穿越隧道顺层地段坍塌体施工方法技术

本发明专利技术涉及井下采区充入充填物的方法或装置领域，具体为一种穿越隧道顺层地段坍塌体施工方法。一种穿越隧道顺层地段坍塌腔施工方法，包括：步骤一、排查；其特征是：还包括如下步骤：步骤二、排水；步骤三、泵砼；步骤四、封闭坍塌腔；步骤五、管棚加固；步骤六、混凝土加固；步骤七、支护加固；步骤八、限制移位；步骤九、闭环；步骤十、封闭二衬。本发明专利技术防护效果好，安全可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
穿越隧道顺层地段坍塌体施工方法


[0001]本专利技术涉及井下采区充入充填物的方法或装置领域，具体为一种穿越隧道顺层地段坍塌体施工方法。

技术介绍

[0002]隧道工程属于地下工程，工程风险高，难度系数大，地质情况复杂多变，各种不可预见的地质构造对整个施工过程影响巨大，一旦对塌方处理不当，不仅会额外增加工程费用，还可能使工期受到延误，并且顺层地段二次坍塌的风险非常大，倘若处理不当，则会使施工人员的生命财产安全受到威胁。
[0003]目前，面对顺层地段发生塌方的情况，传统的做法是先用砂袋或片石对塌腔进行回填，然后对空腔泵送混凝土进行填充，此时忽略了对塌腔内的填充仍不密实，同时换拱过程中仍然存在填充混凝土块四周松散土体涌出导致填充混凝土块移位的可能；甚至为了抢施工进度，轻视了预防坍塌方施工措施，在开挖、爆破、支撑、量测方面都做得不尽人意，直接给工程质量遗留隐患，加上忽略了顺层地段侧向力比较大的特点，很容易造成围岩处于失稳的状态，增加了二次安全事故发生的风险。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，提供一种防护效果好、安全可靠的隧道施工方法，本专利技术公开了一种穿越隧道顺层地段坍塌腔施工方法。
[0005]本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的：一种穿越隧道顺层地段坍塌腔施工方法，包括：步骤一、排查：排查隧道坍塌腔的险情，测得坍塌腔的位置和尺寸，以准确掌握坍塌腔的范围和状况，为之后对坍塌腔的处理建立现场依据；其特征是：还包括如下步骤：步骤二、排水：将坍塌腔处的积水排出隧道外，防止隧道的围岩受到进一步的冲刷和软化，避免二次坍塌；步骤三、泵砼：确定坍塌腔稳定后，先预埋至少两根输砼管和输气管，所述输气管的高度高于所述输砼管的高度，就近用渣土将坍塌腔回填密实，随后通过所述输砼管向坍塌腔泵送混凝土，坍塌腔内的空气通过所述输气管排出，在坍塌腔处设置钢质逃生通道，确保施工人员安全；步骤四、封闭坍塌腔：对坍塌腔用20cm的C20喷射混凝土予以封闭；步骤五、管棚加固：由于顺层侧向力较大，围岩不易稳定，很容易导致二次坍塌，故以开挖面为基准，在所述开挖面的后方初支部位采用两排长5m、外径108mm、壁厚6mm的径向导管进行加固，再在坍塌腔开挖面位置施作长21m的环向的管棚(3)，用外径108mm、壁厚6mm的导管进行加固，保证坍塌腔处理的安全性；步骤六、混凝土加固：采用泵送混凝土加固开挖面的前方和后方，使得原有裂隙或松散土颗粒形成一个整体，提高松散、破碎围岩的稳定性，使得围岩获得一定的自承能力，
配合管棚(3)共同受力，防止顺层岩体的进一步坍塌；步骤七、支护加固：增加开挖面的前方和后方可能存在变形的临时支护及永久支护钢拱架的密度，所述临时支护及永久支护钢拱架都用工字钢制成，加强工字钢对围岩的支撑，提高初支的强度，防止支撑变形移位；步骤八、限制移位：采用长9m、外径108mm、壁厚6mm的导管作为锁脚锚管，加固已完成初期支护段落，限制永久支护钢拱架的刚体移位，保证隧道的初期支护的稳定；步骤九、闭环：在径向管棚锁脚加固完成后对加固段仰拱进行闭环施工，仰拱浇筑跟进完成后及时填充片石混凝土，以进一步稳固已施工地段初期支护的稳定性；步骤十、封闭二衬：待仰拱浇筑跟进完成后，根据监控量测数据及时对二衬进行封闭施工，确保隧道整体稳定性。
[0006]穿越隧道顺层地段坍塌腔施工方法，其特征是：步骤三时，对坍塌腔实施监控和测量，监控和测量的频率为每天一至三次，发现隧道拱顶下沉、地表沉降等异常时要停止作业、撤离人员；向坍塌腔内采用片石混凝土填筑；步骤五时，由于塌方区段土体破碎松散，即便前期已对空腔进行混凝土填充，塌腔内仍然不密实；空腔结构侧向压力大、局部应力集中，易导致拱架变形移位；同时换拱过程中仍然存在填充混凝土块四周松散土体涌出导致填充混凝土块移位的可能，采用五根管棚(3)穿透先前坍塌腔内填充的泵送混凝土块，再进行注浆加固；使空腔内的泵送混凝土块与前后土体密实固结形成整体，防止后续处理过程中塌腔上方松散土体涌出和混凝土块滑移，减小塌方区域处理的风险，管棚(3)采用外径108mm
×
壁厚6mm的带注浆孔钢花管，长21m，角度为5
°
～7
°
斜向上方，注浆液采用1:1水泥浆液，注浆压力为0.5Mpa～0.8Mpa，根据现场情况，五根管棚(3)布置在开挖面拱顶永久支撑一侧均匀分布；开挖面后方设环向导管，采用外径108mm
×
壁厚6mm的带注浆孔钢花管，长度为5m，倾角为15
°
，导管内注浆，注浆液采用1:1水泥浆液，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆压力为0.5Mpa～0.8MPa；步骤七时，初期支护钢拱架加密间距根据现场坍塌腔的受力分析结果来确定，初期支护钢拱架除除纵向间距调整外其余按照原设计图纸加工及施工；步骤八时，对初期支护段落进行加固的锁脚锚管每个断面四根，即每侧拱腰和拱脚各一根，导管外露锁口位置的工字钢与初期支护钢拱架进行焊接，纵向间距1.5m；采用1:1水泥浆液注浆，注浆压力为0.5Mpa～0.8Mpa，加固范围为仰拱已完里程至拱顶进入强风化岩层5m。
[0007]本专利技术具有如下有益效果：传统的隧道顺层地段塌方处理方法，用砂袋或片石对塌腔进行回填，然后对空腔泵送混凝土进行填充，此时忽略了对塌腔内的填充仍不密实，同时换拱过程中仍然存在填充混凝土块四周松散土体涌出导致填充混凝土块移位的可能，并且无法处理顺层坍塌侧有压力很大的情况。本专利技术以恢复围岩一定的自承能力配合大导管及管棚共同受力，防止处理过程中，隧道后方的支护在此坍塌，具有很好的效果。
[0008]本专利技术采用先进行开挖面后方径向大导管注浆加固，再进行开挖面前方管棚穿透先前空腔内填充的泵送混凝土块，进行注浆加固，使空腔内的泵送细石混凝土块与前后土体密实固结形成整体，形成“双保险”，防止后续处理过程中塌腔上方松散土体涌出和混凝
土块滑移，减小塌方区域处理的风险，避免了隧道顺层地段拱顶滑塌处理过程中的二次坍塌事故发生，坍塌处理过程更加安全。
附图说明
[0009]图1是本专利技术中坍塌腔位置及形式示意图，图2是本专利技术中坍塌腔的开挖面和环向的管棚示意图，图3是本专利技术中坍塌腔的用锁脚和锚管加固立面的示意图。
具体实施方式
[0010]以下通过具体实施例进一步说明本专利技术。
[0011]实施例1一种穿越隧道顺层地段坍塌腔施工方法，按如下步骤依次实施：步骤一、排查：如图1所示：排查隧道1坍塌腔2的险情，测得坍塌腔2的位置和尺寸，以准确掌握坍塌腔2的范围和状况，为之后对坍塌腔2的处理建立现场依据；步骤二、排水：将坍塌腔2处的积水排出隧道1外，防止隧道1的围岩受到进一步的冲刷和软化，避免二次坍塌；步骤三、泵砼：确定坍塌腔2稳定后，先预埋至少两根输砼管和输气管，所述输气管的高度高于所述输砼管的高度，就近用渣土将坍塌腔2回填密实，随后通过所述输砼管向坍塌腔2泵送混凝土22，坍塌腔2内的空气通过所述输气管排出，在坍塌腔2处设置钢质逃生通道，确保施工人员安全；对坍塌腔2实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿越隧道顺层地段坍塌腔施工方法，包括：步骤一、排查：排查隧道(1)坍塌腔(2)的险情，测得坍塌腔(2)的位置和尺寸，以准确掌握坍塌腔(2)的范围和状况，为之后对坍塌腔(2)的处理建立现场依据；其特征是：还包括如下步骤：步骤二、排水：将坍塌腔(2)处的积水排出隧道(1)外，防止隧道(1)的围岩受到进一步的冲刷和软化，避免二次坍塌；步骤三、泵砼：确定坍塌腔(2)稳定后，先预埋至少两根输砼管和输气管，所述输气管的高度高于所述输砼管的高度，就近用渣土将坍塌腔(2)回填密实，随后通过所述输砼管向坍塌腔(2)泵送混凝土(22)，坍塌腔(2)内的空气通过所述输气管排出，在坍塌腔(2)处设置钢质逃生通道，确保施工人员安全；步骤四、封闭坍塌腔：对坍塌腔(2)用20cm的C20喷射混凝土予以封闭；步骤五、管棚加固：以开挖面(21)为基准，在所述开挖面的后方初支部位采用两排长5m、外径108mm、壁厚6mm的径向导管进行加固，再在坍塌腔(2)开挖面位置施作长21m的环向的管棚(3)，用外径108mm、壁厚6mm的导管加固，保证坍塌腔(2)处理的安全性；步骤六、混凝土加固：采用泵送混凝土(22)加固开挖面(21)的前方和后方，使得原有裂隙或松散土颗粒形成一个整体，提高松散、破碎围岩的稳定性，使得围岩获得一定的自承能力，配合管棚(3)共同受力，防止顺层岩体的进一步坍塌；步骤七、支护加固：增加开挖面(21)的前方和后方的临时支护及永久支护钢拱架的密度，所述临时支护及永久支护钢拱架都用工字钢制成，加强工字钢对围岩的支撑，提高初支的强度，防止支撑变形移位；步骤八、限制移位：采用长9m、外径108mm、壁厚6mm的导管作为锁脚锚管，加固已完成初期支护段落，限制永久支护钢拱架的刚体移位，保证隧道(1)的初期支护的稳定；步骤九、闭环：在径...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏立恒，倪修能，周民伟，夏兆平，
申请(专利权)人：上海宝冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：