本发明专利技术提供了一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，涉及隧道工程技术领域，包括以下步骤：深孔注浆：先做注浆前准备工作，然后确定注浆参数，接着设置止浆墙，再钻孔，最后采用注浆混合器注浆，注浆混合器输入端分别与两个输送管连通，输送管输入端设置混合箱，其中一个混合箱内存放单液浆，另一个混合箱内存放双液浆，注浆混合器与混合箱之间设置智能切换装置，智能切换装置用于切换注浆混合器输出端输出的浆液类型；开挖施工；正洞施工。本发明专利技术中，通过智能切换装置能够实现单液浆与双液浆的自动切换，切换速度快，通过注入双液浆能够减缓注浆过程的泄漏问题，保证了施工质量，提高了施工方法的智能程度，降低了工作人员的工作强度。
1、随着我国工程建设的快速发展,交通基础设施投入不断加大,当高速公路、高速铁路进入山区后,需要修建大量隧道。由于隧道选址的复杂性，隧道施工过程中避免不了出现富水、浅埋、大断面、偏压等不良地质情况，在这类地质条件下对隧道洞口进行开挖作业时，如果未对不良地质进行加固及处理，极易出现隧道洞口边坡失稳，造成隧道明暗挖交界处的导向墙倾覆，洞顶地表大范围沉降、开裂，极易造成滑坡、坍塌等地质灾害的发生，从而导致隧道开挖掘进困难,影响隧道正常施工和运营,威胁人民生命财产安全。
2、授权公告号为“cn108661669b”的申请公开了一种适用于浅埋偏压段及下穿浅埋富水段的隧道施工方法。其包括在浅埋偏压段采用卸载反压法处理边坡；对浅埋偏压段内隧道周围的土体进行深孔注浆加固；对洞身采用管棚超前支护；在浅埋富水段将水抽干，采用素填土回填场地；进行深孔注浆加固；进行洞身超前支护；采用v级复合式衬砌；采用钢边橡胶止水带进行防水等步骤。本专利技术具有如下优点：可防止因受特殊地质条件在隧道施工中出现坍塌、冒顶、开挖面流塌、突水、突泥、隧道渗漏水等不良地质情况发生，保证隧道施工安全及永久性运营安全。
3、施工过程中，深孔注浆优先考虑使用纯水泥浆进行注浆，但由于地形复杂，注入纯水泥浆过程中可能发生严重泄漏，此时需要将纯水泥浆更换为双液浆，从而加快凝胶，现有施工方法中需要人工更换浆液，工作强度大。
>1、本专利技术提供一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，用以解决目前施工方法中需要人工更换浆液，工作强度大的技术问题。2、为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，包括以下步骤：
3、步骤1：深孔注浆：先做注浆前准备工作，然后确定注浆参数，接着设置止浆墙，再钻孔，最后采用注浆混合器注浆，注浆混合器输入端分别与两个输送管连通，输送管输入端设置混合箱，其中一个混合箱内存放单液浆，另一个混合箱内存放双液浆，注浆混合器与混合箱之间设置智能切换装置，智能切换装置用于切换注浆混合器输出端输出的浆液类型；
4、步骤2：开挖施工；
5、步骤3：正洞施工。
6、优选地，在步骤1中，智能切换装置包括第一电磁阀、第二电磁阀、超声波探测装置及控制器，第一电磁阀设置在存放单液浆的混合箱的输送管上，第二电磁阀设置在存放双液浆的混合箱的输送管上，第一电磁阀、第二电磁阀分别与控制器电性连接，超声波探测装置用于探测注浆时浆液实际扩散半径，超声波探测装置与控制器电性连接，当超声波探测装置探测的浆液实际扩散半径超出浆液预设扩散半径时，控制器控制第一电磁阀关闭，并控制第二电磁阀开启。
7、优选地，在步骤1中，注浆前准备工作包括：对隧道工程地质、钻孔排渣、钻孔推进时受到的压力、钻进速度、钻进长度对应的出水量进行分析,以此确定前方地质构造和岩性,并明确水源的具体位置与水量,然后结合分析成果,确定注浆材料。
8、优选地，在步骤1中，注浆参数包括浆液的扩散半径需达到1～2m,单液浆的凝胶时长为2～8h，双液浆的凝胶时长为0.5～3min,注浆速度为10～110l/min,注浆完成时的压力为2～4mpa。
9、优选地，在步骤1中，钻孔通过液压凿岩车、地质钻机及锚杆钻机进行。
10、优选地，在步骤1中，控制器与注浆混合器电性连接，混合箱内设置液位计，液位计用于检测混合箱内浆液的液位，液位计与控制器电性连接，控制器能够获取液位变化量，液位变化量为注浆开始时液位计的初始检测值减去液位计的实时检测值，通过液位变化量与混合箱横截面积的乘积计算实际注浆量，当实际注浆量等于目标注浆量时，控制器控制注浆混合器停止工作，目标注浆量通过以下公式计算：
11、q1＝π·r·h·n·a·(1+β)
12、其中，q1为单个注浆孔单个段落的目标注浆量，π为圆周率，π取3.14，r为浆液预设扩散半径，h为注浆分段长度，n为地层空隙率或裂隙度，a为地层空隙或裂隙的充填率，β为注浆过程浆液损失率。
13、优选地，输送管设置在混合箱侧壁，混合箱顶壁连通设置进料管，进料管上端设置第一混合管，第一混合管呈漏斗状，第一混合管上端设置第二混合管，第二混合管下端外壁与第一混合管上端内壁转动连接，第二混合管上端设置第三混合管，第二混合管上端外壁与第三混合管下端内壁转动连接，第三混合管外壁通过连接支架与第一混合管外壁连接，连接支架远离第三混合管一侧设置固定杆，固定杆远离连接支架一端与支撑杆上端连接，固定杆垂直于支撑杆，支撑杆下端与连接座连接，连接座设置在混合箱侧壁，第二混合管内设置若干挡板，挡板外周与第二混合管内壁连接，挡板偏心位置设置连通孔，且相邻两个挡板之间的连通孔交错设置，混合箱上设置驱动机构，驱动机构用于驱动第二混合管转动。
14、优选地，驱动机构包括安装孔，安装孔贯穿固定杆前后侧壁，安装孔内设置转动轴，转动轴上下两端分别与固定杆转动连接，固定杆上设置驱动电机，驱动电机输出端与转动轴上端连接，转动轴上设置第一链轮，第二混合管外壁靠近中间位置设置第二链轮，第一链轮与第二链轮通过链条连接。
15、优选地，第一混合管靠近上端外壁设置若干凸块，若干凸块关于第一混合管中心线呈环形阵列分布，相邻两个凸块之间设置间隙，凸块远离第一混合管一侧设置内凹圆弧面，第二链轮下表面等间隔设置若干第一竖杆，若干第一竖杆关于第二链轮中心呈环形阵列分布，第一竖杆下端延伸至凸块外部，第一竖杆靠近凸块一侧设置安装孔，安装孔内设置弹簧，弹簧靠近凸块一端设置敲击球，敲击球一侧与凸块远离第一混合管一侧抵接，弹簧远离敲击球一端与安装孔内壁连接。
16、优选地，固定杆上端设置第二竖杆，第二竖杆垂直于固定杆，第二竖杆上端设置转动杆，转动杆一端与第二竖杆上端铰接连接，转动杆另一端设置排气管，排气管垂直于转动杆，转动杆靠近第二竖杆一端设置固定块。
17、本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供了一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，涉及隧道工程
，包括以下步骤：深孔注浆：先做注浆前准备工作，然后确定注浆参数，接着设置止浆墙，再钻孔，最后采用注浆混合器注浆，注浆混合器输入端分别与两个输送管连通，输送管输入端设置混合箱，其中一个混合箱内存放单液浆，另一个混合箱内存放双液浆，注浆混合器与混合箱之间设置智能切换装置，智能切换装置用于切换注浆混合器输出端输出的浆液类型；开挖施工；正洞施工。本专利技术中，通过智能切换装置能够实现单液浆与双液浆的自动切换，切换速度快，通过注入双液浆能够减缓注浆过程的泄漏问题，保证了施工质量，提高了施工方法的智能程度，降低了工作人员的工作强度。
18、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，智能切换装置包括第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)、超声波探测装置及控制器，第一电磁阀(4)设置在存放单液浆的混合箱(3)的输送管(2)上，第二电磁阀(5)设置在存放双液浆的混合箱(3)的输送管(2)上，第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)分别与控制器电性连接，超声波探测装置用于探测注浆时浆液实际扩散半径，超声波探测装置与控制器电性连接，当超声波探测装置探测的浆液实际扩散半径超出浆液预设扩散半径时，控制器控制第一电磁阀(4)关闭，并控制第二电磁阀(5)开启。
3.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，注浆前准备工作包括：对隧道工程地质、钻孔排渣、钻孔推进时受到的压力、钻进速度、钻进长度对应的出水量进行分析,以此确定前方地质构造和岩性,并明确水源的具体位置与水量,然后结合分析成果,确定注浆材料。
4.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，注浆参数包括浆液的扩散半径需达到1～2m,单液浆的凝胶时长为2～8h，双液浆的凝胶时长为0.5～3min,注浆速度为10～110L/min,注浆完成时的压力为2～4MPa。
5.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，钻孔通过液压凿岩车、地质钻机及锚杆钻机进行。
6.根据权利要求2所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，控制器与注浆混合器(1)电性连接，混合箱(3)内设置液位计，液位计用于检测混合箱(3)内浆液的液位，液位计与控制器电性连接，控制器能够获取液位变化量，液位变化量为注浆开始时液位计的初始检测值减去液位计的实时检测值，通过液位变化量与混合箱(3)横截面积的乘积计算实际注浆量，当实际注浆量等于目标注浆量时，控制器控制注浆混合器(1)停止工作，目标注浆量通过以下公式计算：
7.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，输送管(2)设置在混合箱(3)侧壁，混合箱(3)顶壁连通设置进料管(6)，进料管(6)上端设置第一混合管(7)，第一混合管(7)呈漏斗状，第一混合管(7)上端设置第二混合管(8)，第二混合管(8)下端外壁与第一混合管(7)上端内壁转动连接，第二混合管(8)上端设置第三混合管(9)，第二混合管(8)上端外壁与第三混合管(9)下端内壁转动连接，第三混合管(9)外壁通过连接支架(10)与第一混合管(7)外壁连接，连接支架(10)远离第三混合管(9)一侧设置固定杆(11)，固定杆(11)远离连接支架(10)一端与支撑杆(12)上端连接，固定杆(11)垂直于支撑杆(12)，支撑杆(12)下端与连接座(13)连接，连接座(13)设置在混合箱(3)侧壁，第二混合管(8)内设置若干挡板(14)，挡板(14)外周与第二混合管(8)内壁连接，挡板(14)偏心位置设置连通孔(15)，且相邻两个挡板(14)之间的连通孔(15)交错设置，混合箱(3)上设置驱动机构，驱动机构用于驱动第二混合管(8)转动。
8.根据权利要求7所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，驱动机构包括安装孔(16)，安装孔(16)贯穿固定杆(11)前后侧壁，安装孔(16)内设置转动轴(17)，转动轴(17)上下两端分别与固定杆(11)转动连接，固定杆(11)上设置驱动电机(18)，驱动电机(18)输出端与转动轴(17)上端连接，转动轴(17)上设置第一链轮(19)，第二混合管(8)外壁靠近中间位置设置第二链轮(20)，第一链轮(19)与第二链轮(20)通过链条(21)连接。
9.根据权利要求8所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，第一混合管(7)靠近上端外壁设置若干凸块(22)，若干凸块(22)关于第一混合管(7)中心线呈环形阵列分布，相邻两个凸块(22)之间设置间隙，凸块(22)远离第一混合管(7)一侧设置内凹圆弧面，第二链轮(20)下表面等间隔设置若干第一竖杆(23)，若干第一竖杆(23)关于第二链轮(20)中心呈环形阵列分布，第一竖杆(23)下端延伸至凸块(22)外部，第一竖杆(23)靠近凸块(22)一侧设置滑动孔(24)，滑动孔(24)内设置弹簧(25)，弹簧(25)靠近凸块(22)一端设置敲击球(26)，敲击球(26)一侧与凸块(22)远离第一混合管(7)一侧抵接，弹簧(25)远离敲击球(26)一端与滑动孔(24)...
【技术特征摘要】
1.一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，智能切换装置包括第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)、超声波探测装置及控制器，第一电磁阀(4)设置在存放单液浆的混合箱(3)的输送管(2)上，第二电磁阀(5)设置在存放双液浆的混合箱(3)的输送管(2)上，第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)分别与控制器电性连接，超声波探测装置用于探测注浆时浆液实际扩散半径，超声波探测装置与控制器电性连接，当超声波探测装置探测的浆液实际扩散半径超出浆液预设扩散半径时，控制器控制第一电磁阀(4)关闭，并控制第二电磁阀(5)开启。
3.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，注浆前准备工作包括：对隧道工程地质、钻孔排渣、钻孔推进时受到的压力、钻进速度、钻进长度对应的出水量进行分析,以此确定前方地质构造和岩性,并明确水源的具体位置与水量,然后结合分析成果,确定注浆材料。
4.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，注浆参数包括浆液的扩散半径需达到1～2m,单液浆的凝胶时长为2～8h，双液浆的凝胶时长为0.5～3min,注浆速度为10～110l/min,注浆完成时的压力为2～4mpa。
5.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，钻孔通过液压凿岩车、地质钻机及锚杆钻机进行。
6.根据权利要求2所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，在步骤1中，控制器与注浆混合器(1)电性连接，混合箱(3)内设置液位计，液位计用于检测混合箱(3)内浆液的液位，液位计与控制器电性连接，控制器能够获取液位变化量，液位变化量为注浆开始时液位计的初始检测值减去液位计的实时检测值，通过液位变化量与混合箱(3)横截面积的乘积计算实际注浆量，当实际注浆量等于目标注浆量时，控制器控制注浆混合器(1)停止工作，目标注浆量通过以下公式计算：
7.根据权利要求1所述的一种智能化富水浅埋大断面偏压隧道施工方法，其特征在于，输送管(2)设置在混合箱(3)侧壁，混合箱(3)顶壁连通设置进料管(6)，进料管(6)上端设置第一混合管(7)，第一混合管(7)呈漏斗状，第一混合管(7)上端设置第二混合管(8)，第二混合管(8)下端外壁与第一混合管(7)上端内壁转动连接，第二混合管(8)上端设置第三混合管(9...
【专利技术属性】
技术研发人员：高军，聂如松，杨立云，罗华松，刘凯文，周斌，林晓，陈更，薛惠玲，李松真，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：
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