤s2中，钢拱架采用工字形钢i16，在搭接时先立侧墙拱架，再立拱顶架。
15、步骤s3中，气囊的材料为橡胶，根据坍塌空腔形状及大小，对气囊进行充气，充气的压力值不超过相应埋深土体的竖向土压力理论值。
16、步骤s4中，管棚的施工方法如下：
17、安装导向管，搭设钻孔平台，安装钻机进行钻孔，钻孔范围为坍塌空腔外边界拱顶180°范围内；
18、安装管棚，管棚采用有孔的φ60钢管套装有孔的φ42钢管，长度12m，水平间距300mm；
19、对于管棚打入的质量进行验收，若未满足要求，进行纠正，重新打入，直至质量验收成功；
20、封底注浆，注浆浆液水灰比为1：1，注浆压力0.5-1mpa。
21、步骤s5中，开挖进尺单循环不超过50cm；相邻两个钢拱架的间距为30cm，联系筋为φ22@200mm，先立侧墙拱架、再立拱顶架，侧墙拱架底脚采用22a型槽钢，整体连接受力，形成框架结构。
22、步骤s6中，钢筋网采用φ6@250×250mm；
23、喷射挂网混凝土的具体方法为：喷射自下而上进行，先将低洼处喷平，再按顺序分层、往复喷射；整体喷射前进行初喷，厚度不小于4㎝；先喷钢拱架与围岩间的混凝土，再喷相邻钢拱架之间的混凝土；有钢拱架时边墙从墙脚开始向上喷射，一次喷射厚度7-15cm，拱顶架62处一次喷射厚度5-10cm，喷射时喷头与受喷面保持0.8-1.2m的距离，喷射角度为90º，喷射压力控制在0.5-0.8mpa。
24、步骤s7中，浇筑的混凝土的厚度为50cm，强度等级为c25；按照开挖方案进行施工，并结合拱墙施工进行钢拱架及混凝土的施工，一次浇筑成形。
25、步骤s8需在步骤s3之前在坍塌空腔内预留多条φ100mm混凝土泵送管；采用分层法进行注浆，待底层浆液凝固并达到设计强度后进行下次注浆；浆液采用m7.5砂浆或水灰比为1：1的水泥浆或泡沫混凝土；发泡混凝土的干密度级别为500kg/m3，1m3的泡沫混凝土包括：普通水泥417kg、水208.5kg、泡沫剂1.17kg。
26、步骤s9在放气及注浆过程中，密切监测管棚和钢拱架的受力状态，保证两者在放气注浆过程中不发生显著的受力变化。
27、本专利技术的有益效果是：本专利技术有效解决了传统隧洞坍塌修复技术施工工期长、施工过程易发生二次坍塌的难题，可实现先清理塌方体，后进行空腔填充的施工流程，简化了施工工序，减少了施工工期，并且气囊压力可有效增强塌方空腔的稳定性，避免隧洞二次坍塌。
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1.一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S1中，采用砂袋（5）对掌子面（2）进行封堵，为防止后期气囊（7）的压力对封堵造成破坏，采用工字形钢对砂袋（5）进行加固，并对掌子面（2）喷射C25混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S2中，钢拱架（6）采用工字形钢I16，在搭接时先立侧墙拱架（61），再立拱顶架（62）。
4.根据权利要求3所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S3中，气囊（7）的材料为橡胶，根据坍塌空腔（3）形状及大小，对气囊（7）进行充气，充气的压力值不超过相应埋深土体的竖向土压力理论值。
5.根据权利要求4所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S4中，管棚（8）的施工方法如下：
6.根据权利要求5所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S5中，开挖进尺单循环不超过50cm；相
7.根据权利要求6所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S6中，钢筋网（9）采用Φ6@250×250mm；
8.根据权利要求7所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S7中，浇筑的混凝土（10）的厚度为50cm，强度等级为C25；按照开挖方案进行施工，并结合拱墙施工进行钢拱架（6）及混凝土（10）的施工，一次浇筑成形。
9.根据权利要求8所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S8需在步骤S3之前在坍塌空腔（3）内预留多条Φ100mm混凝土泵送管；采用分层法进行注浆，待底层浆液凝固并达到设计强度后进行下次注浆；浆液采用M7.5砂浆或水灰比为1：1的水泥浆或泡沫混凝土；发泡混凝土的干密度级别为500kg/m3，1m3的泡沫混凝土包括：普通水泥417kg、水208.5kg、泡沫剂1.17kg。
10.根据权利要求9所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤S9在放气及注浆过程中，密切监测管棚（8）和钢拱架（6）的受力状态，保证两者在放气注浆过程中不发生显著的受力变化。
...【技术特征摘要】
1.一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤s1中，采用砂袋（5）对掌子面（2）进行封堵，为防止后期气囊（7）的压力对封堵造成破坏，采用工字形钢对砂袋（5）进行加固，并对掌子面（2）喷射c25混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤s2中，钢拱架（6）采用工字形钢i16，在搭接时先立侧墙拱架（61），再立拱顶架（62）。
4.根据权利要求3所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤s3中，气囊（7）的材料为橡胶，根据坍塌空腔（3）形状及大小，对气囊（7）进行充气，充气的压力值不超过相应埋深土体的竖向土压力理论值。
5.根据权利要求4所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤s4中，管棚（8）的施工方法如下：
6.根据权利要求5所述的一种针对暗挖隧洞塌方的气囊注浆处理方法，其特征在于，步骤s5中，开挖进尺单循环不超过50cm；相邻两个钢拱架（6）的间距为30cm，联系筋为φ22@200mm，先立侧墙拱架（61）、再立拱顶架...
【专利技术属性】
技术研发人员：何晓佩，刘晓敏，张玉，黄克起，
申请(专利权)人：中国建筑第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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