隧道冒顶片帮的加固处治方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道冒顶片帮的加固处治方法，包括以下步骤：⑴、构造塌腔：在初次衬砌和冒顶片帮轮廓面之间构造封闭的塌腔，设置穿透初次衬砌的轻质材料注入管、通气管和注浆管；⑵、塌腔处治：经轻质材料注入管向塌腔内注入轻质材料，再经注浆管向塌腔内注入水泥浆，固化。本发明专利技术借助既有隧道初次衬砌骨架，通过构造的方法，在初次衬砌和冒顶片帮轮廓面之间形成封闭的塌腔，通过事先安设的三种钢管，填充轻质材料，选择时机进行注浆，在塌腔内形成饱满密实的固结体，实现隧道冒顶片帮后的加固处治，从根本上解决隧道结构完整问题和避免应力集中。

Reinforcement treatment method of tunnel roof fall

The invention discloses a tunnel roof caving in the reinforcement method, which comprises the following steps: firstly, structural collapse cavity in lining and roof caving outline structure of closed cavity surface collapse, set the first lining of lightweight materials through injection pipe, vent pipe and grouting pipe; the cavity collapse after treatment light material injection tube into the lightweight materials to collapse cavity after grouting pipe grouting to collapse cavity, curing. The present invention utilizes the existing tunnel lining skeleton, through the method of construction in the initial lining and roof caving face contour is formed between the collapse cavity closed, through three kinds of steel prior to installation, filled with light material, timing of grouting consolidation, formed full and dense in the collapse of cavity, reinforcement of the tunnel roof fall help, solve the tunnel structural integrity problems and avoid stress concentration fundamentally.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道加固
，尤其是一种隧道冒顶片帮的加固处治方法。
技术介绍
隧道施工过程中，冒顶片帮部位该如何有效治理一直是一个困扰施工现场的技术难题。常见的处理方法有两种：一种方法是直接采取措施，加固填补冒顶片帮部位直至恢复到设计轮廓面，然后继续按原计划施工（如施作初次衬砌），这样处治的弊端很多：施工过程中安全风险大（如加固层重力影响和工作面下施工安全问题等），停工处治影响进度，大量耗费工程成本（如加固层和轮廓面的结构锚固系统、为保证安全施工采取的轮廓面临时加固系统、工作台临时加高工作等），该方法普遍采用，但综合处治效果并不理想。另一种是非正常处理措施，即不予处治，任由形成空腔、空洞，形成永久性隐患（该处如无施工记录，则只能在后期仪器检测中才能发现空洞），这显然是严重违规的。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种隧道冒顶片帮的加固处治方法，操作简单易行，在保证质量的情况下显著地提高了治理过程的安全性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种隧道冒顶片帮的加固处治方法，包括以下步骤：⑴、构造塌腔：在初次衬砌和冒顶片帮轮廓面之间构造封闭的塌腔，设置穿透初次衬砌的轻质材料注入管、通气管和注浆管；⑵、塌腔处治：经轻质材料注入管向塌腔内注入轻质材料，再经注浆管向塌腔内注入水泥浆，固化。进一步地，构造塌腔中，轻质材料注入管、通气管和注浆管的下端均露出初次衬砌，不少于5cm，露出的管口均用薄钢板焊接封口。进一步地，构造塌腔中，冒顶片帮轮廓面为喷射混凝土进行固化的轮廓面。进一步地，构造塌腔中，对塌腔内的轻质材料注入管、通气管和注浆管进行管位固定。进一步地，构造塌腔中，塌腔内初次衬砌钢筋网片上挂双层钢丝筛网。进一步地，钢丝筛网的孔径不大于1.5 mm×1.5 mm；层距为20～40mm。进一步地，轻质材料为粉煤灰。进一步地，塌腔处治中，轻质材料注满整个塌腔后，封死轻质材料注入管和通气管。进一步地，塌腔处治中，水泥浆包含：质量比1：1的水泥：水、掺水泥量2%的早强剂、掺水泥量1/10000的铝粉膨胀剂和掺水量2%的801胶。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：通过本专利技术在工程实践中的应用、监控量测数据分析和后期的地质达检测分析来看，该专利技术理念符合隧道设计和施工理念，专利技术要点的操作程序、工序过程均符合规范要求和施工工艺要求，方法简单易行，在保证质量的情况下显著地提高了治理过程的安全性，和传统工艺相比大幅节约了工程成本和工期，取得了显著的处治效果和综合效益，因此，该创新方法为一种安全、可靠、先进的处治方法。1、本专利技术理念科学，思路清晰，实施简单方便，易于实现冒顶片帮全过程控制，处治过程和效果符合规范要求和施工要求。2、本专利技术形成完整的方法具有科学性，是安全、可靠、先进的处治方法，可以有效避免传统方法对隧道冒顶片帮轮廓面的扰动、加固层重力影响、工作面下长时间施工等重大安全影响。3、和传统方法比较大幅度减少了加固层和轮廓面的结构锚固系统、为保证安全施工采取的轮廓面临时加固系统、工作台临时加高等工作，大量节约工程成本。轻质材料和注浆材料等均为工程常用建材，和逐层喷射混凝土比较价格低廉，且大量节约人工和机械。4、和传统方法比较避免了掌子面停工处治而影响总进度，只是在拱架施做基础上增加了简单、易于操作的管路布置等工作，后期轻质材料注入和注浆可选用机动时间完成，不影响工期，提高了工作效率。5、具有可靠地工作质量和结构质量，具有显著的处治效果和综合效益。附图说明图1为本专利技术隧道开挖后片帮冒顶轮廓面；图2为借助初衬构造形成塌腔结构示意图；图3为本专利技术轻质材料注入管、通气管、注浆管布设图；其中：1隧道开挖轮廓面、2隧道片帮冒顶轮廓面、3隧道初衬拱架（钢拱架或钢拱架+连接筋+钢筋网片）、4塌腔、5轻质材料注入管、6通气管、7注浆管、8钢板、9注浆孔眼、10双层钢丝网。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。一种隧道冒顶片帮的加固处治方法，在充分论证冒顶片帮部位围岩稳定的基础上，采用喷射混凝土封闭掌子面和塌腔裸露岩面，防止隧道轮廓面进一步风化影响围岩稳定性；然后借助既有隧道初次衬砌骨架，通过构造的方法，使得初次衬砌和冒顶片帮轮廓面形成封闭塌腔，通过事先安设的三种钢管，适时进行填充轻质材料（如粉煤灰），选准时机进行注浆，从而在塌腔内形成饱满密实的固结体，实现隧道加固处治，从根本上解决隧道结构完整问题和避免应力集中的一种隧道处治施工方法。前提：在充分论证冒顶片帮部位围岩稳定的基础上，采用喷射混凝土封闭掌子面和塌腔裸露岩面，防止隧道轮廓面进一步风化影响围岩稳定性；阶段一：构造塌腔。借助既有隧道初次衬砌骨架，通过构造的方法，使得初次衬砌和冒顶片帮轮廓面形成封闭塌腔，事先安设轻质材料注入管、通气管和注浆管等三种钢管，施做初衬后，和冒顶片帮轮廓面通过构造的方法共同形成塌腔结构。阶段二：塌腔处治。适时进行填充轻质材料（如粉煤灰），选准时机进行注浆，从而在塌腔内形成饱满密实的固结体，实现隧道加固处治，从根本上解决隧道结构完整问题和避免应力集中的一种隧道处治施工方法。详细步骤描述：一：构造塌腔：论证围岩暂时稳定：隧道冒顶片帮后，形成了暂时稳定的轮廓面，如图1所示，包括隧道开挖轮廓面1和隧道片帮冒顶轮廓面2，在充分论证隧道片帮冒顶轮廓面2及周边围岩稳定的基础上，采用喷射混凝土封闭隧道掌子面和塌腔裸露岩面，防止裸露岩面一步风化，影响围岩稳定性。步骤11、初次衬砌的锚杆系统、钢拱架等施工根据施工方案或初次衬砌加固的施工方案，施做初次衬砌外轮廓的锚杆系统、初次衬砌拱架3（钢拱架或花拱架）、连接筋及钢筋网片。则施做初次衬砌后，和冒顶片帮轮廓面共同形成塌腔4，如图2所示。2、管路布设，设置穿透初次衬砌拱架3的轻质材料注入管5、通气管6和注浆管7,布置固定完成后的管下端均出露初次衬砌不得少于5cm，出露的管口均用4mm薄钢板焊接封口。管路布设主要借助已施做的初次衬砌拱架3的骨架布置，分别安设轻质材料（如粉煤灰）注入管5、通气管6和注浆管7,布置固定完成后的管下端均出露初次衬砌不得少于5cm，出露的管口均用4mm薄钢板8封口。轻质材料注入管5和通气管6尽量垂直布置。注浆管7靠近拱顶时尽量径向布置，靠近拱腰时尽量垂直布置。布置完成后绘制塌腔形体示图和各种管路布置图，如图3所示。步骤2（1）轻质材料（如粉煤灰）注入管5的布设轻质材料注入管的作用：初次衬砌完成后注入轻质填充材料（如粉煤灰）之用。轻质材料注入管5的制作：为Ф50mm无缝钢管，管壁不得有破损，长度因地制宜并伸直轮廓面下15cm处。轻质材料注入管的布设：管位按2m×2m间距因地制宜尽量垂直布置。步骤3（2）通气管的布设通气管的作用：注入轻质材料时供排气之用，由于构造空腔形成了封闭气囊，不设该管，轻质材料注入时会出现“气封”现象，给轻质材料注入造成困难。通气管的制作：管径为Ф40mm无缝钢管，管壁不得有破损，长度因地制宜并伸至轮廓面下5cm处。通气管的布设：管位按1.5m×1.5m间距因地制宜布置，尽量垂直且伸至最高塌腔处，多处排气孔顶头间隔尽量放大，不宜聚在一处，也不宜离轻质材料注入管顶端太近。步骤4（3）注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道冒顶片帮的加固处治方法，包括以下步骤：⑴、构造塌腔：在初次衬砌和冒顶片帮轮廓面之间构造封闭的塌腔，设置穿透初次衬砌的轻质材料注入管、通气管和注浆管；⑵、塌腔处治：经轻质材料注入管向塌腔内注入轻质材料，再经注浆管向塌腔内注入水泥浆，固化。

【技术特征摘要】
1.一种隧道冒顶片帮的加固处治方法，包括以下步骤：⑴、构造塌腔：在初次衬砌和冒顶片帮轮廓面之间构造封闭的塌腔，设置穿透初次衬砌的轻质材料注入管、通气管和注浆管；⑵、塌腔处治：经轻质材料注入管向塌腔内注入轻质材料，再经注浆管向塌腔内注入水泥浆，固化。2.如权利要求1所述隧道冒顶片帮的加固处治方法，其特征在于：构造塌腔中，轻质材料注入管、通气管和注浆管的下端均露出初次衬砌，不少于5cm，露出的管口均用薄钢板焊接封口。3.如权利要求1或2所述隧道冒顶片帮的加固处治方法，其特征在于：构造塌腔中，冒顶片帮轮廓面为喷射混凝土进行固化的轮廓面。4.如权利要求1所述隧道冒顶片帮的加固处治方法，其特征在于：构造塌腔中，对塌腔内的轻质材料注入管、通气管和注浆管进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙飞，曹贵，任文宏，田过勤，乔叶伟，何正强，
申请(专利权)人：甘肃路桥建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62