一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法技术

一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法，步骤如下：暗河段的大小里程端施做一环或多环大管棚注浆加固，施作范围为隧道拱部及边墙。整个暗河段的隧道基底采用旋喷咬合桩加固；暗河中间段施作多环帷幕注浆，该中间段前面和后面分别设止浆墙和止浆岩盘，止浆墙上设置多圈注浆孔，每孔扩散半径约1.5m；本发明专利技术能避免溶洞暗河区域段隧道在施工过程中发生涌突水事故、提高隧道结构抗水压能力、提高地基承载能力，保证施工安全及运营期间安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程
，尤其涉及一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法。

技术介绍

[0002]我国西南地区地形条件艰险，岩溶现象分布广泛，不同区域岩溶大小、形态均有所不同，随着对西部地区的开发，隧道穿越岩溶地层的问题也急需解决。尤其对于穿越地下水系统及暗河十分发育溶洞的隧道，在施工及运营期间的岩溶问题也更加突出。隧道在穿越填充可流失砂层的溶洞时可能发生突水突泥及塌方事故，另外隧道周围岩溶充填物在地下流水作用下将出现流失风险，改变施工期隧道周边应力场，致使溶腔出现坍塌的可能性，对隧道衬砌结构的受力产生较大影响。
[0003]现有对岩溶富水隧道的施工技术包括注浆加固、改变开挖方式等；基地加固包括混凝土换填、桩基托梁、旋喷桩、微型桩、CFG桩、袖阀管地基加固等。但由于某些岩溶隧道地下水系及暗河发育，隧道周围溶洞填充物易流失，在丰水期依旧存在暗河水冲刷岩溶地层含砂填充流失以及隧道洞身承受较大水压的风险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提出一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法，旨在避免溶洞暗河区域段隧道在施工过程中发生涌突水事故、提高隧道结构抗水压能力、提高地基承载能力，保证施工安全及运营期间安全。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法，包括以下步骤：
[0006]①
自暗河段起始里程和终止里程起，向大里程端和小里程端施做一环或多环大管棚注浆加固，具体大管棚施作范围为拱部及边墙，管棚内增设钢筋笼，砂层段大管棚间增设大外插角小导管注浆加固；
[0007]②
自暗河段起始里程至终止里程段隧道基底处理采用旋喷咬合桩加固，上述旋喷咬合桩由若干单元均布组成，每个单元有7个旋喷桩，其中6个布置在正六边形6个角点上，一个布置在正六边形的中心，且中心处旋喷桩与其它6个旋喷桩的咬合面相同，上述咬合面也与其它6个旋喷桩相互之间的咬合面相同；桩底嵌入基岩不小于0.5m，若隧底填充物不足1.5m，采用混凝土换填，旋喷桩施工顺序为：1)场地平整；2)水质复查；3)工艺试桩；4)清除地面及空中障碍； 5)测量放线；6)旋喷桩施工7)质量检测；旋喷桩施工中应配置浆液自动计量装置；旋喷桩成孔一般采用振动钻机钻孔，遇到比较坚硬的地层时，宜采用地质钻机钻孔；喷射孔与高压注浆泵的间距不宜大于50m，桩位与设计位置的偏差不得大于50mm；孔内喷射注浆应自下而上、均匀提升，喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm，需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，采用复喷措施；高压喷射注浆完毕应迅速拔出喷射管，必要时应在原孔位采取冒浆回灌或二次注浆等措施，防止浆液凝固收缩影响桩顶标高；
[0008]③
隧道开挖至暗河中间区域段施作多环帷幕注浆，每一循环注浆长度取 15～30m，根据实际施工环境决定并保留4
‑
5m厚度的止浆岩盘，注浆应设止浆墙，止浆墙厚度不小于2m，注浆钻孔之孔口管预埋于止浆墙中，待止浆墙混凝土强度达到设计强度的75％以后方可开始钻孔注浆施工，单孔扩散半径约1.5m，每环孔孔底间距不大于2.5m，使单孔注浆扩散圈有效重叠，形成帷幕有效加固岩体，即帷幕注浆固结圈，注浆加固范围为衬砌开挖轮廓线外4～6m，注浆完成后应检查注浆效果，经检查，注浆效果达到设计要求后方可进行隧道继续掘进；为确保止浆墙的稳定，在止浆墙前设置一环注浆钢花管注浆加固；注浆钻孔采用环形布孔，钻孔数量及钻孔圈数根据实际情况确定，注浆顺序为先外圈后内圈，先近后远，同一圈孔间隔施工，且在同一圈孔施工中先上后下，外圈钻孔采用前进式注浆，内圈钻孔采用后退式注浆；注浆材料主要采用水泥浆，水灰比取0.8： 1～1：1，施工中应根据超前预测预报成果对注浆段落、注浆方式、注浆材料等予以适当调整；
[0009]④
施作完成最后一环帷幕注浆，临近暗河区域终止段施作大管棚(10)注浆加固。
[0010]所述止浆墙外轮廓嵌入隧道开挖轮廓线50cm；所述注浆钻孔在止浆墙上按 6个同心圆均布，且相邻两个同心圆的间距相等，同一圆周上的注浆钻孔等间距分布。
[0011]所述旋喷桩的质量检验方法如下：
[0012]①
旋喷桩施作完成后应进行注浆效果检验，质量检验点数量不少于施工孔数的2％，其内容应包括桩身完整性、均布性、桩身强度、地基承载力等；
[0013]②
成桩7天内，采用低应变检查桩身均匀性，检查数量为总桩数的2％，且不少于3根；
[0014]③
成桩7天内，采用浅部开挖桩头(深度超过停浆面下0.5m)，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检验数量为总桩数的2
‰
，且不少于3根；
[0015]④
成桩28天后，应采用双管单动取样器在桩径方向1/4处，桩长范围内垂直钻孔取芯，观察桩体完整性、均匀性，取不同深度的不少于3个试样作无侧限抗压强度检验，检验数量为总桩量的2
‰
，且不少于3根；
[0016]⑤
旋喷桩承载力检验应在成桩28天后进行，应采用单桩或复合地基荷载试验，检验数量为总桩数的2
‰
，且不少于3根。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1)本专利技术所述的一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法，在隧道底部通过旋喷咬合桩使得浆液与可流失砂层充分搅拌混合，既使地基得到了加固，承载能力提高，又避免了砂层的流失；
[0019]2)本专利技术所述的一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法，通过管棚注浆、帷幕注浆以及旋喷咬合桩等措施加固了隧道周围岩层，封堵地下水，有效的提高了隧道结构防渗水及抗水压能力，能够避免涌水突水、翻浆冒泥等现象的发生；
[0020]3)本专利技术所述的一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法通过帷幕注浆使得原本可流失的砂层得到了加固，粘聚力提高，自稳能力增强，能够有效稳定工作面，便于施工开挖。
附图说明
[0021]图1为止浆墙布置图。图2为帷幕注浆纵断面设计图
[0022]图3为注浆终孔示意图
[0023]图4旋喷咬合桩平面示意图
[0024]图5旋喷咬合桩断面示意图
[0025]图6隧道(含暗河区)纵断面示意图
[0026]主要附图标记说明： 1
‑
隧道开挖轮廓线，2
‑
止浆墙，3
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注浆孔，4
‑
钢花管，5
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止浆岩盘，6
‑
帷幕注浆固结圈，7
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旋喷咬合桩，8
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岩溶暗河段，9
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砂层，10
‑
大管棚
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩溶暗河区可流失砂层隧道地层加固设计施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
①
自暗河段（8）起始里程和终止里程起，向大里程端和小里程端施做一环或多环大管棚（10）注浆加固，具体大管棚（10）施作范围为拱部及边墙，管棚内增设钢筋笼，砂层段大管棚间增设大外插角小导管注浆加固；
②
自暗河段（8）起始里程至终止里程段隧道基底处理采用旋喷咬合桩（7）加固，上述旋喷咬合桩（7）由若干单元均布组成，每个单元有7个旋喷桩，其中6个布置在正六边形6个角点上，一个布置在正六边形的中心，且中心处旋喷桩与其它6个旋喷桩的咬合面相同，上述咬合面也与其它6个旋喷桩相互之间的咬合面相同；桩底嵌入基岩不小于0.5m，若隧底填充物不足1.5m，采用混凝土换填，旋喷桩施工顺序为：1）场地平整；2）水质复查；3）工艺试桩；4）清除地面及空中障碍；5）测量放线；6）旋喷桩施工7）质量检测；旋喷桩施工中应配置浆液自动计量装置；旋喷桩成孔一般采用振动钻机钻孔，遇到比较坚硬的地层时，宜采用地质钻机钻孔；喷射孔与高压注浆泵的间距不宜大于50m，桩位与设计位置的偏差不得大于50mm；孔内喷射注浆应自下而上、均匀提升，喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm，需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，采用复喷措施；高压喷射注浆完毕应迅速拔出喷射管，必要时应在原孔位采取冒浆回灌或二次注浆等措施，防止浆液凝固收缩影响桩顶标高；
③
隧道开挖至暗河中间区域段施作多环帷幕注浆，每一循环注浆长度取15~30m，根据实际施工环境决定并保留4
‑
5m厚度的止浆岩盘（5），注浆应设止浆墙（2），止浆墙（2）厚度不小于2m，注浆钻孔（3）之孔口管预埋于止浆墙中，待止浆墙混凝土强度达到设计强度的75%以后方可开始钻孔注浆施工，单孔扩散半径约1.5m，每环孔孔底间距不大于2.5m，使单孔注浆扩散圈有效重叠，形成帷幕注浆固结圈（6），注浆加固范围为衬砌开挖轮廓线外4~6m，注浆完成后应检查注浆效果，经检查，注浆效果达到设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小浪，康力，卢锋，敬雅文，张俊儒，李林隆，赵柏文，刘召华，张晓强，王桐，方钱宝，张体忠，陈思宇，逄迎生，
申请(专利权)人：中铁二院贵阳勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：